物联网与感知矿山专题讲座之三——感知矿山物联网的特征与关键技术

指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要表现在多系统综合应用、感知层开放、应用平台开放和适合构建逻辑子系统等几个方面;分析了感知层、网络层、应用层的关键技术和跨层的公共技术;给出了感知矿山物联网的开放性要求和标准建设。该文对更好地理解感知矿山物联网的建设具有一定的参考价值。     

物联网与感知矿山专题讲座之二——感知矿山与数字矿山、矿山综合自动化

论述了感知矿山与数字矿山、矿山综合自动化的关系,指出感知矿山是数字矿山、矿山综合自动化等概念的升华;在数字矿山三层模型的基础上,给出了感知矿山模型;明确提出感知矿山的核心问题是"三个感知",即感知矿山灾害征兆,实现各种灾害事故的预警预报;感知矿工周围安全环境,实现主动式安全保障;感知矿山设备工作健康状况,实现预知维修。感知矿山系统建设的关键是感知层网络建设,建设目标是减灾保安全。     

物联网与感知矿山专题讲座之一——物联网基本概念及典型应用

介绍了物联网的发展、基本概念、体系结构、标准及典型应用,同时指出了目前物联网应用中存在的问题,提出在感知矿山物联网建设中不能照搬地面应用模式,以避免出现新的信息孤岛和子系统问题孤岛。该文讨论的内容是理解将在本刊连续发表的"物联网与感知矿山"系列文章的基础。     

矿山物联网顶层设计

介绍了矿山物联网技术发展现状和产业发展模式,指出矿山物联网顶层设计的目的是从国家安全生产监管的全局进行感知矿山总体设计,实现矿山物联网物与物相联,并明确矿山物联网的服务本质。探讨了矿山物联网的发展趋势:关键技术不断突破,服务承载模式逐步显现,政府与企业共促发展。阐述了矿山物联网发展重点领域:核心关键技术突破,包括微型化智能装置及能量捕获技术,矿山覆盖网络、通信与灾后重建技术,云计算、大数据及安全生产管理技术,矿山语义与虚拟化技术,安全、隐私与可信网络技术;5S应用,即感知人员、感知灾害、感知设备、感知矿区、感知管理;云服务体系构建;标准化建设。提出了矿山物联网保障措施及建设路线。     

物联网在感知矿山建设中的应用研究

目前的矿山建设研究主要以感知矿山建设为重,是在矿山建设中应用广泛受国家和各行各业的企业关注的物联网技术,主要是为了让相关单位全面感知矿山的生产和安全.感知矿山建设模型,是在对物联网发展历程的深刻研究,对可视化管理理论的深入学习的基础上,仔细分析了感知矿山建设的主要内容和建设步骤后提出来的,这为物联网与感知矿山建设的联合提供了坚实的理论基础.     

基于物联网技术的感知矿山应用研究

矿山安全生产自动化面临着感知手段单一、缺乏泛在感知网络等问题,在已有感知矿山理论的基础上,将物联网技术全面引入到矿山应用当中;通过系统阐述感知矿山特征、平台框架、关键技术以及逻辑结构,利用物联网感知手段多样,实现泛在感知的特点;提出人员监测及内壁巷道位移监测的应用模型;对物联网技术目前面临的发展困境及在矿山当中推广面临的问题进行了探讨,以期物联网技术在矿山领域能够得到良好应用。     

加快矿山物联网建设

总结了"十二五"期间国家安全生产监督管理总局在推动矿山物联网建设方面所开展的工作及取得的成果,明确了"十三五"期间矿山物联网建设方面的重点布局。指出为提升安全生产监管能力和煤矿企业的事故防范能力,应加快矿山物联网建设;在矿山物联网建设过程中应进一步完善矿山物联网顶层设计,结合矿山物联网云平台建设与大数据技术,实现矿山行业安全生产形势预测。     

感知矿山建设经验

通过我们项目组在同煤集团铁峰煤业公司感知矿山建设的经验以及期间取得的成果,我们进行了切合实际的总结和概括,从而提出来感知矿山建设的四点经验,希望能为煤炭企业感知矿山建设提供借鉴和帮助,从而能加快煤炭行业的感知矿山建设的步伐,提供煤炭企业的信息化水平。     

论矿山物联网的结构性平台与服务性平台

分析了目前煤矿综合自动化存在的主要问题,提出需采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策;指出矿山物联网的3层架构决定了矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现为结构性平台和服务性平台;提出矿山物联网的结构性平台应具有开放的感知层平台、开放的主干传输平台以及开放的应用基础平台;根据目前煤矿实际需求,介绍了矿山物联网服务性平台中的分布式监测监控底层服务平台、为第三方提供公共服务的平台、多学科协同工作平台以及云服务平台;最后指出结构性平台可确保服务性平台的有效实施,服务性平台有利于矿山不同专业在同一个公共平台上协同工作,形成一种新的基于物联网的协同工作模式,同时有利于将各种不同的应用服务集成到矿山物联网中,推动矿山安全生产所需服务的专业化发展。     

感知矿山物联网愿景与发展趋势

给出了矿山物联网的愿景,即实现矿山物与物相连,减少甚至消除监测盲区,运用云计算和大数据技术提取有用的监测信息,真正实现本质安全矿山;从技术和服务模式2个方面梳理了矿山物联网的发展趋势,阐述了雾计算技术、网络分形结构、矿山物体的本体描述与知识化、云计算与大数据技术等概念及其在矿山物联网中的应用与发展,对协同工作模式和购买服务模式进行了展望。     

物联网信息感知与交互技术

信息感知作为物联网的基本功能,是物联网信息"全面感知"的手段.信息交互是物联网应用与服务的基础,是物联网"物物互联"的目的.随着物联网研究热潮的兴起,以传统无线传感器网络为核心的感知网络研究迅速升温,并在信息感知与交互方面取得了大量研究成果.文章分析了物联网信息感知与交互方面的最新研究进展.在信息感知方面,从数据收集、清洗、压缩、聚集和融合几个方面,梳理归纳了数据获取和处理的主要方法.在信息交互方面,提出了物联网信息交互的基本模型,分析总结了信息交互涉及的主要技术.在此基础上,讨论了物联网信息感知与交互研究的热点问题,包括新的感知技术、能效平衡、信息安全和移动感知网络等.最后,指出了物联网信息感知与交互技术发展面临的问题和挑战,展望了未来的研究方向.     

