感知矿山物联网架构特征及标准问题

感知矿山物联网架构特征及标准问题中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心徐州市物联网产业发展研究中心2010年9月煤矿基本系统简介感知矿山物联网主要特征感知矿山物联网应用模型及网络架构有关标准建设问题中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心1、煤矿基本系统简介其他辅助系统通风排水供电供压安监压力防火降尘煤矿生产涉及的系统多，战线长，综采设备、综掘设备、胶带运输、提升机、辅助运输、系统等；煤矿生产还要面对复杂的地质条件、矿山压力、瓦斯、一氧化碳、地下水及煤尘等；排水、通风、供电、供压1井下主干网2调度室设备与大屏3主井提升系统4副井提升系统5井下主煤流运输系统6井下辅助运输系统7采煤工作面系统8矿井选煤厂集控系统9地面矸石皮带机运输系统10井下各斜井提升系统11掘进工作面系统12地面变电所系统13井下中央变电所系统14其他峒室变电所15采区变电所16通风机房控制17压风系统18井下水泵房自动控制19井下供水系统20安全监测系统21束管系统22瓦斯抽放站自动控制23矿压监测系统24调度电话25矿井无线通信系统26井下人员定位系统27考勤系统28工业电视系统29制冷站自动控制系统30锅炉房系统31日用消防水泵房系统32矿井雨水泵房系统33污水处理监控系统34防灭火系统35能源计量与管理系统36IP电话电力监测系统1号变电站井下系统地面系统2号变电站洗煤厂集控系统井上运输集控系统胶带机集控系统井下环境安全监测系统排水监测系统多套系统共存系统总体复杂没有冗余信息孤岛子系统孤岛备品备件多维护人员多维护工作量大冲击地压事故瞬间电磁幅射监测系统便携式矿用四通道声发射仪在线式矿用双通道声发射仪声发射感知探头有限空间的无线通信问题轨道运输巷皮带运输巷采煤工作面2感知矿山物联网主要特征MEMS传感及分布式传感技术无线传输与自组网技术统一数据描述灾害风险评价实时避灾方案个人安全环境感知等等作为物联网应用的一个重要领域，“感知矿山”是通过各种感知、信息传输与处理技术，实现对真实矿山整体及相关现象的可视化、数字化及智能化，打造本质安全型矿井。 感知矿山建设的核心内容三个感知感知矿山灾害风险，实现灾害的预警预报。感知矿山设备工作健康状况，实现预知维修感知矿工周围安全环境，实现主动式安全保障目前物联网的应用还处在早期应用阶段。典型应用如上海推进物联网产业发展十大应用示范工程：环境监测、智能安防、智能交通、物流管理、楼宇节能管理、智能电网、医疗、精准控制农业、世博园区、应用示范区和产业基地。早期应用的典型特征就是功能单一、网络独立、数据私有、缺乏标准。尽管这些系统大都以Internet为骨干传输网络，但是：无线覆盖的感知层网络是各行其是，长此以往，随着物联网应用系统越来越多，势必会出现同一地区存在多个无线感知网络，而相互之间不能共用，形成子系统孤岛。当前地面物联网应用中存在的问题缺乏统一数据平台，私有数据不能在系统间充分利用等尴尬局面。缺乏统一的应用平台，各种应用均是各自独立的平台。造成重复投资、资源浪费，形成新的信息孤岛。为什么这种问题还未引起人们足够的重视。物联网应用：早期应用试点和经验积累阶段；地面单功能应用系统相对较大，如公共智能交通信息系统，覆盖数十条线路，数百辆车及数千个站台，系统相对独立是可以理解和接受的。但这种模式显然不能复制到感知矿山物联网应用中。

煤矿生产与安全系统多达数十种，这些多种系统主要布置在巷道里由不同厂商提供，其数据格式、通信方式与协议、自动化水平均各不相同。然而每种子系统中待监测与控制的对象并不象地面那样多，如矿井交通系统通常只有几辆车，矿井主运输皮带系统只有几条皮带，排水系统只有两三个泵房等等。显然，象地面应用那样为这些子系统分别建设单一功能的感知层网络，在狭窄的巷道空间里形成数十套感知层网络是不合适的。感知矿山物联网应用是针对多种功能系统实现的监测、控制与管理一体化的系统。感知矿山物联网一定要打破物联网应用初期那种功能单一、网络独立、数据私有、缺乏标准的现状.真正按物联网所要求的开放、标准、物与物互联的方式.采用适当的矿山物联网模型架构，规范应用模式，统一数据描述方式，加强标准建设.按照统一规划，整体设计，分步实施的原则进行。

按真正物联网概念集成所面临的主要问题感知矿山物联网应用层需要对各种不同系统的数据进行信息融合，除用于对矿山各种生产与安全子系统的监测与控制外，还用于对矿山安全生产形势评估、煤矿灾害预警与防治