[01364196]“互联网+”智能矿山安全监管可靠保障机制研究及应用示范

1、成果来源与背景 成果来源：青海省科技厅科技成果转化项目,项目编号：2016-SF-130。“安全重于一切,必须时时以安全为主”---这是贯穿于矿山企业整个生产、管理过程中至高无上的准条。随着国家对矿山安全的重视程度不断加强,矿山企业在各种安全、生产监控系统方面的投入逐年加大,对保证矿山的安全和正常生产起到了重要作用。但但这些信息化系统由于各系统功能单一、系统间相互隔离,安全生产信息采集未能全覆盖,使得企业在生产与安全管理上无法实现效能的最大化,难以发挥系统间的协同作用,使得矿难发生时无法实现各系统间有效的应急指挥调度,从而影响智慧矿山在减灾方面的能力,这已成为矿业信息化发展的瓶颈问题。 2、研究目的与意义 本成果旨在通过结合时空关联性理论和不确定性计算模型等的可靠性技术、量化评估方法在矿山信息化中的深度运用,确保系统能够在常态或异常的应急矿山信息监测中及时可靠地传输相关监测信息,提高矿井安全水平监控和预警能力,有效地实现预防与及时发现处理各种突发事故和自然灾害。“互联网+”智慧矿山安全监管可靠性保障机制研究与示范项目的开展,为推动矿业的信息化和工业化深度融合,以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,对于破解当前发展瓶颈,实现工业可持续发展,具有十分重要的意义。 3、原理及性能指标 本课题开展了“互联网+”智慧矿山安全监管可靠性保障机制研究及应用示范研究。主要研究适合煤矿井下细长狭窄地理特点的物联网节点可靠拓扑部署方案,实现监测区域的全覆盖;用户行为认证机制和可信性评估机制,有效评估智慧矿山感知节点行为的可信性;复杂障碍空间中基于移动对象运动规律的时空位置关系和不确定轨迹预测,实现位置准确感知;基于“互联网+”的矿山综合信息传输有效性保障机制,基于贝叶斯网络模型的预测、预警,以及基于SPSS的噪声与员工不安全行为关系的安全监管机制研究等,优化监测系统的的可靠性和信息传输的实时性;实现“互联网+”的矿山防灾减灾综合信息管控平台的示范应用。 主要的性能指标包含：（1）适合煤矿井下细长狭窄地理特点的物联网节点可靠拓扑部署方案。（2）基于不确定计算模型的智慧矿山感知节点行为的可信性评估方法和决策级融合机制。（3）基于位置感知的应急自救通信机制。（4）基于“互联网+”的矿山综合信息传输可靠性和实时性保障机制。（5）构建“互联网+”的矿山防灾减灾综合信息管控示范平台。 4、创造性与先进性 （1）适合煤矿井下细长狭窄地理特点的物联网节点可靠拓扑部署方案和权重均衡优化的Web用户行为的可信性评估机制和技术是目前研究中的最新成果。（2）基于复杂区域的时空关系图模型给出的基于移动对象运动规律的不确定的位置感知和轨迹预测方法是目前研究中的最新成果。（3）多条件下基于贝叶斯网络的环境参数预测分析模型、基于SPSS的噪声与员工不安全行为关系的安全监管机制及其优化策略等是目前研究中的最新成果。（4）“互联网+”的矿山防灾减灾综合信息管控示范平台的示范应用是本项目的一个创新点。课题完成的项目成果在研究技术上达到了国际上同等成果先进和国内同等成果领先水平。 5、成熟程度,适用范围 本课题成果有效地考虑矿山井下环境和物联网节点部署的不确定性特征和计算环境的制约问题,结合时空关联性理论和不确定性计算模型等,深度研究了矿井下细长狭窄地理特点的物联网节点可靠拓扑部署方案、基于不确定性理论的矿山感知节点行为的可信性评估方法和决策级融合机制、基于时空关联性的网关节点的故障诊断和基于位置感知的应急自救通信机制、基于“互联网+”的矿山综合信息传输可靠性和实时性保障机制等。其研究成果可以有效的应用在“互联网+”的矿山防灾减灾综合信息管控系统中,为实现智慧技术、智慧管理、智慧监控、智慧服务等为重要内容的环境监测发展的新模式奠定坚实的理论基础和提供重要的技术保障。 6、取得的成果及存在问题 本课题在“互联网+”智慧矿山安全监管可靠性保障机制关键技术方面取得的成果：发表学术论文14篇（SCI检索2篇,EI、ISTP检索5篇,核心期刊4篇）;申请国家发明专利4项;软件著作权2项。研究工作中的不足和该领域尚需深入探索的一些问题主要表现在以下方面。（1）进一步从物联网性能、可靠性以及成本、节点能耗等方面实现多目标优化等方面进行基于物联网的煤矿危险源远程实时监测系统的可靠性保障机制与量化分析,以便更有层次地表示和管理信息监控系统的智能控制和预测等。（2）考虑天气、人为等客观因素对复杂障碍空间的不确定轨迹预测技术的影响,进一步提高推理的准确度和算法的可靠性等方面还需进一步拓展研究。（3）本课题研究成果进一步推广应用,研究处理海量、多维、动态信息的不确定性计算模型理论和物联网传输的可靠性保障机制是我们进一步的工作目标。