在煤矿安全生产中物联网、大数据技术的应用研究

中煤科工北京华宇工程有限公司平顶山分公司 何志强

在煤矿安全生产中物联网、大数据技术的应用研究

中煤科工北京华宇工程有限公司平顶山分公司 何志强

为了能够实现安全生产的目标，很多煤炭企业除了积极的采用各种管理方法，不断地完善各种管理制度之外，同时还将大量的资金、装备投入到安全生产工作中。然而大量的实践表明，尽管这些设备和系统能够使煤炭企业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种有机的煤矿安全生产保障系统，因此这些装备和系统在功能和逻辑方面仍然存在着条块分割的问题。为了能够使煤矿安全生产设备和系统的作用充分的发挥出来，就必须要在煤矿的安全生产中积极地应用物联网、大数据技术。

物联网；大数据技术；煤矿安全生产

物联网和大数据作为新兴的研究热点技术，其最为主要的目的就是使数据处理和计算、系统架构和互通等一系列的问题得以解决，在煤矿的安全生产保障系统中应用这些技术，能够使目前煤矿安全生产系统和设备中存在的很多问题得到有效的解决，从而能够最终使煤矿的安全生产水平得到有效提升。为此，本文对互联网大数据技术在煤矿安全生产中的应用进行了分析和介绍。

1 物联网和大数据技术概述

首先，美国麻省理工学院最早提出了物联网这一概念，物联网的核心理想就是通过对当时先进的射频识别技术的利用，以一定的通信协议为根据，对具有较高发展水平的互联网进行充分的利用，从而确保物和物之间信息的互通、互联的实现。一些发达国家在提出物联网的概念之后，对物联网产业和技术的发展予以了高度的重视，同时也将大力(量)的资金和精力投入到了相关的研究工作中。而我国目前也在战略性新兴产业中全面的纳入了物联网，并且积极地采用一系列的对策推动物联网的发展，从而将研究和建设物联网的高潮引发了出来。

其次，随着物联网的不断发展，物联网本身具有了越来越大的覆盖范围，在信息空间中“人、机、物”三元世界的不断融合和交互从而形成了越来越大的数据，在这样的背景下就诞生了大数据。作为一个比较抽象的概念，大数据目前并没有形成一个统一的定义，现有的关于大数据的定义往往是立足于大数据的特征，其中“3V”定义是最具有代表性的一个定义，也就是大数据是具有快速化、多变性和大容量等特性的数据。由于大数据的规模效应，因此使得数据的分析、管理和存储等一系列的工作面临着巨大的挑战，所以提出了各种关于数据的各种在线学习方法、数据存储方法、数据抽取和集成方法、数据提取方法等。

2 在煤矿安全生产中物联网、大数据技术的应用分析

2.1 应用物联网、大数据技术的重要作用

首先，要想使煤矿安全生产水平得以进一步提升，就必须要积极地建设矿井，使其形成一个矿山物联网。作为一项紧密结合设备、环境、矿工等不同环节的活动，煤矿生产本身具有非常复杂的特点，矿工的采掘生产对煤矿井下环境产生了极大的影响，而环境的变化也对设备的运行方式具有一定的影响，矿工的生产活动和安全也受到了设备运行状态和环境变化的影响，所以必须要真正的将安全生产的工作看作为煤矿企业的一个重要的控制目标，这样才能够从系统的角度对设备环境和矿工进行科学有效的管理，并且最终实现安全生产的目的。通过对物联网技术的利用将矿山物联网构建起来，还能够对各种与煤炭行业相关的大量的研究成果进行充分的利用，从而使在安全生产工作中投入的时间和代价得以有效减少[1]。

