基于单片机的煤矿井下安全监测系统设计

介绍了一种基于MSP430F149单片机作为核心控制器件的井下安全监测系统,该系统主要由井下智能终端和井上的上位机监控中心组成.该系统可以完成井下电力参数和环境参数的实时监测和显示,出现故障或者危险时能及时报警.上位机与智能终端采用串行通信实现矿井与监控中心的数据传送.该系统实现简单,通信成本低,抗干扰能力强,可靠性高,有较高的推广应用价值.     

基于数据实时分析的煤矿建筑工程安全监测系统

为了精准、稳定监测煤矿建筑工程安全,缩减监测效果受数据量及噪声影响,设计了基于数据实时分析的煤矿建筑工程安全监测系统。通过感知层采集煤矿建筑工程相关数据,数据处理模块对数据进行聚类操作,通信模块将聚类后数据安全传输至煤矿建筑工程安全监测中心,利用改进隔离森林算法对数据执行异常检测操作,并将检测结果存储数据库中,通过安全监测与管理中心为客户呈现监测结果。实验结果表明,该系统可有效聚类煤矿建筑工程数据,且煤矿建筑工程安全监测精度与稳定性好,监测效果受数据量及噪声影响较小。     

工作面回采对井筒影响的监测分析与研究

通过建立三条观测线，随着工作面的回采，监测其空间位置变化情况，以此来预警工作面回采对井筒可能产生的影响，为生产决策提供依据。回采中期，通过对已有观测数据的分析与研究，判断工作面继续回采不会威胁井筒安全，工作面继续按照设计要求回采至收作线。目前工作面已按照设计回采结束，通过对数据分析已经对井筒的实际监测，工作面回采未影响井筒安全。     

煤矿地下积水采空区挡水煤柱分级预警模型研究

煤矿地下积水采空区运行状态是井下高效生产工作的基本条件，而挡水煤柱作为直接与水接触的对象，更是潜在的危险因素。为及时了解挡水煤柱内部受力及渗压变化情况，以内蒙某矿42108辅运巷32与33联巷间挡水煤柱为研究对象，设计搭建监测系统，实时采集数据；引入概率论中相关理论和不等式方法，对各传感器进行分类和异常数据判定，建立了单一传感器分级报警方法，能够精准发现异常数据，提高数据异常甄别的准确率；采用矩阵QR分解法和最小二乘法等，同时对钻孔应力和渗压监测数据进行综合分析，建立区间范围，提供基于钻孔应力和渗压监测的综合安全分级方法。研究结果表明：单一测点分级预警和综合分析预警技术方法，能较准确地对挡水煤柱定点区域及整体进行安全评价预警；同时单一测点分级结果都略高于挡水煤柱综合分析预警等级，说明单点区域风险并不决定煤柱整体安全状态，挡水煤柱仍具有较高的可靠运行特性。     

安全监控系统在煤矿安全生产中的应用

利用先进的通信计算机技术,形成矿井环境、人员、设备全方位的动态监测监控体系,实现数据实时化、预警智能化,增强矿井灾害预防能力,提高矿井安全程度。通过综合信息平台将系统实时监测的各类数据共享,使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据,提高决策科学性,从而避免或减少因决策失误而造成的安全生产事故和经济损失。     

地质灾害监测物联网应用层软件系统功能特点

地质灾害关系国计民生,结合传感器、局域网、云计算等技术,组建实时在线监测监控物联网,分析监测大数据,提供预警预报科学依据,是避灾、减灾的有效手段。前端感知层不间断地监测获取数据,通过网络层传回监控中心后,应用层对监测数据进行分析处理,输出累计滑移量、滑移速率等数据成果表,滑移曲线图、多点对比分析图等,辅助分析预判滑移趋势,为防灾减灾提供科学决策依据。监测信息可在PC机、平板电脑、智能手机等终端设备上显示,管理人员、技术人员、业主等可远程实时查看,便于管理。     

矿区岩土施工安全监测系统设计及应用

为保障矿区岩土施工的安全性,设计基于多源异构数据的矿区岩土施工安全监测系统。结合矿区岩土施工特征分析其施工中可能存在的安全风险,针对此类安全风险设计包括施工现场多源异构数据采集层、数据融合与传输层、远程监测预警层的矿区岩土施工安全监测系统。通过采集层的异构设备采集模块与FPGA可编程控制模块,并行采集施工安全参数的多源异构数据,经由数据融合与传输层融合后,通过GPRS通信传输至远程监测预警层,该层依据接收数据完成存储、监测、呈现及预警等功能。应用结果表明,该系统可实现快速平稳的岩土施工现场安全参数多源异构数据并行采集,具有稳定可靠的数据传输性能,可有效监测岩土施工各安全参数,为提升施工的安全性提供保障。     

