中煤科工北京華宇工程有限公司平頂山分公司 何志強

在煤礦安全生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用研究

中煤科工北京華宇工程有限公司平頂山分公司 何志強

為了能夠?qū)崿F(xiàn)安全生產(chǎn)的目標，很多煤炭企業(yè)除了積極的采用各種管理方法，不斷地完善各種管理制度之外，同時還將大量的資金、裝備投入到安全生產(chǎn)工作中。然而大量的實踐表明，盡管這些設備和系統(tǒng)能夠使煤炭企業(yè)的安全工作水平得到一定程度的提升，然而由于并未真正的形成一種有機的煤礦安全生產(chǎn)保障系統(tǒng)，因此這些裝備和系統(tǒng)在功能和邏輯方面仍然存在著條塊分割的問題。為了能夠使煤礦安全生產(chǎn)設備和系統(tǒng)的作用充分的發(fā)揮出來，就必須要在煤礦的安全生產(chǎn)中積極地應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)技術(shù)；煤礦安全生產(chǎn)

物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)作為新興的研究熱點技術(shù)，其最為主要的目的就是使數(shù)據(jù)處理和計算、系統(tǒng)架構(gòu)和互通等一系列的問題得以解決，在煤礦的安全生產(chǎn)保障系統(tǒng)中應用這些技術(shù)，能夠使目前煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)和設備中存在的很多問題得到有效的解決，從而能夠最終使煤礦的安全生產(chǎn)水平得到有效提升。為此，本文對互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應用進行了分析和介紹。

1 物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

首先，美國麻省理工學院最早提出了物聯(lián)網(wǎng)這一概念，物聯(lián)網(wǎng)的核心理想就是通過對當時先進的射頻識別技術(shù)的利用，以一定的通信協(xié)議為根據(jù)，對具有較高發(fā)展水平的互聯(lián)網(wǎng)進行充分的利用，從而確保物和物之間信息的互通、互聯(lián)的實現(xiàn)。一些發(fā)達國家在提出物聯(lián)網(wǎng)的概念之后，對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展予以了高度的重視，同時也將大力(量)的資金和精力投入到了相關(guān)的研究工作中。而我國目前也在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中全面的納入了物聯(lián)網(wǎng)，并且積極地采用一系列的對策推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，從而將研究和建設物聯(lián)網(wǎng)的高潮引發(fā)了出來。

其次，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)本身具有了越來越大的覆蓋范圍，在信息空間中“人、機、物”三元世界的不斷融合和交互從而形成了越來越大的數(shù)據(jù)，在這樣的背景下就誕生了大數(shù)據(jù)。作為一個比較抽象的概念，大數(shù)據(jù)目前并沒有形成一個統(tǒng)一的定義，現(xiàn)有的關(guān)于大數(shù)據(jù)的定義往往是立足于大數(shù)據(jù)的特征，其中“3V”定義是最具有代表性的一個定義，也就是大數(shù)據(jù)是具有快速化、多變性和大容量等特性的數(shù)據(jù)。由于大數(shù)據(jù)的規(guī)模效應，因此使得數(shù)據(jù)的分析、管理和存儲等一系列的工作面臨著巨大的挑戰(zhàn)，所以提出了各種關(guān)于數(shù)據(jù)的各種在線學習方法、數(shù)據(jù)存儲方法、數(shù)據(jù)抽取和集成方法、數(shù)據(jù)提取方法等。

2 在煤礦安全生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用分析

2.1 應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要作用

首先，要想使煤礦安全生產(chǎn)水平得以進一步提升，就必須要積極地建設礦井，使其形成一個礦山物聯(lián)網(wǎng)。作為一項緊密結(jié)合設備、環(huán)境、礦工等不同環(huán)節(jié)的活動，煤礦生產(chǎn)本身具有非常復雜的特點，礦工的采掘生產(chǎn)對煤礦井下環(huán)境產(chǎn)生了極大的影響，而環(huán)境的變化也對設備的運行方式具有一定的影響，礦工的生產(chǎn)活動和安全也受到了設備運行狀態(tài)和環(huán)境變化的影響，所以必須要真正的將安全生產(chǎn)的工作看作為煤礦企業(yè)的一個重要的控制目標，這樣才能夠從系統(tǒng)的角度對設備環(huán)境和礦工進行科學有效的管理，并且最終實現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用將礦山物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建起來，還能夠?qū)Ω鞣N與煤炭行業(yè)相關(guān)的大量的研究成果進行充分的利用，從而使在安全生產(chǎn)工作中投入的時間和代價得以有效減少[1]。

