基于物聯(lián)網(wǎng)的非煤地下礦山安全監(jiān)測預(yù)警決策平臺研究.pdf

1、“基于物聯(lián)網(wǎng)的非煤地下礦山安全監(jiān)測預(yù)警決策平臺”課題為中鋼礦業(yè)開發(fā)有限公司聯(lián)合中鋼集團山東礦業(yè)有限公司和中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院有限公司共同研發(fā)，通過對安全管理與預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng)、動態(tài)信息在線監(jiān)測系統(tǒng)和基于智能移動終端的安全檢查系統(tǒng)的研究，搭建了基于物聯(lián)網(wǎng)的非煤地下礦山安全監(jiān)測預(yù)警決策平臺。主要做了以下研究：
　　（1）在安全管理與預(yù)警系統(tǒng)研究中，從人員素質(zhì)和行為、設(shè)備設(shè)施、作業(yè)環(huán)境、自然地質(zhì)條件、安全管理五大類因

2、素出發(fā)，構(gòu)建了由5個一級指標(biāo)、39個二級指標(biāo)組成的安全預(yù)警指標(biāo)體系；經(jīng)過對預(yù)警方式研究，把警報分為黃、橙、紅三級預(yù)警；在預(yù)警模型方面，綜合分析比較基于AHP和基于信息熵模糊權(quán)重的計算方法，最后用基于三角模糊數(shù)的加權(quán)模糊熵權(quán)計算出指標(biāo)體系各指標(biāo)模糊權(quán)重，根據(jù)風(fēng)險理論，建立綜合安全指數(shù)模型；該指數(shù)模型和安全運行天數(shù)、指標(biāo)權(quán)重、報警頻率、報警級別有關(guān)，各系數(shù)的確定可以根據(jù)礦山實際和歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析來確定；同時可借助計算機軟件，形成直觀、便捷的

3、綜合動態(tài)安全指數(shù)圖，實時動態(tài)的反應(yīng)礦山安全狀態(tài)。
　　（2）在應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng)研究中，按照“圖”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對巷道進行三維建模，采用多層動態(tài)紋理混合的方法實現(xiàn)了以巷道延伸方向的運動箭頭表示風(fēng)速和風(fēng)向，運用3DSMax等工具創(chuàng)建建（構(gòu)）造物的等比例三維模型；采用回路法中的斯考德—恒斯雷法進行風(fēng)網(wǎng)解算，在圖論理論的基礎(chǔ)上，采用深度優(yōu)先搜索策略對有毒有害氣體的擴散進行推演；同時依據(jù)改進的最短路徑路由算法（Dijkstra算法），結(jié)合礦

4、山“安全避險六大系統(tǒng)”實時動態(tài)生成逃生路線供決策者參考。
　?。?）針對非煤礦山井下環(huán)境和條件對現(xiàn)有電子產(chǎn)品的限制，提出了基于井下無線通訊技術(shù)和多媒體無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、安全信息管理以及安全預(yù)警信息、救援決策信息等子系統(tǒng)組成的非煤礦山井下動態(tài)信息在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案；運用點到點路徑匹配算法和軌跡插值的軌跡回放算法，解決動態(tài)監(jiān)測過程中的軌跡回放問題。
　?。?）在具有Android系統(tǒng)的手機或平板電腦等便

5、攜式設(shè)備上，選用SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫，采用智能感應(yīng)無線路由器地址的方法進行定位，同時采用Http Socket和JSON實現(xiàn)移動終端與服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫的交互和同步，建立基于智能移動終端的安全檢查系統(tǒng)，實現(xiàn)了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的安全檢查的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、屬地化、即時化。
　　（5）在現(xiàn)有安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)、安全預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立安全管理與預(yù)警系統(tǒng)；以安全管理和預(yù)警系統(tǒng)、動態(tài)信息在線監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立三維動態(tài)模擬礦井事故救

6、援輔助決策系統(tǒng)。幾大系統(tǒng)通過共享數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和需求分析，搭建了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用各種傳感技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)通訊手段將礦山人員、設(shè)備、現(xiàn)場等與互聯(lián)網(wǎng)相連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、自動報警、控制，進而實現(xiàn)“管理、控制、營運”一體化的平臺。
　　研究開發(fā)的集安全管理、在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、危險預(yù)警、應(yīng)急救援輔助決策、虛擬仿真等功能于一體的兼容性強、可擴展的非煤地下礦山信息平臺已在中鋼集團山東礦業(yè)有限公司和中鋼集團山東富全礦業(yè)有限公司上線使用近一