[发明专利]矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种预警系统，具体是指一种能够提供矿井安全信息监控及灾害预防控制的预警系统。

背景技术

我国煤炭资源丰富且煤炭是我国主要能源，目前在我国能源生产和消费中，煤炭约占73%。由于我国煤炭储存条件复杂，煤矿自动化水平低，井下用人多，生产安全监控系统采用的技术比较落后，功能单一，再加上管理等因素，使得生产成本高，安全形势不容乐观。全国煤矿事故死亡人数居高不下，百万吨死亡率大大高于世界主要产煤国家平均水平，严重影响了煤炭工业的可持续发展和社会的稳定。

随着国家对矿山安全的重视程度不断加强，矿山企业在各种安全、生产监控系统方面的投入逐年加大，煤矿安全避险“六大系统”的建设对保证矿山的安全和正常生产起到了重要作用。“六大系统”中监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络系统就是为了完成煤矿井下环境、设备、人员状态信息实时在线监测，实现异常信息报警和应急救援。虽然国家对六大系统建设颁布了相关规定，但是在实际操作中，紧急避险系统目前的建设情况是相对独立的，并没有与监测监控、人员定位、压风自救等现有安防系统相结合。各个子系统之间存在网络结构、数据类型的异构性，同时，现有的安全生产监测监控系统，由于生产厂商和系统建设时期不同，各个系统之间没有统一的通信协议和接入技术，系统之间的数据结构差异很大，呈现多源性和异构性。矿山生产活动又是始终处于一种随时间动态变化的复杂系统之中，所以反映其实际状态的各种数据，如果得不到有效集成，就只能形成彼此隔离的“信息孤岛”。 

物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和信息基础设施分开，而物联网是集计算、通信、感知和控制为一体的复杂系统，其目的是使信息世界与物理世界紧密融合，实现对物理世界的高效实时、分布协同、安全可靠地感知和控制。

针对煤矿安全生产而言，如果充分利用物联网，将有毒气体检测传感器、电缆、电气机械设备等单元与控制网络整合为统一的安全预警基础设施，同时基于物联网对煤矿复杂环境下生产系统内的人员、机器、设备和基础设施实施更加实时有效的协同管理和控制，提高集成信息的价值，利用动态感知技术，提高煤矿安全信息的感知能力，是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题与不足，本发明所要解决的技术问题是针对目前煤矿监控子系统的独立性、数据的多源性、异构性，从提高煤矿安全信息的时实性、完整性和准确性出发，利用北斗卫星为传输核心的北斗卫星无线通信单元构建矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，使得矿山物联网信息系统中的多源异构信息相互融合，实现实时监控、网络传输、动态识别及反馈控制技术的统一，有效提高矿山安全控制策略的动态可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，它包括信息中心监控平台，信息中心监控平台连接北斗卫星无线通信单元，北斗卫星无线通信单元连接井下光纤环网通信单元，井下光纤环网通信单元连接底层无线网络通信单元，底层无线网络通信单元连接井下多元异构信息采集控制单元，井下多元异构信息采集控制单元连接基础信息单元。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其信息中心监控平台与北斗卫星无线通信单元双向通信连接。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其北斗卫星无线通信单元与井下光纤环网通信单元双向通信连接。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其井下光纤环网通信单元与底层无线网络通信单元双向通信连接。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其底层无线网络通信单元与井下多元异构信息采集控制单元双向通信连接。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其井下多元异构信息采集控制单元与基础信息单元双向通信连接。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其双向通信连接为信息采集接收与控制命令发送双向通信方式。

上述的矿井安全信息协同感知与灾害实时预警系统，其基础信息单元包括矿山环境状态信息模块、人员状态定位模块、紧急避险设施状态模块、安全设备参状态模块。

本发明具有如下优点及有益技术效果：