矿山安全生产物联网中的信息感知增加现实的理论与方法概览.docx

矿山安全生产物联网中的信息感知增加现实的理论与方法一:研究现状矿山综合自动化己实施了十多年,初步实现了矿山己有各种监测监控系统的网络化集成,实现了数据、语音及视频传输的“三网合一”,实现了用统一的数据库来存储各种子系统的数据,具备进一步提升为矿山物联网的基础,但是与“中国制造 2025"“互联网+”及“工业 4. 0”的发展要求相比,还有很大的差距。据 2005-2015 年煤矿安全生产事故统计分析,人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全条件、管理缺陷等事故致因 4 要素中,人、物、环境3 大因素导致的事故起数占总事故起数的 89% 。多年来,许多矿山安全领域的专家学者都在致力于研究这些影响矿山安全的不确定性因素,提出了一些理论与方法。如对灾害源的不确定性,很多参考文献提出了多场藕合的煤矿动力灾害研究方法,以及多参量的灾害评估分级预警方法;对于设备及生产环境的不确定性,比如煤岩分界,国内外也进行了多年的研究,取得一些成果;对于人员的不规范行为也有一些分析研究困。遗憾的是,这些研究成果基本还停留在理论或实验室阶段,也就是说,基本是在各种因素可控的环境下去研究诸多非确定的因素。因此,这些研究成果很难应用到矿山现场。,吴立新等指出应利用物联网技术建设数字矿山集成平台、矿山自动化系统、井下精确定位与导航系统以及采矿环境的智能感知系统。张申等提出感知矿山建设的核心问题为“3 个感知”:感知矿山灾害风险,实现各种灾害事故的预警预报;感知矿工周围安全环境,实现主动式安全保障;感知矿山设备工作健康状况,实现预知维修。张申等在分析煤矿综合自动化的基础上,提出采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策,指出矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现在结构性平台和服务性平台 2 个方面。解海东等,在分析智能矿山建设现状的基础上,提出了一种基于物联网的 5 层智能矿山体系架构方案,并提出了基于该架构的智能矿山应用体系,指出该体系可用于指导煤矿企业建设矿山物联网系统。张科利等,提出了智能生产系统概念,在物联网技术的基础上,提出了一个弹性的智能生产系统。张长江等,指出将物联网技术应用到矿山,可以实现矿井的全面感知、智能控制和综合管理,并能较好地消除矿山企业存在的“信息孤岛”现象。孙彦景等,提出构建动态感知煤矿灾害状况、设备健康状态、人员安全环境的煤矿安全生产物联协同网络系统。在感知层研究方面,丁恩杰等,研制了具有矿工定位、周围环境信息感知及双向通信功能的智能信息终端。王继水等,针对矿山实际需求,应用物联网技术,通过建立基于 ZigBee 技术的无线传感器网络,实现矿山环境的在线实时监测。李继云、张春辉,分别就矿山物联网节点和数据采集终端进行了研究和设计,对矿山物联网硬件设备的开发和设计有一定的参考和指导作用。在传输层研究方而,邵国强等,针对常用的矿井 WiFi 通信系统、人员定位系统均采用独立布网方式而存在重复布网的问题,提出了一种将 WiFi 和RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)相结合的一体化矿用无线通信及人员定位管理系统设计方案。孙彦景等,设计了基于物联网的安全信息系统模型,并研发了适用于煤矿环境的综合接入网卡及环网防爆交换机。太平研究了矿山物联