矿山物联网工程技术应用与发展24

中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心矿山物联网工程技术应用与发展中国矿业大学物联网（感知矿山）研究中心2012年9月中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心汇报提纲1保障矿山安全生产存在的主要技术问题2感知矿山物联网基础架构3矿山物联网工程应用实例4矿山物联网应用发展前景中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。将其应用到矿山行业，实现对矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策就是矿山物联网。中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心矿山安全生产监控及灾害风险预警主要存在如下几个方面的问题：1）感知手段传统单一：传感手段传统、没有MEMS传感、没有分布式传感，缺乏传感层面的信息融合。2）缺乏泛在感知网络：不适应矿山流动作业、危险源分散布、流动规律均不确定的场合。3）重硬集成，轻软集成：重网络平台，轻应用平台和数据平台。4）缺乏应用层面的信息融合：信息融合、智能决策没有开展。5）多学科交叉不够：采矿、安全、机电、地测等各种学科独立。6）缺乏标准建设：缺乏标准，受集成商绑架，新的服务不易进来。1保障矿山安全生产存在的主要技术问题中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心通风排水供电供压安监压力防火降尘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2感知矿山物联网基础架构中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心智慧矿山物联网三层架构物联网技术的新型传感手段，泛在的感知层，统一的应用平台，开放的网络架构，适合多学科交叉工作，是解决目前综合自动化存在问题的最佳选择。中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心矿山物联网的五个大的方面：一个平台、三个感知、云服务一个平台包括网络化传输平台，涵盖无线和有线；也包括软平台M2M。三个感知分别是人员感知，灾害感知和设备感知。由服务商提供的矿山云服务。中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心3矿山物联网工程应用实例“夹河煤矿感知矿山示范工程”是我国第一个感知矿山示范工程，它以徐矿集团夹河煤矿作为示范工程建设单位。2010年11月24日国家安全生产监督总局组织专家对设计方案进行论证。2011年11月23日，国家安全生产监督管理总局规划科技司组织有关专家对该物联网示范工程项目进行了技术鉴定，项目总体技术达到国际先进水平。中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心10骨干传输网络1000M1000M1000M1000M1000M1000M1000M1000MPTPPTPPTPPTPSEN5SEN6SEN4SEN3SEN1SEN2PTPMSSSSS煤岩破裂信号PTP-5-4-3-2-1012020406080100全网同步授时功能1）有时间的网络中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心11无线通信系统主要由交换机、控制器AC、接入基站AP和终端四部分组成。主要功能如下：1）AC实现对AP的管理、升级、故障监测。2）AP及其Mesh构成无线网络，实现无线信息传输。3）1000M交换机实现服务器、AC、AP间的连接。4）终端包含有智能矿灯、机车定位卡、人员定位卡、无线摄像头、WiFi手机2）无线感知网络中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心12夹河矿无线感知网构成采集环境参数、定位信息、视频数据、语音数据等。传输网交换机82AP节点及其编号46172371391542176518523417761769070197101160312368424024118277217123368310910414418233315914811222788252162125279754218207127178208158599-600泵房交换机-600煤车场交换机-600绞车房交换机-800泵房交换机-1010变电所交换机-1010煤车场交换机井口-600猴车7426掘进138821742061652301511462）无线感知网络中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心3）调度中心网络建设调度室网络M2M平台中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心144)井下人员环境感知系统实现井下人员环境感知与定位的系统：可以实现井下瓦斯、温度、震动的实时监测移动目标定位双向信息传输与显示照明智能终端中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心5)设备状态感知系统工作面工况监测主运输监控通风机监控压风机监控主提升机监控副井提升机监控排水监控变电所监控中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心4矿山物联网应用发展前景1）网络化分布式监测监控2）公共服务的平台3）多学科协同工作平台4）云服务平台中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心一种集中式工作面连续监测系统单一参数监测，信息种类不足通道数受限，信息数量不足价格昂贵，覆盖面不足安装困难，移动适应性不足传统集中式监测系统例中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心-5-4-3-2-1012020406080100SEN5SEN8SEN7SEN6SEN4SEN3SEN1SEN2矿震源网络化分布式测量原理1000M1000M1000M1000MM1000M1000M1000MS任意种类传感器任意通道数任意逻辑系统任意信息融合中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心感知矿山M2M平台标准建设中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心M2M保证为各种服务提供接入便利中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心•各学科在同一平台上工作•使用同样的数据•面对同一个矿山•目的都是矿山的安全生产•自然形成了一个协同工作的状态•无需任何行政手段中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心监测：矿压、瓦斯、微震、电磁、声发射、应力等Internet或专网A矿灾害监测系统B矿灾害监测系统专家云矿井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灾害监测云计算平台反映信息反映信息中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心•••••中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心谢谢Q&A请各位批评指正