物联网、数据融合和云计算技术在煤矿安全生产预警平台上的应用

陈倬

摘要：网络技术与计算机技术的发展，在一定程度上提高了我国煤矿安全生产的信息化水平。实现煤矿安全生产信息化的基础为物联网技术，而物联网所产生原始数据上数据融合技术便是对其进行校准与检验工作，云计算技术则是有效地处理与整合这些数据。在煤矿安全生产预警平台上，联合物联网、数据融合及云计算技术的应用能够在一定程度上提高煤矿企业安全生产预警的准确性，同时也能够实现多参数融合，进而提高我国煤矿的安全生产信息化水平。

关键词：物联网；数据融合；云计算；安全生产；预警平台

中图分类号：TD672 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）01-0095-02

由于我国小型煤矿企业众多，且大多企业的生产环境较为恶劣，从而便导致时常出现各类安全生产事故，需要引起我们足够重视。为了能够确保煤矿的安全生产，煤炭企业制定了一系列的管理方法与制度，同时投入了大量的资金与技术装备。尽管设备与制度在一定程度上提高了煤矿安全生产管理系统，但由于该系统大多是相互独立的子系统，各个子系统之间无法进行资源共享，也彼此之间相互独立，也具有不同的开发平台，因而无法实现子系统的统一结合，这些问题的存在对我国煤矿安全生产管理系统的发展造成严重的制约。物联网具有高度智能化与信息化、异构相通以及远程管理等多个特性，因而成为煤矿安全生产预警平台中的研究热点。

1 物联网技术概述

物联网最初的核心思想是按照一定的通信协议通过射频识别技术，同时借助互联网来实现物与物信息之间的互通互联。也就是说，物联网是通过传感器与互联网之间的链接，从而连接起物体与网络，最终对物体实现智能化的管理。物联网技术属于一种全新的网络技术，它的出现改变了传统互联网形式，有效实现了物与物、人与人以及人与物之间的数据联通。

通常来说，物联网主要由网络层、感知层以及应用层三个部分组成。其中感知层作为物联网中最为核心的技术，其功能在于采集各类信息，主要技术包括传感器技术以及RFID技术。网络层属于物联网的支撑技术，其主要功能是将感知层中所收集到的各类信息安全且稳定地向应用层进行传输，所采用的技术主要包括有线技术与无线技术。应用层作为物联网的最高层，其功能在于对所接受到的所有数据信息进行汇总、处理以及储存，然后再通过特定形式将其展示出来，所采用的数据主要包括数据处理技术与要数据存储技术等。

2 数据融合概述

当物联网在实际应用中的覆盖范围越来越广，在信息空间中三元时间的交互与融合，使得在互联网上可以获取的数据也越来越多，从而便出现了大数据问题。数据融合则是自动地分析、综合以及校准所采集到的原始数据进，从而便能够在一定程度上消除数据所具有的不稳定性，最终便能够确保数据的准确性与可靠性。

但在实际应用中，如果将物联网感知层中所获取的大量信息直接传送至物联网的应用层，此过程必定会在一定程度上增加应用层对数据进行处理的难度。因此，利用数据融合技术在物联网的感知层便能够显著地提高信息的稳定性与准确性，从而为应用层提供可靠的信息，此项技术的应用能够有效缓解应用层对数据处理的压力。

3 云计算技术概述

云计算技术具有超大规模、高可靠性、高可扩展、通用化以及按需服务等特点，同时还具有较高的商业价值与应用价值。云计算技术主要指的是将分布式计算、网络存储、虚拟化以及效用计算等计算机与网络技术的发展融合壮大，从而产生的一种新兴计算方式。云计算在实际应用中的最终目的是将多个简单计算形式融合成一个具有强大计算能力的计算形式，并且共享这种计算形式，从而让此种计算方式能够得到系统中的所有终端用户的运用。

由于物联网整合了传统网络与传感网络，因而在实际应用中势必会产生出大量的数据信息，为了能对大量数据信息的有效整合就需要借助云计算技术。因此，实现物联网的核心关键技术在于云计算技术的应用。

4 物联网、数据融合与云计算技术关系

物联网、数据融合与云计算技术三者之间不仅有联系也存在区别，其区别之处在于物联网技术在实际应用中更加侧重于物与人、物与物以及人与人之间的联通；而数据融合技术在实际应用中则侧重加工与提取海量的信息；云计算技术则侧重于对数据进行计算的方式与方法。因此，我们可以将三者之间的关系归纳为：大量的数据由物联网，然后数据融合技术对这些大量数据进行提纯的同时，也需要采取云计算技术对相关数据进行计算。数据融合技术的应用能够在一定程度上有助于云计算技术的应用，而数据融合技术与云计算技术则能够为物联网服务。

5 煤矿安全生产预警平台对物联网、数据融合与云计算技术应用

5.1 提高整体水平

煤矿安全生产预警平台主要是对矿工、相关设备以及施工环境进行监测。一般情况下，矿工采掘对煤矿井下环境能够具有一定影响，而环境的变化能够对机械设备的运行状况造成影响，并且机械设备的运行状况与环境变化对矿工的生命安全与生产质量造成影响。因此，进一步完善与建设煤矿安全生产预警平台，加强对煤矿井下重点危险源的监控及预警，能够显著地提高监控水平与预警水平。除此之外，将环境、机械设备与矿工联成一个网络，同时采取物联网技术对其进行控制，能够更好地实现煤矿安全生产的最终目的。

5.2 提高准确性

为了能够实现动态监测煤矿井下环境、矿工以及相关设备的目的，无线传感器网络在矿井一定区域内的应用，能够在一定程度上支持煤矿的安全监测。通常情况下，煤矿安全生产监测的数据主要包括RFID标识读卡器、各种传感器以及条形码读卡器等。由于设備本身或周边环境的干扰，使得数据存在误差，最终对测量数据的准确性造成影响，因此就需要对数据采取数据融合技术进行处理，以确保数据的精准性。

5.3 提高稳定性

云计算技术是物联网系统的首选技术，其属于近年来一种新兴的共享基础架构，能够为数据的安全访问以及集中存储提供稳定支持，同时也能够在信息共享与数据处理方面使物联网系统更加稳定与智能化。除此之外，云计算技术的应用能够有效地解决煤矿子系统之间的异构性，集中一体化井下矿工定位、环境与设备的监控，从而能够满足其对信息资源共享与集成需求，提高系统的稳定性。

6 结语

综上所述，在煤矿安全生产预警系统中联合物联网、数据融合与云计算技术，能够显著地提高其安全生产预警水平。物联网技术作为煤矿安全生产信息化的基础条件，融合数据融合技术能够在很大程度上提高对数据信息采集的有效性与准确性，而云计算技术的应用则能够增强对大量数据进行计算与处理的能力。因此，物联网、数据融合与云计算技术三者的联合应用能够为煤矿安全生产信息化预警平台提供更好的技术支撑，从而进一步提高矿安全生产信息化水平。

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