物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究

魏兴义

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.同煤集团马脊梁矿，山西大同037027）

物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究

魏兴义1,2

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.同煤集团马脊梁矿，山西大同037027）

对物联网的概念和结构特点进行了简要的分析，并对煤矿可视化管理相关技术、设计与实现以及物联网技术在煤矿可视化管理中的应用进行详细的分析。

物联网技术；煤矿；可视化管理；应用研究

1 物联网的概念介绍

物联网在现代信息技术中占有非常重要的地位，它不仅是新一代信息技术的重要组成部分，同时也是“信息化”时代发展过程中的一个重要时期。从字面上来理解，物联网就是一个实现物与物之间相互连通的互联网，它是在互联网基础上的一种延伸和拓展，并通过传感器、互联网等的相互配合来形成的一个可以实现物品与物品间的信息交换、通信的一种网络。物联网技术是现代信息技术的又一个突破，但在目前我国的煤矿管理中，还没有完全实现网络化管理，物联网技术的煤矿可视化管理还存着比较明显滞后性，这也是我国煤矿企业发展过程中必须重视的一个问题。

2 物联网的结构特点介绍

物联网技术不仅可快速建立网络体系，还可以更方便、更快捷地进行信息收集、信息反馈等工作。通常情况下，物联网是由若干个传感节点所组成的，它不仅可以进行信息静态传输，同时也实现了信息的动态传送。物联网的结构总共包含了以下几点：

1）高速性。物联网是在互联网的基础上实现信息的传送与反馈的，加上近些年来光纤的普及，使得信息的传输到达更高的速度。同时，组成物联网传感器和终端服务器的种类繁多，数量庞大，起到了分担信息拾取工作的效果，进而也加快了物联网的工作效率。

2）不稳定性。由于组成物联网的传感器数量庞大，网络信息的选取工作必须由不同的传感器相互协调支撑完成的，在实际的物联网体系中，如果其中一个传感器出现了任何问题，都可能会引起一些不良的连锁反应，再加上其设计结构比较简单，使得物联网存在着较为明显的不稳定性，这一特性在结构复杂、级别多样的物联网体系更为突出。

3）适用性低。传感器是物联网体系中的一项重点内容，它在整个物联网系统的中心是不确定的，再加上传感器的传感范围小，通常只能在几米到几十米的范围内正常工作，这也决定了物联网适用范围小的这一特性。

4）信息采集效率偏低。传感器作为物联网中的主要信息采集设备，虽然占据着非常重要的地位，但作为一个信息采集端，它需要在固定时间内将采集后的数据推送到互联网服务器终端，在这一点上，物联网的信息采集工作的效率是无法与互联网相比较的。

5）对数据的安全性有着非常高的要求。物联网技术主要是运用在物体与物体的信息交流中的一种智能化体系，它与人工操控有着明显的区别，同时它的信息采集、信息传输都是自动完成的，在这过程中，如果存在着任何被黑客入侵的情况，是非常容易导致信息的的外泄的。所以，物联网对信息源的数据安全有着非常高要求，这样才可以更好地保障相关企业的信息安全，避免造成不必要的损失。

3 煤矿可视化技术分析和设计与实现

3.1 煤矿可视化的相关技术分析

“物联网”是现代信息技术的一种集成和创新，它的发展无疑会给人们的工作、生活带来便利。在煤矿可视化技术的设计与实现中，首先进行相关煤矿数据的查找，并建立相应的煤矿数据库，然后在此基础上绘制出更为形象的图形图画，并进行煤矿的藏煤点、藏煤量等信息的模拟，让煤矿的具体情况可以清晰地展现在人们面前，从而形成煤矿信息的可视化管理系统。

在煤矿的生产工作中，主要运用到的可视化技术有四种，它们分别是几何投影技术、图形图像技术、分层技术以及像素技术等。

第一，几何投影技术。几何投影技术是可以将煤矿的相关数据信息形象表现出来的一种技术，它利用投影技术对数据信息进行可视化处理，从而得出可视的几何图形，从而更快捷、更方便地查找和阅读煤矿中的各种信息，并发现其中存在着的问题。

