矿山物联网整体解决方案与应用案例.pptx

中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿业大学物联网中国矿业大学物联网(感知矿山感知矿山)研究中心研究中心徐州市物联网产业发展研究中心徐州市物联网产业发展研究中心2012年年 3 月月张申张申 中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心矿山物联网是通信网和互联网在矿山行业的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对矿山物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现矿山人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对矿山物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心矿业集团物联网需要从集团战略发展、资源整合与分配、产品营销、设备租赁管理、矿业集团物联网需要从集团战略发展、资源整合与分配、产品营销、设备租赁管理、矿山的运行、安全、环保等层面进行监管。矿山的运行、安全、环保等层面进行监管。省级矿山行业物联网主要是对省内矿山资源、矿山安全监管。省级矿山行业物联网主要是对省内矿山资源、矿山安全监管。国家矿山行业物联网主要是对国家矿业资源进行统筹管理及对全国矿山进行安全监管。国家矿山行业物联网主要是对国家矿业资源进行统筹管理及对全国矿山进行安全监管。 国家矿山行业物联网国家矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网省级矿山行业物联网矿业集团矿业集团物联网物联网矿业集团矿业集团物联网物联网矿业集团矿业集团物联网物联网矿业集团矿业集团物联网物联网矿业集团矿业集团物联网物联网矿业集团矿业集团物联网物联网感知矿山感知矿山物联网物联网感知矿山感知矿山物联网物联网感知矿山感知矿山物联网物联网感知矿山感知矿山物联网物联网感知矿山感知矿山物联网物联网感知矿山感知矿山物联网物联网矿山灾害监测矿山灾害监测云服务平台云服务平台矿山通风优化矿山通风优化云服务平台云服务平台矿山设备监测矿山设备监测云服务平台云服务平台中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心架构在这四层之外的是矿山云服务平台，这些云服务平台通常由专门的服务商来提供。譬如，矿山灾害监测与预警云平台；设备健康状况诊断云平台；通风优化云平台等等。这些云端的服务均是按服务收取费用，充分体现物联网的服务价值。部分云服务可能由政府部门来建设与管理，如矿山安全与煤安产品管理云平台。政府云不以营利为目的，主要是为了精确管理、科学决策。中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心其他辅助系统其他辅助系统通风通风排水排水供电供电供压供压安监安监压力压力防火防火降尘降尘煤矿生产涉及的系统多，战线长，综采设备、综掘设备、胶带运输、煤矿生产涉及的系统多，战线长，综采设备、综掘设备、胶带运输、提升机、辅助运输、系统等；提升机、辅助运输、系统等；煤矿生产还要面对复杂的地质条件、矿山压力、瓦斯、一氧化碳、地煤矿生产还要面对复杂的地质条件、矿山压力、瓦斯、一氧化碳、地下水及煤尘等；排水、通风、供电、供压下水及煤尘等；排水、通风、供电、供压中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心1井下主干网井下主干网2调度室设备与大屏调度室设备与大屏3主井提升系统主井提升系统4副井提升系统副井提升系统5井下主煤流运输系统井下主煤流运输系统6井下辅助运输系统井下辅助运输系统7采煤工作面系统采煤工作面系统8矿井选煤厂集控系统矿井选煤厂集控系统9地面矸石皮带运输系统地面矸石皮带运输系统10井下各斜井提升系统井下各斜井提升系统11掘进工作面系统掘进工作面系统12地面变电所系统地面变电所系统13井下中央变电所系统井下中央变电所系统14其他峒室变电所其他峒室变电所15采区变电所采区变电所16通风机房控制通风机房控制17压风系统压风系统18井下水泵房自动控制井下水泵房自动控制19井下供水系统井下供水系统20安全监测系统安全监测系统21束管系统束管系统22瓦斯抽放站自动控制瓦斯抽放站自动控制23矿压监测系统矿压监测系统24调度电话调度电话25矿井无线通信系统矿井无线通信系统26井下人员定位系统井下人员定位系统27考勤系统与劳资系统考勤系统与劳资系统28工业电视系统工业电视系统29制冷站自动控制系统制冷站自动控制系统