3G技術在煤礦安全監測中的應用探析

【摘 要】安全問題始終是煤礦生產中的首要問題，為了實時把握煤炭生產過程中的準確信息，便于提前預防和排除隱患，引入3G技術勢在必行。3G技術目前在國內發展迅速，在煤炭生產領域，一些特大型井工開采礦井也在使用此技術。3G技術采用無線移動形式，集合了擁有信息采集、實時監控功能的各個硬件，形成全礦井監控總圖，保障井下作業人員的安全生產。

【關鍵詞】3G技術；安全；監測

1.現狀分析和問題提出

當前國內的大部分煤礦現在使用的安全系統一般是集合了信息采集、實時監控、生產監控等功能，其信息傳播主要是通過建設有線局域網實現，不過局域網覆蓋面積有限，大多只能部門之間信息傳輸，未建立全局信息共享和溝通，煤礦管理人員在進行安全隱患排查和管理中，往往不能第一時間查詢準確的井下情況，也無法對全局進行信息修改、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，將無法對煤礦生產情況進行實時監控，如果出現安全事故或發現安全隱患，也無法第一時間得知。

移動網絡通訊技術的快速發展以及電腦技術的躍進，為解決煤礦安全監控難題提供了可能。建立一整套煤礦安全監控系統，并設計相應的操作程序，將操作程序錄入到移動設備種，并將移動設備與監控系統通過無線網絡連接，使煤礦的管理人員不必只停留在監控室中，在其他地方同樣可以對井下的通風、瓦斯密度等安全因素了如指掌；可以隨時隨地接受各部門上報的各類統計表格；可以收看各部門的現場工作圖像；隨時與井下工人或部門負責人通話，了解情況，下達指令；可以接受系統的安全預警。建立在移動無線網絡上的監控系統豐富了煤礦管理者的監控手段，使他們的監控更加方便，更加全面，提升了煤礦的安全系數，是煤礦安全工作不可多得的幫手。

2.研究內容

該技術將移動無線網絡作為連接媒介，利用計算機應用，將原有監控系統進行完善補充，主要研究方向是異構數據的采集、保存、接受、安全以及情境模擬。建立一個適應煤礦安全生產監控的移動集成系統及其客戶端應用。其具體內容為：

（1）傳輸數據格式。監控系統需要滿足視頻的存儲、視頻流、網頁、FTP動態數據和數據庫等形式，針對這一情況，研究建立一個將各種數據轉化為有效信息的方式，并以適合的無線格式傳播給終端設備。

（2）數據同步方式。監控系統包括實施監控和事后查詢的功能，其內部包括現場數據和歷史數據兩種。針對這一情況，研究建立一種同步方式，保證新舊系統數據同步、冗余服務器數據同步、用戶數據同步的方式。

（3）數據傳輸方式。數據傳輸可以通過WiFi網絡或WCDMA3G網絡，針對這一情況，研究兩種網絡的優缺點和數據傳輸模式，研究數據在網絡環境中的安全性和規避風險方式，研究信息在網絡環境中的質量。

（4）數據傳輸終端。監控系統終端可以選擇，針對這一情況，研究其優缺點和應用范圍，研究客戶端的構建和應用的使用方式，研究數據再現方式。

2.1系統應用建設

煤礦安全生產移動監測系統集合多層次應用功能。系統使用人員可以在系統內部進行交流，獲取信息和資源。系統管理者可以通過系統公布重要事項，進行實時指導監督等。系統外部人員可以通過臨時的身份認證，在獲取訪問權限后訪問該網絡。

2.2技術實現

煤礦安全生產移動監測系統的構建主要集中在服務器端和客戶端兩部分。服務器端的主要功能是接收數據、解析數據、將數據轉換成可識別的信號、存儲并轉移數據。客戶端負責數據的接收和發放。它以調整修改原有應用為主，不建議大規模進行代碼開發。所以，系統采用J2EE技術架構，使用J2ME模式使用，使用OTA技術。為了保障煤礦安全生產移動監測系統的未來發展需要和標準化方向，系統采用較為普遍的系統結構，以普及性和可擴展性進行應用開發，建立豐富是應用功能，并使得監控系統有著良好的擴展性。

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

（2）可靠性：接口規范，架構合理，保障了系統運行的穩定。系統擁有故障恢復能力和實施存儲能力，在出現故障時候可以及時重啟系統，并保留原有信息不丟失。

（3）通用性和可移植性：煤礦安全生產移動監測系統支持多種移動終端設備，擁有較好的泛用性。

（4）安全性：煤礦安全生產移動監測系統使用自定義加密、HTTPS等方式實現數據傳輸安全、使用安全、身份認證安全。

（5）實用性和先進性：煤礦安全生產移動監測系統具有很強的實用性，同時，在同行業中領先了其他同類產品，具有領先性。

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

3.應用前景

隨著煤礦安全事故的頻頻發生，煤礦生產安全被當作煤礦的頭等大事來抓。在這樣的大環境下，改善煤礦安全，提升煤礦監控和預防能力變得愈發重要，建立新的監控管理系統迫在眉睫。所以，在將來，新的煤礦安全監測系統將在以下幾個方面擁有交大的發展優勢：

（1）系統在實時監控的基礎上，通過應用設計，將一些系統變量導入到監控系統中，一旦某一數據超過監測范圍，系統將自動提醒管理人員，實現自動監控的目的；建立全網絡的統一監控數據標準，方便同行業統一管理和互相協作。

（2）建立系統傳輸數據的統一標準和系統設備硬件的統一標準，對規范煤礦安全監測系統，促進該領域技術的推廣和普及有著重要的意義。

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

4.結語

以3G 技術為基礎的煤礦安全監測系統，結合了我國目前煤礦發展需求和特點，通過對煤礦內部瓦斯密度、通風情況、風力情況、氣體指標、溫度濕度信息等內容的監控，通過監測傳感器不斷采集礦井內數據，并利用無線網絡實時將信息反饋到中央處理器中，煤礦管理人員利用移動設備的客戶端進入管理界面，通過監控系統對煤礦內部情況進行監控和指揮。在礦井內采用無線數據傳輸方式傳輸信號。對監控系統的構成結構和運行原理進行了闡述，著重介紹了如何實現的方法。信息采集采取射頻技術對各個點的信息進行收集，使用3G技術將收集到的分散信息傳回煤礦管理員的移動設備中，方便管理人員的監控管理。 [科]

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