矿山物联网云计算与平台技术

指出矿山物联网云计算与平台技术在矿山物联网系统中起核心支撑作用;介绍了矿山物联网云计算平台的技术目标和主要功能;论述了建设矿山物联网云计算平台的关键技术,包括以云交互数据管道为核心的平台架构、资源智能管控模型及负载均衡算法、任务调度及资源分配策略、矿山实时异构数据交换、控制命令快速编码及批量发送、数据快速提取及批量打包、面向矿山应用的推送等,给出了各技术的研究方法和技术路线,为搭建一个完整、先进、具有普适性的矿山物联网云计算平台奠定了技术基础。     

感知矿山建设规划研究

感知矿山建设是物联网核心技术在煤炭企业中应用的尝试,是一项复杂的系统工程,因此需要对感知矿山建设进行总体规划、分步实施,本文结合感知矿山建设实践将整个建设阶段划分为整合阶段、拓展延伸阶段和升华阶段,并对各阶段的主要建设内容进行分析。     

感知矿山物联网智慧照明系统设计

针对现有矿井照明系统存在低智能化、高能耗的问题,提出一种基于感知矿山物联网的矿井智慧照明系统的设计方案,给出了系统架构,介绍了系统无线感知子网的节点和系统控制实现流程。该系统根据移动目标位置和标签号自主判别并设置照明状态,达到节能效果;同时可将网络各节点状态信息上传至地面监控中心,便于节点的控制和维护;遇险时还可作为应急避险指示系统,具有避险功能。     

矿山物联网标准建设的思考

讨论了矿山物联网标准建设的重要意义,对物联网建设中普遍存在的争议——是标准先行还是应用先行进行了剖析,分析了我国矿山物联网标准建设的现状与发展趋势。对矿山物联网顶层设计中的标准体系规划进行了简要解读,举例分析了哪些是涉及面广的标准,哪些是具体应用的标准。指出矿山物联网标准立项建设时应根据具体情况和标准的内容,灵活掌握标准先行还是应用先行。以网络层时间同步标准为例说明了矿山物联网标准应具有适应性和可扩展性。     

物联网环境下感知网络密钥管理技术研究

物联网环境下感知网络密钥管理技术研究是感知网络安全方面的一项基础性研究,具有重要意义。对目前国 内外学者关于这方面的研究成果进行综述,以给未来有关这方面的研究工作带来启发。首先,阐述了物联网环境下感知网络 密钥管理技术的研究内容以及所面临的挑战;其次,对目前国内外关于物联网环境下感知网络密钥管理技术的研究成果进行 了分类总结,并探讨了已有成果所存在的问题与不足;最后指出了物联网环境下感知网络密钥管理技术下一步的研究重点。     

矿山物联网服务承载平台与矿山购买服务

矿山综合自动化系统由于没有考虑容纳第三方的服务,逐步显露出系统封闭、标准不一、信息应用困难、对矿山技术人员要求高等问题,阻碍了其发展。明确了矿山物联网的本质为服务承载平台,矿山物联网应具有相应的公共服务能力,包括基于位置的服务、基于时间的服务、基于信息的服务、基于云的服务、基于大数据的服务、基于语义的服务等,重点论述了矿山物联网应具备的服务能力和矿山购买服务,指出这些服务能力会随着技术和需求的发展而不断充实与增加,使矿山物联网逐步向智慧矿山迈进。     

感知矿山自动化建设

通过同煤集团铁峰煤业公司感知矿山建设,我们尤其针对自动化方面的基础行建设情况进行了重点介绍,通过建设经验为煤炭企业感知矿山的自动化建设提供可靠的意见,从而加快感知矿山的建设速度,为感知矿山建设奠定良好的自动化基础。     

我国矿山物联网产业发展现状及其对策研究

指出我国矿山物联网产业发展迅速:政府制定了发展规划和相关政策;政府对矿山物联网产业发展投入大,并制定了相关标准;矿山物联网技术应用效果初步显现;产业聚集,势头良好。分析了矿山物联网产业发展存在的问题:观念滞后,积极性不高;技术基础薄弱,技术标准缺乏;矿山管理体制不健全;矿山物联网产业整体竞争力不强,企业规模较小。提出了矿山物联网产业发展对策:观念革新,战略引领;突破关键前沿技术,构建自主技术产业生态;创新商业模式,以市场化带动矿山物联网产业发展。     

矿山物联网M2M环境下控制系统改造新方法

矿山物联网构建了矿山M2M相联的环境,这种环境为矿山控制系统的改造提供了新的思路。以矿山斜井绞车控制改造为例,来论述在矿山物联网中利用M2M的理念,通过构建逻辑系统,进行传统控制系统改造的方法。实践证明,M2M概念非常有利于对矿山己有控制系统进行改造和升级换代。