3G技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測中的應(yīng)用探析

【摘 要】安全問題始終是煤礦生產(chǎn)中的首要問題，為了實(shí)時(shí)把握煤炭生產(chǎn)過程中的準(zhǔn)確信息，便于提前預(yù)防和排除隱患，引入3G技術(shù)勢在必行。3G技術(shù)目前在國內(nèi)發(fā)展迅速，在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域，一些特大型井工開采礦井也在使用此技術(shù)。3G技術(shù)采用無線移動形式，集合了擁有信息采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的各個(gè)硬件，形成全礦井監(jiān)控總圖，保障井下作業(yè)人員的安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】3G技術(shù)；安全；監(jiān)測

1.現(xiàn)狀分析和問題提出

當(dāng)前國內(nèi)的大部分煤礦現(xiàn)在使用的安全系統(tǒng)一般是集合了信息采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)監(jiān)控等功能，其信息傳播主要是通過建設(shè)有線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，不過局域網(wǎng)覆蓋面積有限，大多只能部門之間信息傳輸，未建立全局信息共享和溝通，煤礦管理人員在進(jìn)行安全隱患排查和管理中，往往不能第一時(shí)間查詢準(zhǔn)確的井下情況，也無法對全局進(jìn)行信息修改、錄入等工作，而且，管理員必須在總控制室才能完成以上工作，一旦離開控制室，將無法對煤礦生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果出現(xiàn)安全事故或發(fā)現(xiàn)安全隱患，也無法第一時(shí)間得知。

移動網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展以及電腦技術(shù)的躍進(jìn)，為解決煤礦安全監(jiān)控難題提供了可能。建立一整套煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的操作程序，將操作程序錄入到移動設(shè)備種，并將移動設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，使煤礦的管理人員不必只停留在監(jiān)控室中，在其他地方同樣可以對井下的通風(fēng)、瓦斯密度等安全因素了如指掌；可以隨時(shí)隨地接受各部門上報(bào)的各類統(tǒng)計(jì)表格；可以收看各部門的現(xiàn)場工作圖像；隨時(shí)與井下工人或部門負(fù)責(zé)人通話，了解情況，下達(dá)指令；可以接受系統(tǒng)的安全預(yù)警。建立在移動無線網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)控系統(tǒng)豐富了煤礦管理者的監(jiān)控手段，使他們的監(jiān)控更加方便，更加全面，提升了煤礦的安全系數(shù)，是煤礦安全工作不可多得的幫手。

2.研究內(nèi)容

該技術(shù)將移動無線網(wǎng)絡(luò)作為連接媒介，利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用，將原有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行完善補(bǔ)充，主要研究方向是異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集、保存、接受、安全以及情境模擬。建立一個(gè)適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控的移動集成系統(tǒng)及其客戶端應(yīng)用。其具體內(nèi)容為：

（1）傳輸數(shù)據(jù)格式。監(jiān)控系統(tǒng)需要滿足視頻的存儲、視頻流、網(wǎng)頁、FTP動態(tài)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫等形式，針對這一情況，研究建立一個(gè)將各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效信息的方式，并以適合的無線格式傳播給終端設(shè)備。

（2）數(shù)據(jù)同步方式。監(jiān)控系統(tǒng)包括實(shí)施監(jiān)控和事后查詢的功能，其內(nèi)部包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)兩種。針對這一情況，研究建立一種同步方式，保證新舊系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步、冗余服務(wù)器數(shù)據(jù)同步、用戶數(shù)據(jù)同步的方式。

（3）數(shù)據(jù)傳輸方式。數(shù)據(jù)傳輸可以通過WiFi網(wǎng)絡(luò)或WCDMA3G網(wǎng)絡(luò)，針對這一情況，研究兩種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn)和數(shù)據(jù)傳輸模式，研究數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的安全性和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)方式，研究信息在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的質(zhì)量。

（4）數(shù)據(jù)傳輸終端。監(jiān)控系統(tǒng)終端可以選擇，針對這一情況，研究其優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍，研究客戶端的構(gòu)建和應(yīng)用的使用方式，研究數(shù)據(jù)再現(xiàn)方式。

2.1系統(tǒng)應(yīng)用建設(shè)

煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)集合多層次應(yīng)用功能。系統(tǒng)使用人員可以在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行交流，獲取信息和資源。系統(tǒng)管理者可以通過系統(tǒng)公布重要事項(xiàng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)監(jiān)督等。系統(tǒng)外部人員可以通過臨時(shí)的身份認(rèn)證，在獲取訪問權(quán)限后訪問該網(wǎng)絡(luò)。

