矿山物联网整体解决方案与应用案例

矿山物联网整体处理方案及运用案例中国矿业大学物联网(感知矿山)研讨中心徐州市物联网产业开展研讨中心2021年3月张申13305218@189感知矿山物联网的内涵矿山行业物联网层次及云效力感知矿山物联网运用示范矿山物联网云计算运用例如1感知矿山物联网的内涵矿山物联网是通讯网和互联网在矿山行业的拓展运用和网络延伸，它利用感知技术与智能安装对矿山物理世界进展感知识别，经过网络传输互联，进展计算、处置和知识发掘，实现矿山人与物、物与物信息交互和无缝链接，到达对矿山物理世界实时控制、准确管理和科学决策的目的。2矿山行业物联网层次与云效力矿业集团物联网需求从集团战略开展、资源整合与分配、产品营销、设备租赁管理、矿山的运转、平安、环保等层面进展监管。省级矿山行业物联网主要是对省内矿山资源、矿山平安监管。国家矿山行业物联网主要是对国家矿业资源进展统筹管理及对全国矿山进展平安监管。国家矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网矿业集团物联网矿业集团物联网矿业集团物联网矿业集团物联网矿业集团物联网矿业集团物联网感知矿山物联网感知矿山物联网感知矿山物联网感知矿山物联网感知矿山物联网感知矿山物联网…………矿山灾祸监测云效力平台矿山通风优化云效力平台矿山设备监测云效力平台感知矿山是重点和难点云效力提供商各级管理矿山行业物联网层次与云效力关系架构在这四层之外的是矿山云效力平台，这些云效力平台通常由专门的效力商来提供。譬如，矿山灾祸监测与预警云平台；设备安康情况诊断云平台；通风优化云平台等等。这些云端的效力均是按效力收取费用，充分表达物联网的效力价值。部分云效力能够由政府部门来建立与管理，如矿山平安与煤安产品管理云平台。政府云不以营利为目的，主要是为了准确管理、科学决策。3感知矿山物联网其他辅助系统通风排水供电供压安监压力防火降尘煤矿消费涉及的系统多，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；煤矿消费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考勤系统与劳资系统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37营销系统38地理信息系统39地质参数资料系统40设备动态管理系统41库存管理系统42环境保护系统43充填控制及管理系统44人事管理45办公自动化46灾害风险决策支持系统47接续管理系统48广播电话系统49救生系统50生产接续管理系统电力监测系统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井下环境平安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任务量大胶带机集控系统煤矿综合自动化系统，改动了各个系统独立的格局，实现了子系统集成，为感知矿山物联网打下了良好的根底。但综合自动化系统根本是各种子系统的简单集成，实现的1+1=2。离实时控制、准确管理、科学决策还有较大的间隔感知手段传统单一：如瓦斯传感器还是以传统笨重的催化元件为主，根本没有MEMS微机电化集成传感器。缺乏泛在感知网络：根本没有一致的地下无线覆盖感知层网络，现有传感器和监测手段不能适用于煤矿流动作业，危险源位置、分布、及其流动规律均不确定的场所。存在很大的感知盲区。缺乏运用层面的信息交融：煤矿综合自动化实现了先用运用系统的网络化集成，但是个运用系统之间的联动与信息交融、决策交融还没有开展。多学科交叉研讨不够：艰苦灾祸产生的机理，煤矿设备缺点诊断，地质、丈量、水文、监测监控、智能信息处置技术等多学科研讨交融不够。短少共用的开放平台：不能为第三方或效力提供商提供规范的接入平台。