物联网技术、数据融合技术和云计算技术在煤矿安全生产预警平台上的应用.docVIP

物联网技术、数据融合技术和云计算技术在煤矿安全生产预警平台上的应用 　　摘 要：随着计算机技术和网络技术的发展，煤矿安全生产的信息化水平也在不断提升。物联网技术是煤矿安全生产信息化的基础，数据融合技术是在物联网产生的原始数据上进行数据校准和检验，云计算技术再对这些数据进行有效的处理和整合。将物联网技术、数据融合技术和云计算技术应用到煤矿安全生产预警平台上，可实现多参数融合、提高安全生产预警的准确性，是煤矿安全生产信息化水平的又一次提高。 　　关键词：预警平台；云计算技术；数据融合技术；物联网技术；煤矿安全生产 　　中图分类号：TD67；TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）03-0-02 　　0 引 言 　　煤矿生产环境非常恶劣，煤矿安全生产事故时有发生，煤矿安全生产问题依然值得重视[1]。尽管煤矿安全生产管理系统起到了一定的作用，但煤矿安全生产管理系统大多都是相互独立的子系统，彼此之间相互独立，不能实现资源共享，各子系统的开发平台也不一样，不能实现统一结合，这些不足严重制约了煤矿安全生产管理系统的发展[2]。物联网作为未来信息技术领域新的制高点，具有异构相通、远程管理、高度智能化、高度信息化等特性，已成为当前煤矿安全生产信息化领域的研究热点。但煤矿物联网系统会产生海量数据，对数据的处理要求较高，相信引入数据融合技术和云计算技术一定能得到满意的效果。物联网技术、数据融合技术、云计算技术之间既有区别又有联系，在煤矿安全生产预警平台上应用这三种技术，有望解决上述问题。 　　1 物联网技术、数据融合技术、云计算技术 　　1.1 物联网技术 　　物联网就是一个统一的网络，通过传感器与互联网的链接，使物体与网络相连，从而实现对物体的智能化管理。物联网改变了以往互联网的形式，它是一种全新的网络技术，实现了人与人、人与物、物与物之间所产生数据的联通[3]。 　　物联网的结构一般分为感知层、网络层和应用层。 　　（1）感知层是物联网的核心技术，负责各类信息的采集，主要包括传感器技术和RFID技术。 　　（2）网络层是物联网的支撑技术，负责把感知层获得的各类信息安全、稳定地传输到应用层，主要包括无线技术和有线技术。 　　（3）应用层是物联网的最高层，负责把接收到的信息数据汇总、存储、处理，再以特定形式呈现出来，主要包括数据存储技术、数据处理技术等。 　　1.2 数据融合技术 　　数据融合是将采集到的原始数据进行自动分析、综合、校准，消除数据的不稳定性，提高数据的可靠性，准确获取更有用的信息，为后续数据的感知处理提供更准确、更可靠的测量数据[4]。 　　若将物联网感知层获取的海量信息直接传送到物联网应用层，必然会增加应用层数据处理的难度。若在物联网的感知层通过数据融合技术增加信息的准确性和稳定性，提供可靠的信息到应用层，必然会减轻应用层的压力。因此数据融合将成为物联网的一个重要环节。 　　1.3 云计算技术 　　云计算是将分布式计算、虚拟化、网络存储、效用计算等计算机及网络技术发展融合壮大，产生的一种新兴计算方式。其目的是把多个简单的计算形式融合成一个具有强大计算能力的计算形式，并将这种计算形式共享，使系统中的所有终端用户都能运用这种计算形式[5]。 　　物联网是对传统网络和传感网络的整合，这其中必将产生海量信息，唯有借助云计算技术才能实现对这些信息的有效处理和整合。因此，云计算将是实现物联网的核心关键技术。 　　2 煤矿安全生产预警平台 　　预警是对生产系统中可能发生的危害和危险事件进行合理评价，预估风险，设计预案，制定相应的解决对策，避免危害和危险事件的发生[6]。预警系统是能够自动监测、评价与控制各类危害和危险事件发生的监测系统[7]。煤矿安全预警系统可以实现矿井安全生产信息的远程监控，实时掌握煤矿安全生产状况，减少或避免煤矿安全事故的发生[8]。 　　煤矿安全生产预警平台是从煤矿安全生产的角度，以物联网技术为基础的典型复杂巨系统。任何一个传感器节点或子系统检测到的异常数据信息，都有可能对煤矿生产的安全运行产生威胁。煤矿安全生产预警平台需构建物联网下的立体监测体系，对瓦斯、顶板动态信息、冲击地压、尘害、热害、水、火等潜在威胁进行多角度、多尺度的监测，将监测数据处理反馈给预警平台。 　　3 三种技术在煤矿安全生产预警平台上的应用 　　3.1 物联网技术能进一步提高煤矿安全生产预警的整体水平 　　煤矿安全生产预警主要用以监测矿工、环境和设备。矿工的采掘影响着煤矿井下的环境，环境变化影响着设备的运行，同时环境变化和设备运行状态的好坏也影响着矿工的生产和其生命安全。因此对煤矿井下重点危险源实施监控与预警，建设和完善安全生产预警平台，提升煤矿生产安全过程监控和预警水平，将矿