煤矿物联网建设的重点及步骤

在煤炭行业推广和应用物联网技术要结合煤矿自身的实际情况，煤矿物联网的基础是煤矿管理规范化和信息化，煤矿管理规范化是一种管理思维，管理架构，管理层次和管理模式的表现。物联网建立在规范化的基础上,它对软件，硬件要求比较大，而计算机技术发展迅速，产品更新换代周期短，对技术准备和人员素质都要求很高，如硬件、人员、投资不匹配，就会造成经济损失,无法达到预期目标。搞了也是效益极差，浪费资源。煤矿生产是半连续性，半流水化模式。工程种类多，地点分散，井下地质条件多变、涉及专业环节多，这就造成了割煤机、掘进机移动速度越快，生产环节协同的需求越迫切。协同的反应时间必须小于可能引起事故作用的反应时间。需要指出的是，随着各种传感器技术的不断成熟和完善，使协同信息的需求数据在煤矿的每一个角落获取成为可能。处理速度极快的高性能计算机的出现也是加速物联网出现并快速发展的主要原因。在这种情况下煤矿物联网被业界提出,可以说是整个煤炭行业管理高度标准化和高度信息化产物,是企业管理模式的规范化表现,也是企业管理发展的最终目标。其本质建立在企业管理需求的基础之上,实施的主体是企业的管理团队,系统软件平台只是一个合适手段。煤矿物联网依托于传感器技术,通信技术和计算机技术,即物联网技术的三要素。其主要流程是传感器采集数据并固化为格式化消息,通过通信信道传达到高性能计算处理中心,计算中心分析处理采集数据，做出决策分析，发出控制指挥命令对消息进行反馈处理.这里提到的煤矿格式化消息是煤矿物联网建设的核心。它代表了煤矿企业的管理化水平, 换句话说，格式化消息是对整个煤矿管理内容的提炼,是煤矿管理中最本质,最关键的的信息。它对煤矿管理信息进行严格的格式规定,每个字节代表不同的信息,为保证信息的时效性，避免信息在网络交换时因格式转换造成延时或丢包，信息的格式特征要求精炼，简单。数据采集终端和控制指挥中心都严格采用格式化消息进行数据通信，不同系统之间通过格式化消息进行整合。消息格式的规范需要一两家大的煤炭企业作为领军企业站出来，带领业界建立统一的标准规范。
目前煤矿企业对传感器技术的应用实现了信息获取,因为没有统一的数据标准,获取的数据五花八门,只是考虑到数据的获取而没有考虑数据的推广应用,只是为了信息化而信息化，这就造成了各个系统之间的数据无法共享，资源重复配置,也就决定了目前在煤矿企业推广物联网的难度,如何有效地整合各个系统是目前煤矿物联网建设所面临的主要问题。有的煤矿即使凭借自身的财力实现了管控一体化,但受稳定性,安全性,抗干扰性的影响,也没有实现真正的无人值守，自动控制,更多是一种形象工程；鉴于煤矿企业数据大部分采用有线信道，在数据传递的方式上还没有达到无缝隙覆盖,数据获取具有一定片面性，条件好的地点有网络,能够获得监测数据,条件差,最容易发生隐患的地点像掘进迎头,工作面却没有实时的监测数据，所以说安装简单、便宜的数据采集终端和高质量，抗干扰性的数据的传输也是煤矿物联网发展需要解决的问题；随着近几年计算机产业的发展,高性能服务器的出现满足了煤炭企业的数据处理需求.管理人员对计算机的使用能力有了较大的提高，提升了煤矿整体管理水平。在硬件需求上基本具备发展物联网的条件。如何有效地的建设煤矿物联网,从我的角度来说需要分为三个阶段
第一、煤矿物联网建设单向数据链阶段。与一般的通信系统不同，煤矿数据链除了拥有终端，传输设备以外还要拥有通信规范，即传输数据格式，没有这些规范即使再先进的通信设备和通信网络也不能称为数据链。这一阶段的数据链还包括瓦斯监控系统，人员定位系统，这些系统不能算作数据链的组成要素，但离开数据链的数据将不能发挥作用，我们可以称这些系统为煤矿物联网的应用终端，应用终端可以依托标准协议自由扩展。经过近10年的高速发展，煤矿企业在信息化建设方面取得了很大的进步。大部分煤矿率先实现的是点对点的单向传输数据链.即井下某一监测点的数据可以传输到调度指挥中心. 