第二，图形图像技术。这一技术是通过投射图像的方式将煤矿信息可视化，让煤矿内部的各种信息更容易被人们接收。

第三，分层技术。分层技术是模拟煤矿实际的分布情况的一种先进技术。它是通过对煤矿数据空间的分层、分类和模拟来实现的。

第四，像素技术。像素技术是煤矿分布模拟中较为常见的一种技术，它是利用不同的色素来表示不同的图形，将煤矿矿产分布一一展示在人们面前，在目前的地理地图绘制中也经常使用到该项技术。

3.2 物联网技术在煤矿可视化管理中的设计与实现

物联网技术在煤矿可视化管理中的应用主要体现在煤矿信息的采集、传输、处理以及数据预测中。

第一，信息的采集。在物联网的信息采集环节中，主要是由感应器来完成的，它不仅具有感应信息的功能，同时还可以对感应到的信息进行识别，这样可以对煤矿所在地的生产环境、开采条件、地质情况进行一个全面的感知和分析，并在此基础上建立相应的煤矿信息数据库，最后将信息传输到人工控制端，从而完成了整个煤矿信息采集的智能化控制。

第二，信息的传输。物联网技术通过相关的通信协议，组成一个完整的数据传输以及短时储存系统，实现数据信息的有线传输和无线传输，更好的提升了数据传输、数据录入和数据查找的速度。

第三，信息的处理。煤矿信息的可视化处理，首先应该建立起相关的信息处理中心，将采集到的信息源进行完整的映射处理，使得煤矿数据的分析更为可靠。煤矿的可视化管理就是要将采集到的数据信息进行可视化处理，通过图形图像的形式展示到相关工作人员面前。

第四，数据的预测。数据预测是可视化技术中的一个重点内容，它是对煤矿中的隐患数据的一种排查和预测，是提高煤矿安全性的一项重点工作。煤矿的可视化管理系统不仅可以对其中的隐患数据进行稽查和清理，还可以进行相关情况的模拟，这样才可以更为彻底地找到安全隐患，将企业的利益最大化。

4 物联网技术在煤矿可视化管理中的应用

为了可以更好地进行数据交互，应该在完成接口设计时，根据设备与监控物之间的交互来选择感知服务，并借助各种监控传感器来完成数据信息的动态获取和实时更新。

第一，煤矿定位。这一过程中，主要完成的工作是开采人员和矿产运输的定位，物联网技术不仅具有对开采人员和矿产的即时定位效果，还能够将其实际定位到的位置信息传输到服务器终端系统中，可以实现管理人员的全程跟踪监控效果。

第二，数据扫描。数据扫描主要的工作是对设备、矿产等信息扫描，并通过信息扫描来识别出其中包含着的煤矿开采信息，例如：采纳点、矿产质量等。并在处理后再传送到网络服务终端。

第三，控制系统。这里的控制系统不仅要对煤矿采集的信息进行控制，还要能够对信息的接收和信息的处理进行控制，并在互联网的支持下完成各种信息的传递工作，将所有感应点收集到的信息进行汇总，实现整体控制。

5 结语

物联网技术在煤矿的可视化管理应用中有着非常重要的作用，它对煤矿生产企业的安全生产和监控管理也有着非常重要的意义。物联网技术可以实现煤矿信息的智能化采集、传输以及处理，大大提升了煤矿企业的生产效率和生产安全，是现代企业生产中应该重点研究的一项技术。

[1]刘西青,田慕琴,李双双,等.基于物联网的煤矿可视化系统研究[J].煤矿机械,2015,36(5):96.

[2]邹磊,吕允鹏.物联网技术在煤矿管理中的应用研究[J].魅力中国,2013(14):130.

[3]谭章禄,史后波,方毅芳.物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究[J].煤矿机械,2012(8):280-283.

[4]刘西青.物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究[J].软件,2013 (10):120-121.

（编辑：王璐）

Application of the Technology of the Things Internet on Vision Management

W ei Xingyi1,2
(1.Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024; 2.Majiliang Coal Mine of Datong Coal Mine Group,Datong Shanxi030027)

The concept and structure characteristics of the Internet of things is briefly analyzed,and related technology,design and implementation of visual management in coal mine and the application of the Internet of things technology in coal mine visual management for detailed analysis.

the Things Internet;coalmine;visionmanagement;application analysis

TP311

A

2095-0748(2016)20-0082-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.36

2016-10-06

魏兴义（1967—），男，山西怀仁人，毕业于山西矿院采矿系采矿专业，高级工程师，现任同煤集团马脊梁矿副总工程师，主要从事煤矿管理工作。