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新一代信息技术在智慧矿山中的应用

2014-08-12   赛迪经略 企业信息化研究中心   辛华

  “智慧矿山”是矿山信息化发展高级阶段,是新经济、新技术时代下,新型矿山企业转变发展方式、实现科学发展的必经之路。将移动互联网、光纤网络(FTTH)、物联网、云计算等新一代信息技术与智慧矿山建设紧密结合,可以实现矿山企业管控智能、安全可靠、经济高效、绿色环保和可持续发展等目标。

  一、云计算应用

  (一)海量数据的分布式存储与管理

  矿山是一个复杂的动态时空巨系统,其地理空间要素、资源环境信息和生产经营信息的内容广泛、综合、复杂、变化迅速。而云计算的海量分布式存储、高性能计算、数据管理等优势为智慧矿山的实现提供了基础保障。

  矿山系统存在大量多源、异质、异构的数据,这些数据很多以独立的形式存在,即使在同一个矿企内部,不同部门之间这种现象也普遍存在。这些“信息孤岛”的存在对于矿山企业中的数据统一管理、各部门间的协同工作造成诸多不便,同时造成数据库的重复建设,造成人才财力的浪费。云计算的数据管理技术能够满足智慧矿山信息平台对多源、异质、异构的矿山数据进行处理和分析的需要。

  (二)海量基础数据的专业化分析与管理

  海量基础数据必须经过处理才能增值利用,所以智慧矿山必须支持丰富的数据处理方法库,一般处理方式有数据本身的统计分析、数据挖掘和专业分析处理。专业的分析处理需要研究采掘、供电、运输、通风、给排水等各生产子系统的工作原理,然后研究建立相关数学模型,制定良好的访问接口,为其他应用系统服务。这些大规模的专业分析处理计算已超出普通计算系统的承受能力,云计算可以为智慧矿山计算提供高性能的并行处理能力,并提供并行编程模式。

  (三)异构资源的集成与管理

  矿山建设中各信息系统大多是基于本业务或本部门的需求,存在不同的平台、应用系统和数据格式,导致信息与资源分散,异构性严重,横向不能共享,上下级间纵向贯通困难。例如,存在采掘、通风、运输、供电、市场运营、ERP等各类信息系统,大多处于相互分离状态,彼此不能有效结合,数据信息不能集成共享。云计算可以充分整合矿山的业务数据信息与计算资源,建立业务协同和互操作的信息平台,满足智慧矿山对信息与资源高度集成与共享的需要。

  二、物联网应用

  (一)利用物联网技术构建的人员定位系统、设备点检系统、瓦斯监控系统等已经陆续应用于各大矿山,这些系统的使用证明了底层WSN、RFID射频识别技术,WiFi射频定位、GPS定位技术,网络视频技术等已经能够很好的应用于矿井。

  (二)基于二维码、RFID射频识别技术,WiFi射频定位、GPS定位技术,网络视频技术等,通过无线以太网与工业以太网,把人员、设备与网络连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、监控,实现“人与人”、“物与物”、“人与物”之间的协同作业、智能管理的创新应用。

  (三)利用物联网技术将物的定位与人的定位相结合,辅助以通信系统,与生产系统相协同,应用于矿山企业的安全生产管理,是物联网技术在矿山企业安全生产工作中创新应用的核心。

  (四)利用物联网技术采集各大系统的数据,使集成整合后的系统大大的提高生产效率。系统整合后可以提高设备的复用率,减少材料浪费,克制人员主观性操作所造成的损失,同时能整合从开采、设备采购、设备使用、销售等一体化的数据对企业效益进行分析,为高层领导分析决策提供了很大方便。

  三、移动互联网应用

  (一)移动互联网技术突破安全瓶颈

  通过井下无线感应器,智慧矿山系统能实时监测井下瓦斯、风速、温度、负压、一氧化碳等环境参数和各种机电设备开停、断电状态等设备运行参数。矿山每名矿工都随身配备一部矿用3G手机,既能当电话,又能当对讲机。遇有突发事件,安全生产管理人员在指挥手机上一喊,所有人都能听到,可迅速采取相应逃生措施。而且通过井下人员定位系统,在有信号情况下,系统可准确定位人员具体位置,便于救援。因此,基于物联网、移动互联网、云计算、光纤通信等信息通信技术在智慧矿山的应用,促进信息化与工业化深度融合,确保矿山生产安全。

  (二)移动互联网技术使安全监控更加智能

  智慧矿山系统通过在井下设置3G无线通讯基站和无线感应器,实现井下CDMA 3G网络全覆盖,井下监控“一目了然”。同时,通过在CDMA手机上集成无线数字集群功能,手机和对讲机结合,管理人员通过一键式操作,就可立即与井下任何地方的个人或群组直接通话,实现高效的应急指挥。

  移动化安监巡检实现隐患排查整改及时高效。传统井下安监巡检发现隐患后要通过纸质记录,回到地面后再交给管理部门,安排人员进行整改。利用移动互联网井下安监巡检系统,安全巡检员在井下巡检发现隐患,可通过手机登录系统及时录入隐患信息。系统根据隐患的危险等级、责任单位、发生地点等进行汇总,自动传输到相关责任单位限期整改,经复查人员核实后方可闭合销号,形成一套完整流程,提高了隐患处理的时效性。

  (三)移动互联网技术的应用提高矿山安全性

  利用移动互联网技术构建的智慧矿山系统,可以对瓦斯突出、突水透水等危险因素进行实时监测分析,对各种安全隐患进行超前预测预报,对不安全因素进行提前整改,对危险性较大的区域进行重点监控,对无法避免的灾害可快速启动应急预案进行紧急救援。智慧矿山系统利用手机一卡通,还能实现矿区人员考勤、门禁、就餐、购物等多种功能,实现下井矿工身份识别。利用移动互联网技术在采矿领域的突破和发展,利用井上井下通信调度一体化和快速应急指挥功能,提高了工作效率和应急事件反应速度,对矿山事故救援有重要意义。

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