CN103939145A - 基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统。本系统主要由物联网模块、隐患信息采集器、监控中心模块和隐患消除全程跟踪模块组成。物联网模块完成网络的全矿井覆盖。隐患信息采集器模块主要完成对顶板压力、瓦斯、火灾、冲击地压和自燃发火等隐患数据的实时采集。监控中心模块主要完成隐患信息管理、信息融合和风险评估等功能；隐患消除全程跟踪模块则为煤矿安全管理专职工作人员进行隐患信息查询、消除过程接入、处理结果反馈和隐患信息统计分析的模块。监控中心模块的决策层包含风险评估专家决策、隐患消除过程全程跟踪、重大隐患报警、信息管理等的决策。

Description

基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统

技术领域

本发明涉及到了煤矿物联网领域和煤矿安全隐患闭环管理领域，特别设计了一种基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统。

背景技术

早在上世纪60年代，煤矿企业就把安全隐患的管理纳入安全生产的重要环节。2005年，张立泉等就开始探讨煤矿安全隐患识别及处理机制问题。探讨更合理的隐患管理模式一直是矿山企业的重要研究课题之一。山东能源集团的新汶矿业集团协庄煤矿探索的“3S”管理模式和肥矿集团的“5F”协同管理法等都把煤矿安全隐患管理纳入其业务范围。但因为通信手段配套不到位，管理的实时性差，无法满足煤矿隐患闭环监控的要求。

  目前物联网技术与计算机软件技术逐渐成熟，已经逐渐成为煤矿信息化的有力工具。特别是物联网技术的应用，将现代监控技术与先进的煤矿安全隐患管理方法相结合，解决了安全隐患信息的采集与决策信息化问题。但系统仍然存在隐患监控时效性差等问题，需要进一步的改进与完善。本项目将结合项目组取得的科研成果，利用最新完善的矿山井下物联网系统，解决信息反馈的时效性问题；全程跟踪隐患处理的各个环节，与隐患现场的信息形成闭环，构造煤矿安全隐患的闭环监控模式。项目的开展将大大促进煤矿生产安全技术的进步，在矿难频发的今天开展本项目，意义尤为明显。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统。本系统主要包括四部分组成：物联网模块、隐患信息采集器、监控中心模块和隐患消除全程跟踪模块四部分构成。物联网模块由标准的无线通信节点组成，完成网络的全矿井覆盖。隐患信息采集器模块的无线数据采集终端安装有顶板压力、气体、热感或离层等传感器，主要完成对顶板压力、瓦斯、火灾、冲击地压和自燃发火等隐患数据的实时采集。部分隐患信息采集器为无线人机交互终端，允许现场工作人员随时输入发现的隐患信息。监控中心模块则为系统的服务器，主要完成隐患信息管理、信息融合和风险评估等功能，是员工参与隐患信息管理的主要人机接口。隐患消除全程跟踪模块则为煤矿安全管理专职工作人员进行隐患信息查询、消除过程接入、处理结果反馈和隐患信息统计分析的模块，是闭环监控的主要 环节。

特别指出的是：①利用物联网采集与传输，实现了煤矿安全隐患信息的闭环监控。因煤矿井下环境恶劣，受网络布网成本的限制，原有的煤矿通信网络功能单一，覆盖区域非常有限，隐患信息的采集与传输非常困难。物联网布网成本低、覆盖灵活，可实时将各种传感器与人工信息无线采集终端接入网络，物联网的应用从根本上解决了隐患信息的采集与传输问题。

②将分布式计算（云计算）、无线自组织传感器网络，多数据信息融合于一体的物联网应用于煤矿，提升了安全隐患各项指标监测的实时性和可靠性。物联网的分布式计算技术、无线传感网络以及多数据源信息融合方法提高了网络的智能程度，降低了网络节点的复杂度。使隐患信息的监控更为便捷，传输效率更高，实时性和可靠性都得到保障。

③现代信息技术与先进的煤矿管理方法相融合，解决了风险评估的时效性问题。“3S”和“5F”隐患管理模式，已经在多个煤矿证明是最为有效的管理模式。利用先进的物联网技术来提升这种模式的信息化程度，从实现手段上完成了由“手工”模式向“信息化”模式的飞跃，从根本上解决了风险评估的时效性问题。

附图说明

图1是本发明的煤矿安全隐患闭环监控系统四大模块图。

图2是本发明的煤矿安全隐患闭环监控自组织模型图。

图3是多平台数据融合模型框图。

具体实施方式

以下结合附图描述本发明的具体实施方式。

图1示出了本发明煤矿安全隐患闭环监控系统四大模块图。它们分别是：物联网模块、隐患信息采集器、监控中心模块和隐患消除全程跟踪模块。

图2是本发明的煤矿安全隐患闭环监控自组织模型图。监控数据的采集、传送、通信采用多传感器自组织网络，来增强系统的稳健型、灵活性和高效性。

图3是多平台数据融合模型框图。煤矿安全隐患闭环监控系统的自组织网分为三个层，分别是感知与控制层，监控层和决测层。感知与控制层感知生产过程与环境中与隐患息息相关的等各个参数；监控层进行数据仓库、信息处理、信息挖掘等生产监控信息的管理；决策层包含风险评估专家决策、隐患消除过程全程跟踪、重大隐患报警、信息管理等的决策。

Claims (6)

1.一种基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统，由物联网模块(1)、隐患信息采集器(2)、监控中心模块(3)和隐患消除全程跟踪模块(4)四部分构成。

2.其特征在于借助物联网通信网络，软件实现全程跟踪隐患消除过程。

3.如权利要求书1所述的基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统，其特征在于物联网模块(1)，由标准的无线通信节点组成，完成网络的全矿井无线覆盖。

4.如权利要求书1所述的基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统，其特征在于隐患信息采集器(2)，主要完成对顶板压力、瓦斯、火灾、冲击地压和自燃发火等隐患数据的实时采集。

5.如权利要求书1所述的基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统，其特征在于监控中心模块(3)，主要完成隐患信息管理、信息融合和风险评估等功能。

6.如权利要求书1所述的基于物联网的煤矿安全隐患闭环监控系统，其特征在于隐患消除全程跟踪模块(4)，主要为煤矿安全管理专职工作人员进行隐患信息查询、消除过程接入、处理结果反馈和隐患信息统计分析。