山西煤炭業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用決策研究

[摘 要]物聯(lián)網(wǎng)被預(yù)言為繼互聯(lián)網(wǎng)之后全球信息產(chǎn)業(yè)的又一次科技與經(jīng)濟(jì)浪潮。文中首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)和山西煤炭行業(yè)，隨后分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在山西煤礦產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，根據(jù)煤礦井下的環(huán)境特點(diǎn)和實(shí)際工作情況，分析了煤礦對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求，概括了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦中的具體實(shí)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]煤炭 物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)是將世界上所有和人類的社會(huì)生活相關(guān)的東西進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，以便及時(shí)獲取信息和實(shí)施管理。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生是社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)烈需求，物聯(lián)網(wǎng)的全球發(fā)展形勢(shì)將可能推動(dòng)人類提前進(jìn)入“智能時(shí)代”。目前，物聯(lián)網(wǎng)在山西主要被應(yīng)用于自然生態(tài)環(huán)境、工商業(yè)和人們的日常生活方面。未來(lái)幾年，山西物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)結(jié)合本省實(shí)際，選擇重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行突破。

二、山西省煤炭行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特殊要求

（1）山西煤炭行業(yè)簡(jiǎn)介

山西煤炭資源得天獨(dú)厚，煤炭資源儲(chǔ)量達(dá)2654.84億噸，占全國(guó)26%。山西同時(shí)是我國(guó)煤炭主要商品化中心產(chǎn)區(qū)之一，是我國(guó)最重要的煤炭外運(yùn)基地。因此，山西理應(yīng)充分利用自身資源優(yōu)勢(shì)，借助現(xiàn)代先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造一流的煤炭中心，從而為提升自身能源產(chǎn)業(yè)的效能創(chuàng)造有利條件。

（2）煤炭行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特殊要求

1.減少電磁波傳輸衰耗。煤礦井下空間狹小，影響電磁波的傳輸，應(yīng)盡量減少電磁波傳輸衰耗。

2.增大無(wú)線發(fā)射功率。

3.增強(qiáng)抗干擾能力。井下機(jī)電設(shè)備相對(duì)集中、功率大，電磁干擾嚴(yán)重，需要增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)抗干擾能力。

4.減小電源電壓波動(dòng)。煤礦井下電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍在75～110%之間，甚至達(dá)75～120%，因此煤礦物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有較強(qiáng)的電壓波動(dòng)適應(yīng)能力。

5.設(shè)備體積要盡可能小。煤礦井下空間狹小，煤礦物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的體積、特別是天線體積不能很大，便攜式設(shè)備更要注意設(shè)備的體積和重量。

三、山西煤炭業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控將整個(gè)煤礦的所有設(shè)備和人員視作一個(gè)統(tǒng)一的整體，將其采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦的采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的綜合集成。

目前，山西的煤炭行業(yè)已成功的將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到了井下生產(chǎn)的某些方面。例如人員定位系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、絞車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)等等。如下圖所示。

這些子系統(tǒng)都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦領(lǐng)域內(nèi)某一個(gè)方面的具體應(yīng)用。它們都采用了物聯(lián)網(wǎng)的三層分層結(jié)構(gòu)，在井下通過(guò)各種傳感器采集所需數(shù)據(jù)，然后通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸線路，將信息傳遞到地面機(jī)房或調(diào)度室的服務(wù)器上。由應(yīng)用層的功能軟件對(duì)信息進(jìn)行調(diào)用、分析并顯示出來(lái)。

四、煤炭物聯(lián)網(wǎng)在山西未來(lái)的發(fā)展及對(duì)策分析

在未來(lái)幾年內(nèi)，山西煤炭物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合本省的發(fā)展特點(diǎn)，針對(duì)服務(wù)轉(zhuǎn)型和服務(wù)安全這兩方面重點(diǎn)進(jìn)行突破。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于煤炭產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控，可以使采集的信息和生產(chǎn)的智能控制和智能決策等系統(tǒng)相結(jié)合，提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)流程。例如，在焦炭生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)用傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的有效控制。也可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高煤礦安全生產(chǎn)水平。煤礦安全生產(chǎn)一直是各級(jí)政府和群眾高度關(guān)注的事情。物聯(lián)網(wǎng)在煤礦安全生產(chǎn)管理方面可從兩個(gè)方面發(fā)揮作用：一是生產(chǎn)一線的實(shí)時(shí)分析，把感應(yīng)器嵌入和裝備到礦井設(shè)備、開采巷道、礦工設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知、準(zhǔn)確辨識(shí)、快捷響應(yīng)、有效控制。二是安全信息的集中管理。這主要是將各個(gè)礦井的安全生產(chǎn)信息通過(guò)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)匯總到政府管理部門，可以避免礦方對(duì)事故的瞞報(bào)，政府部門也可以對(duì)于事故進(jìn)行及時(shí)處理。

五、結(jié)語(yǔ)

本文論述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的必然性，分析物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)適合煤礦實(shí)際情況的煤礦物聯(lián)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，并提出了山西省煤礦行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特殊要求，將煤炭業(yè)的所有要素系統(tǒng)集成為一個(gè)統(tǒng)一的整體，物物互連實(shí)現(xiàn)煤礦“人、機(jī)、環(huán)、管”四個(gè)要素的相互通訊，從而實(shí)現(xiàn)煤礦的智能化識(shí)別、定位跟蹤、監(jiān)控和管理，提升煤礦“一通三防”管理和技術(shù)水準(zhǔn)，提高煤礦安全生產(chǎn)管理水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)集約式生產(chǎn)和低碳化目標(biāo)的重要手段。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫繼平.煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的作用和配置方案[J].工礦自動(dòng)化，2010（11）：1～4.

[2]張敏，于寶申.煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2008，27（2）：3 7～39.

[3]于不凡.煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊(cè)[M].修訂版.北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[4]張周，曹善西. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].山東煤炭科技，2011，13（2）：88～89.