其次，應用大數(shù)據(jù)技術(shù)是煤礦生產(chǎn)的需要。很多煤礦在完成綜合自動化建設工作之后，面臨著十分嚴重的數(shù)據(jù)大爆炸的問題，很多礦井在煤礦實現(xiàn)綜合自動化之前只是對模擬式工業(yè)電視、提升機、環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)中重要的設備監(jiān)控系統(tǒng)等進行了配置，而且只是具有較少的保留和采集的數(shù)據(jù)。而實施綜合自動化改造后的礦井實現(xiàn)了工業(yè)電視數(shù)字化、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)擴容，因此監(jiān)視和記錄了大量的數(shù)據(jù)，比如包括所有的井上井下變電所開關(guān)的功率因數(shù)值、電流和電壓、井下膠帶運輸?shù)谋O(jiān)控參數(shù)、井下泵房中水位和泵的所有的運行值、通風機的運行監(jiān)控值等。上述的這些數(shù)據(jù)一般都具備大數(shù)據(jù)的特征，從這里我們可以發(fā)現(xiàn)礦山物聯(lián)網(wǎng)覆蓋了越來越多的子系統(tǒng)，因此其數(shù)據(jù)規(guī)模也開始變得越來越大。所以要想有效的解決礦山物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)所帶來的各種問題，就必須要對大數(shù)據(jù)技術(shù)進行充分的利用[2]。

2.2 煤礦安全生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的具體應用

目前還并不具備統(tǒng)一的礦山物聯(lián)網(wǎng)定義，以大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵為根據(jù)，可以這樣界定礦山物聯(lián)網(wǎng)：所謂的礦山物聯(lián)網(wǎng)屬于礦山信息化的一種延伸和發(fā)展，其主要是通過對智能裝備的利用感知礦井物理世界，通過數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡互聯(lián)的方式，利用云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)實施預警挖掘處理和計算，并且保證物與物、人與物之間信息的無縫連接和交互，從而能夠?qū)崟r的控制和精確地管理煤礦的安全生產(chǎn)，最終能夠?qū)崿F(xiàn)科學決策的目的。這樣的定義能夠?qū)⒚旱V中應用大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的目的、作用和地位充分的體現(xiàn)出來，在礦井系統(tǒng)建設、互聯(lián)的工作中將現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為技術(shù)支撐，而通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對形成于系統(tǒng)互聯(lián)中的大數(shù)據(jù)進行處理，在處理相關(guān)的數(shù)據(jù)之后，再以這些數(shù)據(jù)為根據(jù)開展災害預警預測工作，最終能夠有效的保證煤礦實現(xiàn)安全、高效生產(chǎn)[3]。

礦山物聯(lián)網(wǎng)的定義還能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)保障中所具有的各種相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系很好的體現(xiàn)出來。礦山物聯(lián)網(wǎng)建設的產(chǎn)物就是大數(shù)據(jù)，而利用大數(shù)據(jù)技術(shù)則能夠?qū)?shù)據(jù)進行有效的處理和利用，最后可以通過對處理后的結(jié)果進行充分的利用，從而對煤礦的各個子系統(tǒng)進行有效的控制，確保煤礦安全生產(chǎn)的實現(xiàn)。

2.3 煤礦安全生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用展望

煤炭企業(yè)在礦山物聯(lián)網(wǎng)建設完成之后，必然會出現(xiàn)本質(zhì)的變化，并且從被動式的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)逐漸的轉(zhuǎn)換成為一種具備預警功能、多參數(shù)融合以及主動式的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。以前礦工要想獲得相應的環(huán)境安全信息，只能夠通過調(diào)度指揮中心來進行。而在完成礦山物聯(lián)網(wǎng)的建設之后，礦工就能夠?qū)θ藛T環(huán)境的設備進行主動的感知，從而能夠及時地獲得周邊的安全信息和預警預報信息，這樣在即將發(fā)生或者已經(jīng)發(fā)生自然災害的情況下，礦工可以及時的撤離危險區(qū)域[4]?？偠灾?，也只有實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，才能夠使煤礦安全生產(chǎn)水平得到本質(zhì)的提升。

3 結(jié)語

在提升煤礦安全生產(chǎn)水平的工作中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)揮了十分重要的作用，相對于其他行業(yè)而言，煤炭行業(yè)在實現(xiàn)綜合自動化的過程中稍微滯后，所以中國煤礦科技工作者必須要抓住應用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的這一時機，除了要對物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)進行認真的研究之外，還必須要充分地關(guān)注以下幾個方面的問題：首先，要制定統(tǒng)一的技術(shù)標準，從而能夠有效地避免由于不具備統(tǒng)一的技術(shù)標準而導致不同服務之間無法實現(xiàn)互連、互通的問題。其次，大數(shù)據(jù)技術(shù)的規(guī)模和運行問題。加強煤礦安全生產(chǎn)水平是礦山物聯(lián)網(wǎng)建設和應用大數(shù)據(jù)技術(shù)的最終目的，面對數(shù)據(jù)的挖掘、分析和建模等一系列問題時，除了要對計算機程序進行充分的利用之外，還必須要具有豐富的實踐經(jīng)驗和理論知識的專家充分地參與到這個過程中，只有這樣才能夠使物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)工作中的作用充分的發(fā)揮出來。

[1]賀耀宜,武鈺.數(shù)字化礦山建設中存在問題分析及對策[J].工礦自動化,2014(11).

[2]陳運啟,許金.基于元數(shù)據(jù)與角色的煤礦綜合信息管理系統(tǒng)權(quán)限控制模型設計與實現(xiàn)[J].工礦自動化,2014(11).

[3]王小兵,姚雪晴,邱銀國,孫久運.一種新型煤礦視頻監(jiān)控圖像濾波算法[J].工礦自動化,2014(11).

[4]黃丹群.基于KingHistorian的綜合自動化平臺設計[J].工礦自動化,2014(11).