物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下煤礦災(zāi)害救援流程優(yōu)化設(shè)計

楊利峰

（開封大學財政經(jīng)濟學院，河南　開封　475004）

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下煤礦災(zāi)害救援流程優(yōu)化設(shè)計

楊利峰

（開封大學財政經(jīng)濟學院，河南開封475004）

通過分析我國煤礦災(zāi)害救援流程及現(xiàn)存問題，提出以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托對煤礦災(zāi)害救援流程實施優(yōu)化設(shè)計，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦災(zāi)害救援流程。研究結(jié)果對于提高煤礦災(zāi)害救援數(shù)據(jù)分析處理及共享能力，實現(xiàn)及時、準確、有效救援，控制事故傷亡率和經(jīng)濟損失具有重要指導意義。

煤礦災(zāi)害救援；物聯(lián)網(wǎng)；流程優(yōu)化設(shè)計

煤礦災(zāi)害救援的基本任務(wù)是，在煤礦重大事故發(fā)生后，迅速控制事故發(fā)展并盡可能排除事故，保護現(xiàn)場人員和場外人員的安全，將事故對人員、財產(chǎn)和環(huán)境造成的損失降至最低程度。目前，我國煤礦災(zāi)害救援遵循“統(tǒng)一指揮，分級負責，區(qū)域為主，單位自救和社會救援相結(jié)合”的原則，救援工作由政府為主導，專業(yè)的煤礦災(zāi)害救援單位為主體，救援的整個過程需要政府的參與協(xié)調(diào)，政府對整個救援流程行政干預(yù)過多，各救援實體之間的關(guān)系比較復雜，同時由于現(xiàn)有技術(shù)及設(shè)備制約，煤礦災(zāi)害救援信息的獲取及共享程度偏低，導致我國煤礦災(zāi)害救援能力總體較差，救援及時性有待提高。

物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”，是互聯(lián)網(wǎng)向物理世界的延伸和拓展，其利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進行感知識別，并對搜集到的信息進行計算、處理和挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物之間的信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的［1］。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如交通運輸、食品安全、智能農(nóng)業(yè)、災(zāi)害預(yù)測預(yù)報等。

本文將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及理念引入煤礦災(zāi)害救援領(lǐng)域。運用物聯(lián)網(wǎng)的先進感知技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等實現(xiàn)對煤礦危險源信息的全方位監(jiān)測、智能分析和信息共享，基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦災(zāi)害救援流程，能夠顯著提升煤礦災(zāi)害救援能力，保證煤礦災(zāi)害救援工作迅速、有序、準確、有效地開展。

1　物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)的思想源于1999年MIT Auto-ID中心的網(wǎng)絡(luò)無線射頻識別系統(tǒng)，Ashton教授在研究射頻技術(shù)時最早提出結(jié)合物品編碼、RFID和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案。在我國，通常認為物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

從技術(shù)角度分析，物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層3個層面。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)層，主要運用傳感器、RFD、GPS、自組織網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和短距離無線通信等技術(shù)采集、捕獲、識別物體信息，實現(xiàn)物與物之間的連接。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，是一個異構(gòu)融合的泛在通信網(wǎng)絡(luò)，通過互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)以及各種接入網(wǎng)和專用網(wǎng)對采集到的物體之間的信息進行傳輸和處理，是一個貫通物與物、人與物、人與人之間通信的全局網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層負責物聯(lián)網(wǎng)信息處理和應(yīng)用，實現(xiàn)信息的存儲、數(shù)據(jù)的挖掘、應(yīng)用的決策等，通過海量數(shù)據(jù)智能化處理、分布式計算、中間件、信息發(fā)現(xiàn)等技術(shù)，為手機、PC、PDA等終端設(shè)備提供感知信息的應(yīng)用服務(wù)。

2　煤礦災(zāi)害救援流程及存在問題

目前，我國的煤礦災(zāi)害救援工作由政府主導，煤礦災(zāi)害救援單位一般由政府統(tǒng)一管理，當煤礦發(fā)生災(zāi)害事故時，煤礦首先調(diào)動自身儲備的救援物資進行自救，以控制災(zāi)情蔓延。與此同時，將災(zāi)情逐級上報給政府主管部門，在政府部門的協(xié)調(diào)下，組建由受災(zāi)煤礦、煤礦災(zāi)害救援專家和專業(yè)煤礦災(zāi)害救援單位共同參與的煤礦災(zāi)害救援中心，制定救援方案并調(diào)集社會救援物資，對受災(zāi)煤礦展開綜合救援，直至煤礦災(zāi)害解除后，救援人員及政府人員依次撤離，受災(zāi)煤礦進行災(zāi)后重建工作，救援工作結(jié)束。

2.1救援信息獲取方式落后

現(xiàn)有煤礦救援設(shè)備多采用語音通信設(shè)備，獲取危險源信息的方式單一，且獲取的信息有限，尚未實現(xiàn)對煤礦危險源的全方位監(jiān)測，當煤礦災(zāi)害發(fā)生時不能全面、準確地提供災(zāi)情信息，由此導致救援人員、上級指揮部門、協(xié)調(diào)人員之間信息流通不暢，救援指揮中心無法及時掌握真實的災(zāi)情，不能對救援工作快速反應(yīng)，制約了救援工作的開展。