2.2技術(shù)實(shí)現(xiàn)

煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建主要集中在服務(wù)器端和客戶端兩部分。服務(wù)器端的主要功能是接收數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可識別的信號、存儲并轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)?？蛻舳素?fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)放。它以調(diào)整修改原有應(yīng)用為主，不建議大規(guī)模進(jìn)行代碼開發(fā)。所以，系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)架構(gòu)，使用J2ME模式使用，使用OTA技術(shù)。為了保障煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)的未來發(fā)展需要和標(biāo)準(zhǔn)化方向，系統(tǒng)采用較為普遍的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以普及性和可擴(kuò)展性進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，建立豐富是應(yīng)用功能，并使得監(jiān)控系統(tǒng)有著良好的擴(kuò)展性。

（1）易操作性：操作界面盡量簡潔大方，操作功能直觀簡單。設(shè)有快捷鍵，方便操作。

（2）可靠性：接口規(guī)范，架構(gòu)合理，保障了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。系統(tǒng)擁有故障恢復(fù)能力和實(shí)施存儲能力，在出現(xiàn)故障時(shí)候可以及時(shí)重啟系統(tǒng)，并保留原有信息不丟失。

（3）通用性和可移植性：煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)支持多種移動終端設(shè)備，擁有較好的泛用性。

（4）安全性：煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)使用自定義加密、HTTPS等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸安全、使用安全、身份認(rèn)證安全。

（5）實(shí)用性和先進(jìn)性：煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，同時(shí)，在同行業(yè)中領(lǐng)先了其他同類產(chǎn)品，具有領(lǐng)先性。

（6）易擴(kuò)展性：煤礦安全生產(chǎn)移動監(jiān)測系統(tǒng)具有開放和拓展的性質(zhì)，可以很方便的集成其他功能。

3.應(yīng)用前景

隨著煤礦安全事故的頻頻發(fā)生，煤礦生產(chǎn)安全被當(dāng)作煤礦的頭等大事來抓。在這樣的大環(huán)境下，改善煤礦安全，提升煤礦監(jiān)控和預(yù)防能力變得愈發(fā)重要，建立新的監(jiān)控管理系統(tǒng)迫在眉睫。所以，在將來，新的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)將在以下幾個(gè)方面擁有交大的發(fā)展優(yōu)勢：

（1）系統(tǒng)在實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用設(shè)計(jì)，將一些系統(tǒng)變量導(dǎo)入到監(jiān)控系統(tǒng)中，一旦某一數(shù)據(jù)超過監(jiān)測范圍，系統(tǒng)將自動提醒管理人員，實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控的目的；建立全網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，方便同行業(yè)統(tǒng)一管理和互相協(xié)作。

（2）建立系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)設(shè)備硬件的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對規(guī)范煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，促進(jìn)該領(lǐng)域技術(shù)的推廣和普及有著重要的意義。

（3）出臺政策法規(guī)，從政策層面加強(qiáng)對煤礦監(jiān)測工作的研究和攻關(guān)，從根本上提升我國煤炭安全管理的能力和水平，以法制來維護(hù)煤礦安全生產(chǎn)的長治久安。

4.結(jié)語

以3G 技術(shù)為基礎(chǔ)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，結(jié)合了我國目前煤礦發(fā)展需求和特點(diǎn)，通過對煤礦內(nèi)部瓦斯密度、通風(fēng)情況、風(fēng)力情況、氣體指標(biāo)、溫度濕度信息等內(nèi)容的監(jiān)控，通過監(jiān)測傳感器不斷采集礦井內(nèi)數(shù)據(jù)，并利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將信息反饋到中央處理器中，煤礦管理人員利用移動設(shè)備的客戶端進(jìn)入管理界面，通過監(jiān)控系統(tǒng)對煤礦內(nèi)部情況進(jìn)行監(jiān)控和指揮。在礦井內(nèi)采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式傳輸信號。對監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理進(jìn)行了闡述，著重介紹了如何實(shí)現(xiàn)的方法。信息采集采取射頻技術(shù)對各個(gè)點(diǎn)的信息進(jìn)行收集，使用3G技術(shù)將收集到的分散信息傳回煤礦管理員的移動設(shè)備中，方便管理人員的監(jiān)控管理。 [科]

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