★煤矿安全监测监控论文摘要范文煤矿安全监测监控论文摘要写

煤矿安全监测监控论文摘要范文煤矿安全监测监控论文摘要写 当前,煤矿安全监测监控是我国煤矿安全生产中最薄弱的环节,煤矿安全问题已成为影响煤炭工业生产乃至社会稳定的重大问题.国内外实践表明,任何事故的发生发展都有征兆出现,即安全状态信息,这些信息大多数是可观测的及可控的,对重大危险源实施安全监控预警是预防和控制重特大安全事故的有效途径.为保障煤矿的安全生产,不仅需要提高员工安全意识、加强安全管理,更需要建立煤矿井下安全监测监控系统,构建安全生产、调度和管理网络系统,形成煤矿井上、井下可靠的安全预警体系,为安全管理决策提供信息通道,实现本质安全.本课题源于生产实践,分别从煤矿安全监测监控系统的开发意义、系统功能的设计以及实现方面进行设计.通过对煤矿安全各流程的具体分析以及业务需求分析,该煤矿安全监测监控系统主要包括用户管理子系统、数据采集与存储子系统、页面设置子系统、查询子系统、图形与曲线显示子系统、报表子系统、实时数据显示子系统和动态图形子系统等.通过构建B/S架构模式设计该煤矿安全监测监控系统,B/S模式即为浏览器/服务器模式,主要由浏览器、Web服务器、应用服务器和数据库服务器构成.客户端的浏览器通过URL访问Web服务器,Web服务器请求数据库服务器,并将获得的结果以HTML的形式返回给客户端浏览器.监测人员可以通过客户端浏览器,实现对煤矿安全的监测监控管理.该系统提高了数据处理的效率.利用各式传感器,对矿内各监测点进行数据采集,该系统可对煤矿内各种安全隐患进行监测,及时预警,排除事故隐患.图形处理的合理设计丰富了该系统图形显示的内容,图形界面的设计直观且形象. 对我国煤矿现存的煤矿安全监测监控系统在使用过程中存在的一些问题进行了探讨,并提出改进建议. 随着煤炭企业的发展,对安全生产监测监控系统的要求不断提高,建设功能全面、技术先进的煤矿生产监测监控系统,提供实时、全面、丰富的图像及数据,为煤炭企业生产运行提供信息支持,实现安全生产监测监控业务处理和信息交流的程序性、系统性以及管理决策的科学性,对提高企业的生产效率和现代化管理水平具有重要的意义. 本文研究了兖矿集团安全生产监测系统的现状,分析了下一代网络下安全生产监测具体需求的特点,研究了安全生产监测的关键技术,建立了安全生产监测的系统的模型,分析了其业务处理流程,设计了兖矿集团安全生产监测系统网络结构.设计安全生产监测监控视频的显示系统、监测监控数据显示系统二个核心功能模块,重点实现了显示及控制系统和监测监控数据显示系统的功能. 本论文解决了以下几个问题.兖矿集团多数煤矿企业已经安装了安全生产检测监控系统和工业电视系统、调度语音通信系统,在各生产矿井实际应用中,存在信息孤岛的现象,生产现场环境检测监控系统、各单位视频监控系统,由于生产厂家不一,缺乏有效的信息集中显示和传输手段,无法实现集团公司总部对各矿的集中监控和管理. 系统经过长时间运行测试,运行稳定,兖矿集团各生产矿井实现了实时监测相关运行数据的能力,通过安全生产监测监控网不仅可以全面掌握充矿集团的生产运行状况,而且具有灵活的数据查询、曲线分析及报表打印功能,能够满足各级管理人员的业务需求.该系统具有良好的扩充性,通过增加接口软硬件系统安全生产监测监控数据网将实时监测数据上传直至集团公司总部调度中心多媒体显示系统的功能,为煤炭企业安全生产监测监控中心的建设提供参考. 最后,本文对该项目的应用情况作了简单介绍,并提出安全生产监测监控指挥系统建设的不足和今后发展的方向. 阐述了国内外煤矿安全监测监控技术的发展历程,详细介绍了甲烷、一氧化碳、温度和风速传感器等具体的设置原则,分析了我国煤矿安全监测监控系统的发展趋势. 探讨了煤矿瓦斯监测监控系统的使用现状、发展历程和趋势,对系统的软件技术和功能、硬件及接口技术的可靠性和兼容性,以及对煤矿安全生产信息化管理技术的发展提出了展望. 对煤矿安全监测监控技术在我国的发展应用进行了介绍,分别阐述了煤矿安全监测监控系统的应用现状、作用、结构形式、选型原则等内容,并对其未来的发展趋势进行了展望,提出了相应的改进建议,以促进我国煤矿安全监测监控技术的发展. 河南省煤矿安全监测监控网络系统是一项由河南省煤炭行业信息中心提出,河南省煤炭工业局立项、组织,委托河南省煤炭行业信息中心统一制定方案、进行实施的全省性煤矿井下安全生产的重要项目. 河南省煤矿安全监测监控网络系统,是一个“三层四级”体系结构,由省、市(集团)、矿三层组成的监测监控系统,实现省、市、县、矿四级联网和安全生产监管.