矿井安全监测预警系统异常数据分析和图表识别

矿井安全风险监测预警数据中一直存在大量缺失、干扰、错误、隐瞒等数据异常现象,不利于安全管理和救援。该文针对目前在煤矿安全管理中应用最广泛的两个主要专业子系统——安全监控系统、人员位置监测系统,分别统计整理远程在线数据和煤矿企业安全信息,从两个角度总结并相互验证了异常数据的各种类型和数量占比,发现和两个专业系统有关的违规行为或安全隐患中大约70%可以追溯到人为因素,探讨了这些因素的产生原因和应对措施。针对高频率发生的异常数据类型,阐述有助于提高数据分析效率、快速判定或排除违规行为的图表分析方法,尝试系统化、理论化归纳整理矿井安全感知数据预警分析技术,提出减少异常数据、提高监测预警系统应用效果的措施。     

乌东煤矿冲击地压监测预警平台搭建与应用

为应对乌东煤矿越来越严峻的冲击地压预警与防治形势,提高冲击地压灾害预警准确性,保障煤矿安全高效生产,运用大数据分析方法和云计算技术,结合该煤矿特殊地质条件和复杂开采手段,搭建了集成微震、地音、矿山压力等多种监测手段的冲击地压预警平台,从“时间—空间—强度”三个维度建立多系统多参量监测预警指标体系,构建冲击地压危险综合预警模型。该平台实现了对监测矿井冲击危险的“全天候”、“全方位”的实时动态感知,主要功能包括:能够实时采集各监测系统的数据并完成前兆信息特征提取;展示各单系统预警指标及其临界值,并实现单系统单一指标预警到多系统融合预警的转变;可一键生成报表,实时查看设备状态,节省大量人力、物力。该平台已在乌东煤矿应用,实现矿井的分区分级预警,有效提高了冲击地压监测预警的准确性和可靠性,指导现场冲击地压防治工作,辅助科学决策。     

无人机技术在煤矿岩移监测中的应用

通过对煤矿开采造成的岩层移动以及地表沉陷数据进行高精度的采集和监测，可以及时掌握煤矿工作面的岩移情况，对保障煤矿安全生产发挥了重要作用。传统的岩移观测在数据采集效率以及岩移监测的便捷性和实时性上，都难以满足大数据监测分析的需求。随着无人机技术的快速发展以及无人机测量精度的大幅提高，利用无人机航测技术来监测煤矿岩移活动，可以实现煤矿矿压数据的采集和监测、大数据分析以及人工智能安全预警等功能。国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)利用无人机进行航测数据采集和监测，并利用计算机软件对采集到的数据通过建模仿真建立三维空间模型，从而获得完整清晰的地面岩移数据，为后续的人工智能分析、实时岩移监测、智能云监测平台的建立了提供大量的数据支持。     

基于大数据的配电设备运行状态监控与故障预警系统设计

以大数据为基础,从数据采集层、集成计算层、数据分析层以及应用层4个方面设计与研究配电设备运行状态监控与故障预警系统,在实时流处理技术与自行编写业务模块的支持下,该系统能够执行数据挖掘分析、预警通知与可视化处理等任务,并实现对配电设备相关数据的采集监控、预警分析、故障闭环管理以及辅助决策等功能,有效地弥补传统配电设备运行与维护管控方式中存在的不足。     

电力建设安全规范化管控系统设计

以提升电力建设安全规范化管控为目的,设计电力建设安全规范化管控系统。利用不同类型传感器采集电力建设工程相关数据,网络通信层利用数据接收与发送模块接收电力建设工程相关信息后,经由客户端管理模块将其传输至业务层,通过深度学习网络识别电力建设现场视频图像实现电力建设安全管控,最后在用户层为用户呈现所需电力建设相关信息。实验结果表明:该系统可有效实现电力建设现场作业的安全管控,施工作业现场状况监查结果精度高,可依据本文系统监查结果实时调整电力建设工程施工,保证电力建设作业的安全性。     

