[發明專利]基于物聯網的煤礦安全隱患閉環監控系統

在審

• 申請號: 201410142269.3
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103939145A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 呂文紅;郭銀景;孫紅雨;丁慶安;王正杰;梁泉泉
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到了煤礦物聯網領域和煤礦安全隱患閉環管理領域，特別設計了一種基于物聯網的煤礦安全隱患閉環監控系統。

背景技術

早在上世紀60年代，煤礦企業就把安全隱患的管理納入安全生產的重要環節。2005年，張立泉等就開始探討煤礦安全隱患識別及處理機制問題。探討更合理的隱患管理模式一直是礦山企業的重要研究課題之一。山東能源集團的新汶礦業集團協莊煤礦探索的“3S”管理模式和肥礦集團的“5F”協同管理法等都把煤礦安全隱患管理納入其業務范圍。但因為通信手段配套不到位，管理的實時性差，無法滿足煤礦隱患閉環監控的要求。

??目前物聯網技術與計算機軟件技術逐漸成熟，已經逐漸成為煤礦信息化的有力工具。特別是物聯網技術的應用，將現代監控技術與先進的煤礦安全隱患管理方法相結合，解決了安全隱患信息的采集與決策信息化問題。但系統仍然存在隱患監控時效性差等問題，需要進一步的改進與完善。本項目將結合項目組取得的科研成果，利用最新完善的礦山井下物聯網系統，解決信息反饋的時效性問題；全程跟蹤隱患處理的各個環節，與隱患現場的信息形成閉環，構造煤礦安全隱患的閉環監控模式。項目的開展將大大促進煤礦生產安全技術的進步，在礦難頻發的今天開展本項目，意義尤為明顯。

發明內容

本發明的目的是設計一種基于物聯網的煤礦安全隱患閉環監控系統。本系統主要包括四部分組成：物聯網模塊、隱患信息采集器、監控中心模塊和隱患消除全程跟蹤模塊四部分構成。物聯網模塊由標準的無線通信節點組成，完成網絡的全礦井覆蓋。隱患信息采集器模塊的無線數據采集終端安裝有頂板壓力、氣體、熱感或離層等傳感器，主要完成對頂板壓力、瓦斯、火災、沖擊地壓和自燃發火等隱患數據的實時采集。部分隱患信息采集器為無線人機交互終端，允許現場工作人員隨時輸入發現的隱患信息。監控中心模塊則為系統的服務器，主要完成隱患信息管理、信息融合和風險評估等功能，是員工參與隱患信息管理的主要人機接口。隱患消除全程跟蹤模塊則為煤礦安全管理專職工作人員進行隱患信息查詢、消除過程接入、處理結果反饋和隱患信息統計分析的模塊，是閉環監控的主要?環節。

特別指出的是：①利用物聯網采集與傳輸，實現了煤礦安全隱患信息的閉環監控。因煤礦井下環境惡劣，受網絡布網成本的限制，原有的煤礦通信網絡功能單一，覆蓋區域非常有限，隱患信息的采集與傳輸非常困難。物聯網布網成本低、覆蓋靈活，可實時將各種傳感器與人工信息無線采集終端接入網絡，物聯網的應用從根本上解決了隱患信息的采集與傳輸問題。

②將分布式計算（云計算）、無線自組織傳感器網絡，多數據信息融合于一體的物聯網應用于煤礦，提升了安全隱患各項指標監測的實時性和可靠性。物聯網的分布式計算技術、無線傳感網絡以及多數據源信息融合方法提高了網絡的智能程度，降低了網絡節點的復雜度。使隱患信息的監控更為便捷，傳輸效率更高，實時性和可靠性都得到保障。

③現代信息技術與先進的煤礦管理方法相融合，解決了風險評估的時效性問題。“3S”和“5F”隱患管理模式，已經在多個煤礦證明是最為有效的管理模式。利用先進的物聯網技術來提升這種模式的信息化程度，從實現手段上完成了由“手工”模式向“信息化”模式的飛躍，從根本上解決了風險評估的時效性問題。

附圖說明

圖1是本發明的煤礦安全隱患閉環監控系統四大模塊圖。

圖2是本發明的煤礦安全隱患閉環監控自組織模型圖。

圖3是多平臺數據融合模型框圖。

具體實施方式

以下結合附圖描述本發明的具體實施方式。

圖1示出了本發明煤礦安全隱患閉環監控系統四大模塊圖。它們分別是：物聯網模塊、隱患信息采集器、監控中心模塊和隱患消除全程跟蹤模塊。

圖2是本發明的煤礦安全隱患閉環監控自組織模型圖。監控數據的采集、傳送、通信采用多傳感器自組織網絡，來增強系統的穩健型、靈活性和高效性。

圖3是多平臺數據融合模型框圖。煤礦安全隱患閉環監控系統的自組織網分為三個層，分別是感知與控制層，監控層和決測層。感知與控制層感知生產過程與環境中與隱患息息相關的等各個參數；監控層進行數據倉庫、信息處理、信息挖掘等生產監控信息的管理；決策層包含風險評估專家決策、隱患消除過程全程跟蹤、重大隱患報警、信息管理等的決策。