30锅炉房系统锅炉房系统31日用消防水泵房系统日用消防水泵房系统32矿井雨水泵房系统矿井雨水泵房系统33污水处理监控系统污水处理监控系统34防灭火系统防灭火系统35能源计量与管理系统能源计量与管理系统36IP电话电话37营销系统营销系统38地理信息系统地理信息系统39地质参数资料系统地质参数资料系统40设备动态管理系统设备动态管理系统41库存管理系统库存管理系统42环境保护系统环境保护系统43充填控制及管理系统充填控制及管理系统44人事管理人事管理45办公自动化办公自动化46灾害风险决策支持系统灾害风险决策支持系统47接续管理系统接续管理系统48广播电话系统广播电话系统49救生系统救生系统50生产接续管理系统生产接续管理系统中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心煤矿综合自动化系统，改变了各个系统独立的格局，实现了子系煤矿综合自动化系统，改变了各个系统独立的格局，实现了子系统集成，为感知矿山物联网打下了良好的基础。统集成，为感知矿山物联网打下了良好的基础。但但综合自动化系统综合自动化系统基本是各种子系统基本是各种子系统的简单集成，实现的简单集成，实现的的1+1=21+1=2。离实时控制、精确离实时控制、精确管理、科学决策还管理、科学决策还有较大的距离有较大的距离中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心感知手段传统单一：感知手段传统单一：如瓦斯传感器还是以传统笨重的催化元件为主，基如瓦斯传感器还是以传统笨重的催化元件为主，基本没有本没有MEMS微机电化集成传感器。微机电化集成传感器。缺乏泛在感知网络：缺乏泛在感知网络：基本没有统一的地下无线覆盖感知层网络，现有传基本没有统一的地下无线覆盖感知层网络，现有传感器和监测手段不能适用于煤矿流动作业，危险源位置、分布、及感器和监测手段不能适用于煤矿流动作业，危险源位置、分布、及其流动规律均不确定的场合。存在很大的感知盲区。其流动规律均不确定的场合。存在很大的感知盲区。缺乏应用层面的信息融合：缺乏应用层面的信息融合：煤矿综合自动化实现了先用应用系统的网络煤矿综合自动化实现了先用应用系统的网络化集成，但是个应用系统之间的联动与信息融合、决策融合还没有化集成，但是个应用系统之间的联动与信息融合、决策融合还没有开展。开展。多学科交叉研究不够：多学科交叉研究不够：重大灾害产生的机理，煤矿设备故障诊断，地质、重大灾害产生的机理，煤矿设备故障诊断，地质、测量、水文、监测监控、智能信息处理技术等多学科研究融合不够。测量、水文、监测监控、智能信息处理技术等多学科研究融合不够。缺少共用的开放平台：缺少共用的开放平台：不能为第三方或服务提供商提供标准的接入平台。不能为第三方或服务提供商提供标准的接入平台。矿山综合自动化主要存在问题矿山综合自动化主要存在问题中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心感知矿山物联网架构感知矿山物联网架构中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心无线覆盖与灾后重构无线覆盖与灾后重构矿山分布式传感与测量矿山分布式传感与测量感知矿山应用平台感知矿山应用平台 各种矿山应用软件各种矿山应用软件井下精确定位技术井下精确定位技术煤矿重大灾害防治煤矿重大灾害防治物联网标准化技术物联网标准化技术感知矿山物联网建设关键技术路线图感知矿山物联网建设关键技术路线图 中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心实施案例实施案例中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心感知矿山感知矿山M2MM2M平台平台中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心感知矿山物联网主要建设内容感知矿山物联网主要建设内容感知矿山物联网示范工程建设几大模块感知矿山物联网示范工程建设几大模块骨干网建设：包括井上、井下1000M高速工业以太网和调度指挥控制中心工业以太网建设。感知网建设：利用无线传感器网络建立覆盖煤矿井下，并与1000M工业以太网相结合的无线自组网系统。生产调度指挥中心软硬件建设：增加相应的集群服务器、1000M工业太网设备；矿山3D监控软件建设。数据平台及数据仓库建设。人员安全信息感知：人员安全信息感知：集成现有安全监测、人员定位系统，研发新型基于无线覆盖的移动双向数据信息终端。