基于大数据分析的矿区施工安全监控系统

矿区地质环境复杂，施工存在很高的安全风险，为此设计了基于大数据分析的矿区施工安全监控系统。在施工现场布设摄像头和振弦测量模块，采集可视化图像和不可视数据，通过无线网桥将大数据发送给监控中心，利用监控中心服务器实现大数据处理和分析，判断矿区施工现场是否存在风险，并通过告警装置通知给现场施工人员。结果表明，该系统的监控错误、未监控到的风险样本较少，监控性能较好，能较准确识别出矿区施工中存在的风险。     

依托数据整合应用 构建智慧应急指挥管理平台

油气田生产属于高危险性作业,一旦在生产中出现安全事件就有可能造成人员伤亡、财产损失和环境破坏。加强对油气田生产应急管理是非常必要的。传统的油气田生产应急管理以简单的纸质应急预案为主,属于战时管理模式,侧重的是事件发生后的控制和处理,各部门之间协调性差、信息传递受阻、应急事件处置缺乏时效性。智慧应急指挥管理平台以物联网技术为基础对现场信息进行监测,通过大数据中心对监控信息进行分析,通过数据整合和信息集成实现对现场的日常化监测和动态处置,通过感知、分析和处置实现应急管理事前预防与准备、事中实时感知及快速响应、事后恢复生产及分析总结。     

基于PLC的压风机在线监控系统研究

煤矿压风机设备作为煤矿风动机械的动力源,在煤矿安全生产中具有重要的地位。为了确保煤矿压风机安全运行、提升煤矿数字化建设水平,提出了以S7-300PLC为核心,通过采集现场传感器数据、设备数据等,结合现场操作台、地面工程师站,实现对压风机在线监测监控。实践表明:基于PLC技术的压风机在线监控系统具有运行稳定、采集参数齐全、预警可靠、节能降耗等特点,在地面控制中心可方便实现煤矿压风机在线监测、一键启停、压风机切换、运行记录查询、故障查询、全自动化运行等功能,提升了煤矿压风机系统的安全性、可靠性,同时达到减员增效、节能降耗的效果。     

基于物联网技术的电力设备数据实时采集系统

以实现电力设备数据实时采集和通信为目的,设计基于物联网技术的电力设备数据实时采集系统。依据标识体系感知和采集电力设备的运行状数据,并对数据进行标准化化处理,通过物联网将电力数据传输到数据整合层,通过加权队列调度算法解决电力设备数据在通信传输时,突发数据流量产生的网络拥塞问题,并对横向和纵向进行整合、存储。测试结果表明,该系统可靠完成电力设备不同运行状态下的信号数据采集,采集结果的有效值误差和峰值误差小,最大程度降低拥塞率,保证数据实时通信。     

基于ASP的电力施工安全质量监测系统的设计与实现

为了避免由于施工人员缺乏安全意识导致安全事故,设计了基于ASP的电力施工安全质量监测系统。在电力施工现场中布置ZigBee节点,通过ZigBee节点采集电力施工现场安全质量信息,无线收发模块将节点采集的安全质量信息送至智能监测层,智能监测层利用ASP.NET MVC框架作为网页开发技术,选取ATMEI89C52微控制器作为数据处理芯片,数据处理芯片将卷积神经网络的电力施工安全质量监测算法固化在EEPROM内,监测电力施工现场是否存在安全质量问题,监测结果利用表示层展示至用户。测试结果表明,系统可以有效监测电力施工安全质量,不同类型电力施工安全质量问题的监测精度高于98%,可以避免发生电力施工安全事故。     

输变电工程生态环境预警系统研究

为降低生态环境因素对输变电工程建设的影响,设计基于物联网感知的输变电工程生态环境预警系统,以期通过精准的传感数据融合提升预警效果。系统通过感知层的小型气象站、边坡检测仪、沉降仪、水位以及温湿度传感器感知数据信息,通过传输层网络将数据传输到云平台的多源数据库中。采用自适应加权融合算法,融合多传感器信息,将融合结果传输至应用服务层的手机终端APP,在手机APP预警界面中,通过可视化查询生态环境相关预警信息,获取预警结果,实现输变电工程生态环境预警。实验结果表明,该预警系统可通过手机APP清晰、直观地获得预警地的实时详细预警数据,且多传感器数据融合误差范围小,趋于稳定状态,预警正确率可达87.57%,预警结果具备较高的可信度。