安全指挥中心接收传输信息，管理人员以接收数据为依据作出调度指挥。条件较好的煤矿实现了点对面的单向传输数据链,辅助以三维展示平台, 在煤矿信息数据仓库的基础上，利用现代空间分析、虚拟现实、可视化技术进行模拟、仿真和过程分析重现（即虚拟数字矿山）。单向数据链阶段可以看成是煤矿物联网的初级阶段,该阶段实现从多个方面搜集数据，并利用数字数据与语音视频手段显示采掘工作面的电子图像和各种数据,井上管理人员可以实时远程了解生产现场,动态监测监控状态信息，强化各专业管理的工作主动性，促进各专业对现场异常情况信息分析处理的快速响应。这一阶段的发展重点是井下数据的有线传输到无线传输的转变和监测数据协议的制定, 由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，所以说非常适合应用于复杂恶劣的工作环境中。同时对数据传输的安全性,稳定性和抗干扰性进行加强，而数据协议的制定则决定了煤矿物联网建设的连续性和可扩展性，要做到统一规划，分步实施。
第二、煤矿物联网发展的双向交互数据链阶段。双向数据传输是用于发送数据信息和接收控制命令，设备之间能够传送指挥引导命令和目标数据。数据链的每一个链扣有统一标准的支撑.双向数据链阶段系统的运行还依赖于信息使用人员，信息管理管理人员，他们不属于数据链但是离开他们双向数据链的作用和功能将不能发挥，我们称这一阶段的管理人员为数据链的外围决策。一旦出现险情，地面指挥中心的管理人员能够根据传输协议迅速判定隐患位置，为准备处理险情发送信息，同时尽快的形成决策方案，给出相关人员最佳处理方式，并引导工作人员正确实施，同时被引导的工作人员能够触发应答终端，做出回应，实现双向的数据交互。这一阶段的重点是煤矿传输协议的确定和各种标准终端采集接口的实现。传输协议主要是指基于位置的数据，矿压数据，瓦斯数据等采掘机运通各专业的数据传输格式，传输协议的制定基于煤矿管理的高度标准化。终端数据采集设备接口与煤矿各种传输协议相对应，规范应用层数据处理，要求安装简单，设置方便。终端采集接口可嵌入到煤矿工人的移动设备或运行设备中，企业或个人基于终端采集标准接口和数据通信进行开发.从而实现数据处理的一致性和开放性，使更多有实力的IT解决方案供应商也可以加入到煤炭行业。从而加快整个煤炭行业的信息化速度。
第三、煤矿物联网的自动指挥决策阶段。自动指挥决策狭义上讲是对采集数据的高效处理。自动决策很大程度上是指人机结合决策。这一阶段的物联网摆脱了外围决策的制约，不受矿上的管理人员的制约，依托扎实的理论依据和丰富的现场经验，煤矿控制指挥中心自动形成决策方案，煤矿管理人员的角色由制定决策变成了监督实施。煤矿监控监测信息的价值体现在时效性，如果不能进行有效及时的处理,信息的价值转瞬即逝，这一阶段的煤矿物联网使整个煤矿的信息量空前膨胀，信息流动的速度加快。煤矿安全生产在某种程度上取决于获取，处理，传递和使用信息数量的多少，质量的好坏和处理速度的快慢。决策的重心开始转变到信息的处理。煤矿传统的生产决策由于处理信息的自动化程度低，一般是获取信息，集中决策，上午下井检查,发现问题,提出整改意见,通过调度会处理，领导完成处理措施，对下级明确指示，下级按上级意图组织执行。周期长，环节多。这一阶段的煤矿物联网通过完善的数据采集，依托地面或井下处理控制中心同步进行处理决策，煤矿领导和各工种之间可以交互决策信息，发现紧急重大隐患技术员直接反馈总工程师，总工直接调度全矿资源处理问题，减少中间环节，变先上报后实施为边计划边实施，做到隐患发现即处理。变纵向的决策实施为横向的决策方式，减少决策流动的时间，加快处理信息的节奏，从而将信息优势转化为决策优势。
在煤矿企业实施物联网只有起点，没有的终点，两三年是不行的，五年都可能存在困难，在实施的过程中要结合煤矿自身的情况，把实施内容规范化，日程化，做到物联网服务于煤矿的实际管理并落实到实处。切记不要为了信息化而信息化。