中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心感知矿山物联网主要建设内容感知矿山物联网主要建设内容设备健康状态感知与控制：设备健康状态感知与控制：对井上、井下各生产及辅助系统的远程监控，减少井下操作人员；感知矿山设备工作健康状况，实现预知维修。设备导航与控制，最终实现无人或少人工作面。矿山安全环境感知与治理：矿山安全环境感知与治理：包括煤矿灾害机理研究，煤矿灾害监测、预警与防治，煤矿安全隐患排查，煤矿安全应急预案管理等。生产管理决策系统：煤矿生产过程监测与控制，煤矿供应链管理，生产经营决策管理，办公自动化，矿山环保与生态恢复等。基于云平台的全国矿山动力灾害监测服务中心，将全国矿山的灾害监测信息集中到服务中心平台，结合专家云对各矿山动力灾害的活动规律及监测数据进行分析，提供分析报告及预警。中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心 感知矿山灾害风险，实现各种灾害事故的预警预报感知矿山灾害风险，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、自动控制感知矿山设备工作健康状况，实现预知维修、自动控制中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心l系统集成平台建设：建设全矿井安全、人员、设备的感知集成平台，实现全矿井地面远程监控，包括集群服务器、数据库平台、集成软件建设等。l骨干网建设：包括井上、井下1000M高速工业以太网和调度指挥控制中心工业以太网建设。l感知层网络建设：利用无线传感器网络建立覆盖煤矿井下，并与1000M工业以太网相结合的无线自组网系统。l人员安全环境感知：研发新型基于无线覆盖的移动双向数据信息终端，实现井下人员精确定位。l矿井各生产及辅助系统的集成，实现远程监控，减少井下操作人员，包括：2447工作面系统、主副井提升系统、通风机房系统、600泵房排水系统、原人员定位系统、安全监测系统、供电系统、压风机系统等。l微震监测系统网络化。中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心完善矿山物联网深层次的工作，加快“实时控制、精确管理、科学决策”的实施。扎实推进矿山物联网云服务平台的建设。如：矿山灾害监测与预警云平台；设备健康状况诊断云平台；通风优化云平台等等。中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心SEN5SEN8SEN7SEN6SEN4SEN3SEN1SEN2矿震源矿震源1000M1000M1000M1000M1000M1000M1000M示例：基于云的矿山灾害监测示例：基于云的矿山灾害监测中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心示例：基于云的矿山灾害监测示例：基于云的矿山灾害监测中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心监测：按点检系统的监测参数进行监测：按点检系统的监测参数进行各种设备监测各种设备监测云计算管理平台示例：基于云的设备健康状况分析示例：基于云的设备健康状况分析中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心运用运用CFDCFD对矿井风网进行三维建模，结合风网实对矿井风网进行三维建模，结合风网实测数据，计算风流各种物理量的大小和变化规测数据，计算风流各种物理量的大小和变化规律，对矿井瓦斯与粉尘控制、热害防治、通风律，对矿井瓦斯与粉尘控制、热害防治、通风优化提供决策依据；优化提供决策依据；结合物联技术、传感技术和云计算技术，对实结合物联技术、传感技术和云计算技术，对实测数据与设计数据进行分析处理；测数据与设计数据进行分析处理；达到通风优化、节能、安全、经济的效果。达到通风优化、节能、安全、经济的效果。示例：基于云的示例：基于云的矿井风网优化矿井风网优化中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心2、煤炭行业云平台应用需求梳理、煤炭行业云平台应用需求梳理中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心监测：风速、流量、瓦斯场、粉尘监测：风速、流量、瓦斯场、粉尘场、温度场等；风机各种参量。场、温度场等；风机各种参量。云计算管理平台中国矿大物联网中国矿大物联网( (感知矿山感知矿山) )研究中心研究中心徐徐 州州 市市 物物 联联 网网 产业发展产业发展 研究中心研究中心谢谢谢谢Q&A中国矿业大学物联网中国矿业大学物联网(感知矿山感知矿山)研究中心研究中心2012年年3月月