2.2救援實體關(guān)系協(xié)調(diào)難度大

煤礦災(zāi)害救援過程需要政府部門、受災(zāi)煤礦、煤礦災(zāi)害救援專家小組、專業(yè)煤礦災(zāi)害救援單位及外部救援機構(gòu)的共同協(xié)作。專業(yè)煤礦災(zāi)害救援單位一般由政府統(tǒng)一管理，而且災(zāi)害的綜合救援需要以政府為主導的煤礦災(zāi)害救援指揮部統(tǒng)一指揮，政府行政干預(yù)過多，由此造成煤礦災(zāi)害救援實體間信息流通不暢，信息共享程度低，救援實體間的關(guān)系比較復雜。

2.3煤礦災(zāi)害救援方式被動

現(xiàn)有的煤礦災(zāi)害救援流程重救援而輕防治，著重在煤礦災(zāi)害事故發(fā)生后被動地進行救援，而煤礦災(zāi)害的防治工作沒有受到足夠重視。較為被動的救援方式增加了救援工作的難度，有可能造成救援時機的延誤。

2.4煤礦災(zāi)害救援學習能力偏低

由于技術(shù)及設(shè)備條件的限制，現(xiàn)有的煤礦災(zāi)害救援并不注重救援學習能力的提高。當煤礦災(zāi)害解除后，政府人員、專家小組及專業(yè)的救援單位撤離煤礦，對于災(zāi)情信息及救災(zāi)經(jīng)驗缺乏總結(jié)學習。

3　基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦災(zāi)害救援流程優(yōu)化設(shè)計

3.1將物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)應(yīng)用于煤礦災(zāi)害信息監(jiān)測，變被動救援為主動防治

用RFID、紅外傳感器、攝像頭等先進信息技術(shù)獲取煤礦井下甲烷、風速、溫度、電流、錨桿壓力和設(shè)備點檢等信息，對煤礦進行圖像、視頻、聲音等全方位監(jiān)測和記錄，將記錄的數(shù)據(jù)存儲在災(zāi)害信息數(shù)據(jù)庫中，通過災(zāi)情預(yù)警數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)挖掘，及時發(fā)現(xiàn)危險源信息，迅速發(fā)布災(zāi)情預(yù)警信息，打破以往災(zāi)害救援過程中信息流通不暢的局面。

3.2搭建信息共享平臺，提高救援信息共享度

將互聯(lián)網(wǎng)融入煤礦災(zāi)害救援全過程，在井下及地面敷設(shè)以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為主要技術(shù)手段的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，將煤礦災(zāi)害監(jiān)測信息導入數(shù)據(jù)庫，并在災(zāi)害預(yù)警數(shù)據(jù)庫中對數(shù)據(jù)進行分析，將分析的結(jié)果反饋給煤礦，實現(xiàn)對危險源的實時監(jiān)控。同時，構(gòu)建以3G、Wifi、廣電網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主導的、覆蓋整個礦區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳輸層，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，煤礦、政府部門、專家小組以及專業(yè)煤礦災(zāi)害救援單位等救災(zāi)實體根據(jù)自身權(quán)限，通過訪問企業(yè)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)獲取災(zāi)害預(yù)警信息，并實現(xiàn)救援實體之間的連接。當有災(zāi)情發(fā)生時，各救援實體在政府部門協(xié)調(diào)下迅速組建災(zāi)害決策中心，制定合理的救援方案，并調(diào)集外部救援物資，提高救援智能決策能力和效率。

3.3及時總結(jié)救援經(jīng)驗，提高救援系統(tǒng)學習能力

災(zāi)害解除后，及時對災(zāi)情信息和救援經(jīng)驗進行分析總結(jié)，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸，將信息錄入災(zāi)情預(yù)警數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)災(zāi)情分析及救援方案制定提供參考，增強煤礦災(zāi)害救援的知識管理能力，提升煤礦災(zāi)害救援系統(tǒng)災(zāi)情預(yù)警能力和救援能力。

4　結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的煤礦災(zāi)害救援流程優(yōu)化設(shè)計，能夠解決傳統(tǒng)煤礦災(zāi)害救援流程中信息獲取方式單一、信息共享程度低、救援學習能力低下、救援及時性較低以及救援方式被動等問題，提高煤礦災(zāi)害救援效率和救援及時性。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安全性方面存在一定的問題且應(yīng)用成本居高不下等原因，物聯(lián)網(wǎng)目前尚未實現(xiàn)大面積普及應(yīng)用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于煤礦災(zāi)害救援流程，如何保障其網(wǎng)絡(luò)安全性，還需進一步深入研究。

Optimization Design of the Coal Mine Disaster Relief Process Based on Internet of Things

Yang Lifeng
（College of Finance and Economics，Kaifeng University，Kaifeng Henan 475004）

By analyzing the coal mine disaster relief process and existing problems in our country，this paper put forward the optimization design of coal mine disaster relief process based on the Internet of things technology，and built the coal mine disaster relief process based on Internet of things.The research results had important guiding significance for improving coal mine disaster relief data analysis processing and sharing ability，realizing timely，accurate and effective rescue，control the casualty rate and economic loss.

coal mine disaster relief；Internet of things；process optimization design

TD-05；C939

A

1003-5168（2016）05-0035-02

2016-04-26

楊利峰（1986-），女，碩士，助教，研究方向：經(jīng)濟管理、物流管理。

［1］張申，張?zhí)?論礦山物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性平臺與服務(wù)性平臺［J］.工礦自動化，2013（1）：34-38.