其次，应用大数据技术是煤矿生产的需要。很多煤矿在完成综合自动化建设工作之后，面临着十分严重的数据大爆炸的问题，很多矿井在煤矿实现综合自动化之前只是对模拟式工业电视、提升机、环境监测控制系统中重要的设备监控系统等进行了配置，而且只是具有较少的保留和采集的数据。而实施综合自动化改造后的矿井实现了工业电视数字化、环境监测监控系统扩容，因此监视和记录了大量的数据，比如包括所有的井上井下变电所开关的功率因数值、电流和电压、井下胶带运输的监控参数、井下泵房中水位和泵的所有的运行值、通风机的运行监控值等。上述的这些数据一般都具备大数据的特征，从这里我们可以发现矿山物联网覆盖了越来越多的子系统，因此其数据规模也开始变得越来越大。所以要想有效的解决矿山物联网大数据所带来的各种问题，就必须要对大数据技术进行充分的利用[2]。

2.2 煤矿安全生产中物联网、大数据技术的具体应用

目前还并不具备统一的矿山物联网定义，以大数据互联网的内涵为根据，可以这样界定矿山物联网：所谓的矿山物联网属于矿山信息化的一种延伸和发展，其主要是通过对智能装备的利用感知矿井物理世界，通过数据传输和网络互联的方式，利用云计算技术和大数据技术实施预警挖掘处理和计算，并且保证物与物、人与物之间信息的无缝连接和交互，从而能够实时的控制和精确地管理煤矿的安全生产，最终能够实现科学决策的目的。这样的定义能够将煤矿中应用大数据技术和物联网技术的目的、作用和地位充分的体现出来，在矿井系统建设、互联的工作中将现有的物联网技术作为技术支撑，而通过大数据技术对形成于系统互联中的大数据进行处理，在处理相关的数据之后，再以这些数据为根据开展灾害预警预测工作，最终能够有效的保证煤矿实现安全、高效生产[3]。

矿山物联网的定义还能够将大数据技术和物联网技术在煤矿安全生产保障中所具有的各种相互关联的关系很好的体现出来。矿山物联网建设的产物就是大数据，而利用大数据技术则能够对数据进行有效的处理和利用，最后可以通过对处理后的结果进行充分的利用，从而对煤矿的各个子系统进行有效的控制，确保煤矿安全生产的实现。

2.3 煤矿安全生产中物联网、大数据技术的应用展望

煤炭企业在矿山物联网建设完成之后，必然会出现本质的变化，并且从被动式的监测监控系统逐渐的转换成为一种具备预警功能、多参数融合以及主动式的监测监控系统。以前矿工要想获得相应的环境安全信息，只能够通过调度指挥中心来进行。而在完成矿山物联网的建设之后，矿工就能够对人员环境的设备进行主动的感知，从而能够及时地获得周边的安全信息和预警预报信息，这样在即将发生或者已经发生自然灾害的情况下，矿工可以及时的撤离危险区域[4]。总而言之，也只有实现这种转变，才能够使煤矿安全生产水平得到本质的提升。

3 结语

在提升煤矿安全生产水平的工作中物联网、大数据技术发挥了十分重要的作用，相对于其他行业而言，煤炭行业在实现综合自动化的过程中稍微滞后，所以中国煤矿科技工作者必须要抓住应用物联网和大数据技术的这一时机，除了要对物联网、大数据技术进行认真的研究之外，还必须要充分地关注以下几个方面的问题：首先，要制定统一的技术标准，从而能够有效地避免由于不具备统一的技术标准而导致不同服务之间无法实现互连、互通的问题。其次，大数据技术的规模和运行问题。加强煤矿安全生产水平是矿山物联网建设和应用大数据技术的最终目的，面对数据的挖掘、分析和建模等一系列问题时，除了要对计算机程序进行充分的利用之外，还必须要具有丰富的实践经验和理论知识的专家充分地参与到这个过程中，只有这样才能够使物联网、大数据技术在煤矿安全生产工作中的作用充分的发挥出来。

[1]贺耀宜,武钰.数字化矿山建设中存在问题分析及对策[J].工矿自动化,2014(11).

[2]陈运启,许金.基于元数据与角色的煤矿综合信息管理系统权限控制模型设计与实现[J].工矿自动化,2014(11).

[3]王小兵,姚雪晴,邱银国,孙久运.一种新型煤矿视频监控图像滤波算法[J].工矿自动化,2014(11).

[4]黄丹群.基于KingHistorian的综合自动化平台设计[J].工矿自动化,2014(11).