通过基于BS技术的安全监测网络软件,可进行远程安全监测、报警等功能,实现了煤矿安全生产的数据采集、分析、预测、报警和综合管理功能. 数据通信采集子系统是河南省煤矿安全监测监控网络系统中各级管理中心的系统接口,煤矿需要将井下的安全数据实时传送到井上通信服务器,在井上通信服务器接收数据的同时,上传至市(集团)级管理中心通信服务器；市(集团)通信服务器接收数据的同时,上传至省级管理中心通信服务器. 本人是河南省煤矿煤矿安全监测监控网络系统的总体技术规划者,组织实施了整个系统的需求分析和方案设计.本论文重点描述河南省煤矿安全监测监控网络系统中数据通信采集子系统的设计与实现,通过软件的需求分析、软件设计、运行与维护等一系列的软件工程化的设计、生产过程,经历了全省各级管理中心将近一年时间的试运行,没有发现任何运行不正确的问题. 该系统的运行可以使全省四级单位均对瓦斯超限等安全隐患发出预警、预报信号,提高了安全级别,避免了全省煤矿大量安全事故的发生；同时,全省发生了安全事故后,均依照该系统的数据,结合现场进行事故分析和研究.现在,该系统的设计方案已被多家兄弟省份的煤炭安全管理部门采纳,并作为建设标准的依据. 现有煤矿安全生产监测监控系统多数是以集散控制系统(DCS)为基础的,针对集散控制系统本身固有的缺点和不足,提出采用现场总线控制系统(FCS)构建新型的煤矿安全生产监测监控系统,使监控系统在安全性、快速性、经济性等方面有显著的改善和提高. 论文针对煤矿安全监测监控系统存在的技术落后、功能单一、存在监控盲区以及不能联动联控等问题,把智能化的物联网感知技术应用于煤矿安全监测监控领域,以“感知”为突破口,重点研究了感知矿山物联网关键技术：感知煤矿安全状况的分布式信息融合感知算法和感知传感器节点健康状态的故障诊断感知算法.论文取得了以下研究成果： (1)定义了煤矿井下物联网感知域的概念,从感知层的拓扑结构、路由汇聚机制以及中间件等方面进行了设计：在物联网感知域内构建了开放的基于分簇的分布式感知架构分布式星状无线传感器网络(DSWSN),在LEACH和PEGASIS协议的基础上进行了改进,形成了高效的路由汇聚机制,提高了服务质量(QoS),满足了通信的可靠性和实时性要求；建立了基于分簇的协作型多功能中间件体系结构,把簇层和资源管理层通过移动Agent技术有机结合起来,能够充分支持应用程序的开发,利用应用程序表示形式转换实现多种类型的应用形式的协作统一；给出了用于数据存储和传输的云数据服务平台(PaaS服务)部署方式,建立了高效的煤矿物联网安全监控感知平台. (2)在分析煤矿井下复杂环境的基础上建立了感知煤矿安全状况的信息融合策略.在数据预处理模块中采用置信距离测度与采集数据的时间戳相结合的动态限幅滤波算法对数据进行预处理以消除疏失误差.运用最优加权估计算法进行数据级融合,依据传感器方差的自相关和互相关估计,在总均方误差最小和满足无偏性的最优条件下,根据各个传感器得到的测量值以自适应的方式找到其对应的权数,使融合后的值达到最优,获得更加准确的现场监测信息.在决策级融合算法中建立了基于模糊粗糙-灰色关联分析(FR-GC)的算法模型.在该模型中,不需要预先给定额外信息,而是通过数据的不可分辨关系来提取隐藏在数据中的潜在信息,保证了分析的客观性；同时利用煤矿环境特征向量与标准特征向量的灰色关联度进行系统特征优势分析,从整体上考虑煤矿环境的安全性,最终根据关联度的大小给出系统的安全判决.实验表明本算法具有权值分布合理,绝对误差波动平稳,动态响应特性好,收敛速度快,能有效滤除干扰数据等特征；利用模糊粗糙模型与灰色关联分析之间较强的互补性关系,改善了待决策样本与识别模式的亲和度,突出了定量程度,具有较高的感知区分度,减少了主观因素的影响,提高了决策的客观性. (3)分析了煤矿安全监控系统传感器存在的4种故障模式,在此基础上建立了传感器的故障诊断策略.以瓦斯传感器节点为例,针对常见的常值型、漂移型、偏置型和周期型4种隐性软故障,以小波分析和FRBF神经网络为基础,提出了由加Hamming窗的Shannon为母小波的小波包分解提取特征能量谱与扩展Kalman滤波算法(EKF)优化的FRBF神经网络进行模式分类辨识的传感器节点故障诊断方法.对传感器的输出信号进行小波包分解,运用基于代价函数的局域判别基(LDB)算法进行裁剪,获取最优的特征能量谱,经处理后作为特征向量训练EKF-FRBF神经网络,采用参数增广和统计动力学方法,通过带有整定因子的EKF参数估计,用来辨识传感器节点的故障类型.