物聯(lián)網(wǎng)傳輸及網(wǎng)絡(luò)可靠性研究①

王棟平

(天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 江蘇常州 213000)

如今，全球礦業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)新的革命，大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和礦山的結(jié)合越來越密切。實(shí)現(xiàn)這場(chǎng)礦業(yè)改革的關(guān)鍵在于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，目前這項(xiàng)技術(shù)的使用仍然處于起步階段，需要不斷的實(shí)踐和投資來推動(dòng)其成熟，因此，明確未來礦業(yè)發(fā)展中物聯(lián)網(wǎng)所處地位對(duì)生產(chǎn)力發(fā)展起著具足輕重的作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)傳輸在智能礦山建設(shè)中所起的作用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)

想要良好利用物聯(lián)網(wǎng)傳輸這項(xiàng)技術(shù)，首先就要明確物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)母拍?，由此來定位在智能化智能礦山建設(shè)中該項(xiàng)技術(shù)所能起的作用，并且可以以此來推測(cè)未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT，Internetofthings）即“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，人、機(jī)、物的互聯(lián)互通。是一個(gè)完整的信息產(chǎn)業(yè)鏈。

從以上物聯(lián)網(wǎng)的概念定義可以得知，在智能礦山建設(shè)的過程中物聯(lián)網(wǎng)可以起到鏈接資源的作用。傳統(tǒng)的礦業(yè)發(fā)展主要是依托大量的人力和物力來進(jìn)行工程建設(shè)，比如說煤礦作業(yè)，就需要人本身下到地底下，人本身承擔(dān)著極大的風(fēng)險(xiǎn)，而且效率極低，如果采用物聯(lián)網(wǎng)的方式，通過定位和射頻識(shí)別的功能，可以大大提高工作的效率，同時(shí)減少人力物力的投入，提高礦業(yè)施工的安全性，實(shí)現(xiàn)地面操作化的可實(shí)現(xiàn)性。同時(shí)，可以更加精確地對(duì)礦地下礦產(chǎn)進(jìn)行發(fā)掘，提高資源的利用率，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的目的。

1.2 智能化礦山發(fā)展的現(xiàn)狀和前途

物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理。在信息的獲取，傳送，處理和施效方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。如果將物聯(lián)網(wǎng)的射頻識(shí)別技術(shù)，傳感網(wǎng)，M2M系統(tǒng)框架和云計(jì)算這些運(yùn)用到智能化礦業(yè)發(fā)展的過程中，會(huì)對(duì)礦山智能化的發(fā)展起到一個(gè)極大的促進(jìn)作用。

對(duì)礦業(yè)來講，我國要實(shí)現(xiàn)從礦業(yè)大國到礦業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，那么礦山建設(shè)必須要走創(chuàng)新之路，而智慧礦山技術(shù)就發(fā)揮著重要的作用，因此礦山的智慧化運(yùn)行就成為了行業(yè)要求的必然趨勢(shì)。我國自20世紀(jì)90年代開展自動(dòng)化、數(shù)字化采礦研究,"十一五"后加大了智能礦山技術(shù)體系研發(fā)部署，先后實(shí)施了地下無人采礦設(shè)備高精度定位技術(shù)和無人操縱鏟運(yùn)機(jī)模型、大型地下鏟運(yùn)設(shè)備研制、數(shù)字化采礦關(guān)鍵技術(shù)與軟件研發(fā)、數(shù)字礦山建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范、地下金屬礦智能開采技術(shù)等計(jì)劃，形成了我國智能礦山建設(shè)的系列產(chǎn)品。在軟件方面,研發(fā)了3Dimine、藍(lán)光、龍軟等礦用軟件；在裝備制造方面，研發(fā)了智能中深孔鑿巖汽車、智能鏟運(yùn)機(jī)、智能礦用汽車、智能裝藥車等系列裝備；在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面,形成了井下光纖通信、井下無線通訊、穿巖透地通信等技術(shù)并建成了相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前，我國智能化礦山建設(shè)取得了一定的成績(jī)，但是，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)需要與上層建筑相適應(yīng)，由于智能化礦山建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)不足，存在上層建筑的規(guī)劃不完善，在智能礦山建設(shè)中缺乏標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，而且由于技術(shù)不成熟，智能化基礎(chǔ)薄弱，在技術(shù)方面突破比較困難，在研發(fā)過程中研發(fā)資金比較高也給企業(yè)帶來極大負(fù)擔(dān)。到目前為止，智能化帶給礦業(yè)的好處并不是那么明顯，制約了我國智能化礦山建設(shè)的推進(jìn)步伐。同時(shí)隨著勞動(dòng)力成本的不斷提高，企業(yè)雇人所花費(fèi)的費(fèi)用占比越高，對(duì)企業(yè)的成本壓力就越大，不利于企業(yè)的長(zhǎng)久運(yùn)行。并且由于礦山行業(yè)的工作危險(xiǎn)系數(shù)較大，即便是高薪，也有很多人不愿意去從事這項(xiàng)這個(gè)行業(yè)的勞動(dòng)。