矿山综合自动化主要存在问题感知矿山物联网架构无线覆盖与灾后重构矿山分布式传感与丈量感知矿山运用平台各种矿山运用软件井下准确定位技术煤矿艰苦灾祸防治物联网规范化技术感知矿山物联网建立关键技术道路图实施案例感知矿山M2M平台感知矿山物联网主要建立内容感知矿山物联网示范工程建立几大模块骨干网建立：包括井上、井下1000M高速工业以太网和调度指挥控制中心工业以太网建立。感知网建立：利用无线传感器网络建立覆盖煤矿井下，并与1000M工业以太网相结合的无线自组网系统。消费调度指挥中心软硬件建立：添加相应的集群效力器、1000M工业太网设备；矿山3D监控软件建立。数据平台及数据仓库建立。人员平安信息感知：集成现有平安监测、人员定位系统，研发新型基于无线覆盖的挪动双向数据信息终端。感知矿山物联网主要建立内容设备安康形状感知与控制：对井上、井下各消费及辅助系统的远程监控，减少井下操作人员；感知矿山设备任务安康情况，实现预知维修。设备导航与控制，最终实现无人或少人任务面。矿山平安环境感知与治理：包括煤矿灾祸机理研讨，煤矿灾祸监测、预警与防治，煤矿平安隐患排查，煤矿平安应急预案管理等。消费管理决策系统：煤矿消费过程监测与控制，煤矿供应链管理，消费运营决策管理，办公自动化，矿山环保与生态恢复等。基于云平台的全国矿山动力灾祸监测效力中心，将全国矿山的灾祸监测信息集中到效力中心平台，结合专家云对各矿山动力灾祸的活动规律及监测数据进展分析，提供分析报告及预警。感知矿山灾祸风险，实现各种灾祸事故的预警预告感知矿工周围平安环境，实现自动式平安保证感知矿山设备任务安康情况，实现预知维修、自动控制中心是“三个感知〞4感知矿山物联网运用示范系统集成平台建立：建立全矿井平安、人员、设备的感知集成平台，实现全矿井地面远程监控，包括集群效力器、数据库平台、集成软件建立等。骨干网建立：包括井上、井下1000M高速工业以太网和调度指挥控制中心工业以太网建立。感知层网络建立：利用无线传感器网络建立覆盖煤矿井下，并与1000M工业以太网相结合的无线自组网系统。人员平安环境感知：研发新型基于无线覆盖的挪动双向数据信息终端，实现井下人员准确定位。矿井各消费及辅助系统的集成，实现远程监控，减少井下操作人员，包括：2447任务面系统、主副井提升系统、通风机房系统、－600泵房排水系统、原人员定位系统、平安监测系统、供电系统、压风机系统等。微震监测系统网络化。夹河煤矿示范工程一期建立内容夹河矿巷道及网络布置感知层网络表示人员与车辆管理基于感知层网络基于感知层网络和信息矿灯短信发送与管理案例运用效果简介CCTV-25矿山物联网云计算运用误解1：云计算必定是海量数据、大规模运算。误解2：物联网中必有云，至少有一朵小云。误解3：除了简单的终端外，云计算在用户端不需求更多的硬件设备。误解4：除底层终端设备外，云计算完全是无需人工参与的全自动化过程。对云的一些误解解放军理工大学刘鹏教授关于“云〞的三条规范完善矿山物联网深层次的任务，加快“实时控制、准确管理、科学决策〞的实施。扎实推进矿山物联网云效力平台的建立。如：矿山灾祸监测与预警云平台；设备安康情况诊断云平台；通风优化云平台等等。SEN5SEN8SEN7SEN6SEN4SEN3SEN1SEN2矿震源网络化分布式丈量原理1000M1000M1000M1000MM1000M1000M1000MS例如：基于云的矿山灾祸监测灾祸监测底层系统例如：基于云的矿山灾祸监测监测：按点检系统的监测参数进展各种设备监测Internet或专网A矿设备监测系统B矿设备测系统专家云设备模型分析软件云计算管理平台用户管理系统管理网络管理计费管理设备安康情况云计算平台反映信息反映信息例如：基于云的设备安康情况分析运用CFD对矿井风网进展三维建模，结合风网实测数据，计算风流各种物理量的大小和变化规律，对矿井瓦斯与粉尘控制、热害防治、通风优化提供决策根据；结合物联技术、传感技术和云计算技术，对实测数据与设计数据进展分析处置；到达通风优化、节能、平安、经济的效果。例如：基于云的矿井风