实验表明,该方法的辨识正确率在95%以上,误报率和漏报率都明显优于其他算法,能够有效用于物联网系统中传感器节点的在线故障诊断. (4)分析了在DSWSN系统中,智能移动Sink节点的功能与特点,分别从仿真设计、硬件设计和软件设计三个方面逐步推进,完成了Sink节点的设计开发.通过实验证明,该Sink节点可以很好地完成对监控数据的处理和传输,实现了对煤矿安全状况和节点健康状态的正确感知,具有电路简单、功能完善和技术性能高的特点,是一种比较可取的物联网汇聚节点的设计方案,从而打造出一张更加密集、更加有效的煤矿安全生产物联网. 通过信息融合与故障诊断两种感知算法的密切配合,实现了信息互补与协同感知,大大降低了监控系统的不确定性和不可靠性,减少了由于单一传感器受信息量局限引起的误报错报和冲突,提升了对煤矿安全的快速监测和预警预报能力,为煤矿安全生产提供了强有力的保障.论文的研究能够充分发挥物联网感知技术在煤矿井下应用的优势,为提升煤矿生产效率和加大安全管理提供了一个全新的综合信息化平台. 煤炭是我国的主要能源,受我国煤矿复杂地形限制,矿难频发.现有煤矿井下安全监控系统所存在的缺陷和不足,已成为制约煤矿安全生产水平的瓶颈问题,设计一套能够满足煤矿安全需求的井下安全综合监控系统十分必要.近年来无线通讯技术和无线传感器网络技术的迅速发展,为研发下一代的煤矿安全综合监控系统提供了技术基础.无线传感器网络具有结构灵活、自组织、多跳等特点,适用于恶劣环境,是弥补目前井下监控系统缺陷的有效工具. 本文通过对我国xx年4月至xx年12月间发生的221起重特大煤矿安全事故的分析和事故诱发原因的统计,借助这些实际事故数据,根据煤矿安全事故产生的必备条件,采用层次分析方法（AHP）建立了瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、顶板事故、透水事故四类典型事故的失信模型.并在煤矿失信因素分析的基础上,结合煤矿安全监控系统的现状和无线传感器网络技术的发展趋势,提出了基于无线传感器网络技术的由传感与检测系统、安全 _络与通讯系统、安全管理信息系统、安全预警决策与决策支持系统以及救援信息保障系统组成的煤矿井下安全综合监控系统设计方案,针对煤矿安全综合监控系统中两个关键性支撑技术：无线传感器网络节点定位和路由技术展开了研究.在理论研究的基础上基于CC2430/CC2431节点设计、实现了一个无线传感器网络定位原型系统,并在模拟矿井中利用该原型系统对本文提出的改进RSSI定位算法的性能进行了测试.围绕这些内容所进行的工作和取得成果如下： 1、针对煤矿井下静止节点的定位问题,通过对传统RSSI定位方法的分析,发现由于传统RSSI定位算法中路径衰落指数通常取固定的常数值,无法反映井下环境对无线信号的影响程度,是导致RSSI定位算法在井下的定位精度较差的原因.本文结合巷道内信标节点链式部署的特点,提出了一种基于信标节点间距离和信号强度值动态计算巷道各处的真实路径衰落指数的方法,并在此基础上提出了一种基于动态路径衰落指数的改进RSSI定位算法.仿真结果表明,在相同的环境下,该算法定位精度优于RSSI定位算法,能够满足井下人员定位的要求. 2、受井下恶劣条件和节点有限能量的影响,井下无线传感器网络经常会出现节点失效的情况,使得巷道内覆盖不足,定位节点由于无法收集到足够的定位辅助信息而无法完成自身的定位,需要借助一些其它的辅助信息完成节点定位.井下狭小而封闭的空间限定了定位结果只能落在这个封闭空间内,网络中信标节点的分布及网络的连通 _也有助于消除一些冗余的定位结果,本文在此基础上提出了一种服务器端基于地理信息的辅助定位方法,针对井下节点定位过程中不同的节点覆盖度,借助于井下巷道地理信息和信标节点的分布信息,实现覆盖度不足情况下的节点定位,提高节点定位的精度. 3、针对井下移动节点的定位问题,通过对巷道内移动节点的移动过程分析发现,受井下信标节点链式部署特点的影响,移动节点在移动过程中所感知到的一跳信标节点的质心与移动节点保持着相同移动的趋势,且在位置上较为接近,在质心点附近采样,可以大大提高采样的成功率.本文在此基础上提出了一种基于质心盒子的蒙特卡洛定位方法,通过定义一个质心盒子缩小采样范围,以提高采样的成功率,并最终提高移动定位的精度.仿真结果表明该算法比蒙特卡洛定位方法和基于锚盒子的蒙特卡洛定位方法更适应于井下巷道内的移动节点定位. 4、针对井下巷道内节点路由问题,通过分析井下巷道内线型、网状和团型三种应用场景的特点,分别提出相应的路由策略.针对线型场景