上述環(huán)境迫使智能化礦山建設(shè)步伐提速，加強(qiáng)智能礦山建設(shè)工程的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)已成為智能化礦山高質(zhì)量發(fā)展的緊迫任務(wù)。同時(shí)，我們需要采取一些具體措施來落實(shí)智能礦山建設(shè)工程，比如，對(duì)智慧礦山而言，首先要先走出去，國外礦山儲(chǔ)量大、品位高、埋藏淺，可以聯(lián)合開采；智慧礦山想要做得足夠好，要基于大數(shù)據(jù)，國外有從1900年開始的大數(shù)據(jù)，只需輸入條件，即可查到相關(guān)資料，我們要從大數(shù)據(jù)收集和整理做起或采用洋為中用，使其成為可能；做好智慧礦山，不能單一創(chuàng)新，要做到生態(tài)鏈和服務(wù)結(jié)合起來。將制造生產(chǎn)變成服務(wù)，結(jié)合上下游生態(tài)鏈，智慧礦山不會(huì)遙遠(yuǎn)。對(duì)此，將智能化礦山建設(shè)列入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略是一個(gè)較為緊迫戰(zhàn)略任務(wù)，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)智能化礦山關(guān)鍵技術(shù)、裝備研發(fā)的資金和政策支持力度。

2 物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)可靠性分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)主要就體現(xiàn)在信息的處理上面，物與物、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)的核心，它的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。物聯(lián)網(wǎng)的各種技術(shù)包括RFID，MEMS,M2M系統(tǒng)框架和云計(jì)算，通過智能化的方式來提高施工效率。如果把物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到智能礦山建設(shè)中，那么就能減少勞動(dòng)力成本，減少事故，提高作業(yè)的安全性，減少資源的浪費(fèi)，提高資源的利用率，同時(shí)引入人工智能和大數(shù)據(jù)，可以更加精確地把握礦山的整體情況，從而提高整體的自動(dòng)化程度，大大提高工作效率以及工作質(zhì)量。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)輸存在的風(fēng)險(xiǎn)

一旦涉及到網(wǎng)絡(luò)的話，特別是對(duì)于還不成熟的物聯(lián)網(wǎng)來說，網(wǎng)絡(luò)的可靠性方面就有待商榷。現(xiàn)有的問題都主要包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)問題，管理平臺(tái)的問題，成本問題以及安全性問題等。

并不是所有的礦業(yè)企業(yè)都有條件去建設(shè)智能礦山，因?yàn)槟壳拔覈蟛糠值牡V業(yè)企業(yè)都屬于中小型企業(yè)，本身就是屬于高風(fēng)險(xiǎn)低成本的。在小地方的作業(yè)中，本身就是依靠廉價(jià)的勞動(dòng)力來獲取利潤(rùn)。如果進(jìn)行智能化的處理的話，設(shè)備和技術(shù)的引進(jìn)高于勞動(dòng)力成本，就會(huì)提高運(yùn)營成本，是中小企業(yè)企業(yè)根本無法承擔(dān)的，但是，如果是大型企業(yè)來實(shí)現(xiàn)智能化物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)脑?，那么在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)方面就會(huì)出現(xiàn)很多的問題，產(chǎn)業(yè)鏈上下游將會(huì)出現(xiàn)許多矛盾。

3 結(jié)語

雖然智能礦山建設(shè)的道路還很漫長(zhǎng)，但是只要我們付出努力，通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)姆绞酵苿?dòng)礦山生產(chǎn)模式不斷更新，同時(shí)克服在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)過程中出現(xiàn)的缺點(diǎn)，使得采礦工業(yè)向規(guī)?；?、集約化、協(xié)同化方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)采礦工程邁入遙控化、智能化乃至無人化階段。