论文部分内容阅读
【摘 要】安全问题始终是煤矿生产中的首要问题，为了实时把握煤炭生产过程中的准确信息，便于提前预防和排除隐患，引入3G技术势在必行。3G技术目前在国内发展迅速，在煤炭生产领域，一些特大型井工开采矿井也在使用此技术。3G技术采用无线移动形式，集合了拥有信息采集、实时监控功能的各个硬件，形成全矿井监控总图，保障井下作业人员的安全生产。
【关键词】3G技术；安全；监测
1.现状分析和问题提出
当前国内的大部分煤矿现在使用的安全系统一般是集合了信息采集、实时监控、生产监控等功能，其信息传播主要是通过建设有线局域网实现，不过局域网覆盖面积有限，大多只能部门之间信息传输，未建立全局信息共享和沟通，煤矿管理人员在进行安全隐患排查和管理中，往往不能第一时间查询准确的井下情况，也无法对全局进行信息修改、录入等工作，而且，管理员必须在总控制室才能完成以上工作，一旦离开控制室，将无法对煤矿生产情况进行实时监控，如果出现安全事故或发现安全隐患，也无法第一时间得知。
移动网络通讯技术的快速发展以及电脑技术的跃进，为解决煤矿安全监控难题提供了可能。建立一整套煤矿安全监控系统，并设计相应的操作程序，将操作程序录入到移动设备种，并将移动设备与监控系统通过无线网络连接，使煤矿的管理人员不必只停留在监控室中，在其他地方同样可以对井下的通风、瓦斯密度等安全因素了如指掌；可以随时随地接受各部门上报的各类统计表格；可以收看各部门的现场工作图像；随时与井下工人或部门负责人通话，了解情况，下达指令；可以接受系统的安全预警。建立在移动无线网络上的监控系统丰富了煤矿管理者的监控手段，使他们的监控更加方便，更加全面，提升了煤矿的安全系数，是煤矿安全工作不可多得的帮手。
2.研究内容
该技术将移动无线网络作为连接媒介，利用计算机应用，将原有监控系统进行完善补充，主要研究方向是异构数据的采集、保存、接受、安全以及情境模拟。建立一个适应煤矿安全生产监控的移动集成系统及其客户端应用。其具体内容为：
（1）传输数据格式。监控系统需要满足视频的存储、视频流、网页、FTP动态数据和数据库等形式，针对这一情况，研究建立一个将各种数据转化为有效信息的方式，并以适合的无线格式传播给终端设备。
（2）数据同步方式。监控系统包括实施监控和事后查询的功能，其内部包括现场数据和历史数据两种。针对这一情况，研究建立一种同步方式，保证新旧系统数据同步、冗余服务器数据同步、用户数据同步的方式。
（3）数据传输方式。数据传输可以通过WiFi网络或WCDMA3G网络，针对这一情况，研究两种网络的优缺点和数据传输模式，研究数据在网络环境中的安全性和规避风险方式，研究信息在网络环境中的质量。
（4）数据传输终端。监控系统终端可以选择，针对这一情况，研究其优缺点和应用范围，研究客户端的构建和应用的使用方式，研究数据再现方式。
2.1系统应用建设
煤矿安全生产移动监测系统集合多层次应用功能。系统使用人员可以在系统内部进行交流，获取信息和资源。系统管理者可以通过系统公布重要事项，进行实时指导监督等。系统外部人员可以通过临时的身份认证，在获取访问权限后访问该网络。
2.2技术实现
煤矿安全生产移动监测系统的构建主要集中在服务器端和客户端两部分。服务器端的主要功能是接收数据、解析数据、将数据转换成可识别的信号、存储并转移数据。客户端负责数据的接收和发放。它以调整修改原有应用为主，不建议大规模进行代码开发。所以，系统采用J2EE技术架构，使用J2ME模式使用，使用OTA技术。为了保障煤矿安全生产移动监测系统的未来发展需要和标准化方向，系统采用较为普遍的系统结构，以普及性和可扩展性进行应用开发，建立丰富是应用功能，并使得监控系统有着良好的扩展性。
（1）易操作性：操作界面尽量简洁大方，操作功能直观简单。设有快捷键，方便操作。
（2）可靠性：接口规范，架构合理，保障了系统运行的稳定。系统拥有故障恢复能力和实施存储能力，在出现故障时候可以及时重启系统，并保留原有信息不丢失。
（3）通用性和可移植性：煤矿安全生产移动监测系统支持多种移动终端设备，拥有较好的泛用性。
（4）安全性：煤矿安全生产移动监测系统使用自定义加密、HTTPS等方式实现数据传输安全、使用安全、身份认证安全。
（5）实用性和先进性：煤矿安全生产移动监测系统具有很强的实用性，同时，在同行业中领先了其他同类产品，具有领先性。
（6）易扩展性：煤矿安全生产移动监测系统具有开放和拓展的性质，可以很方便的集成其他功能。
3.应用前景
随着煤矿安全事故的频频发生，煤矿生产安全被当作煤矿的头等大事来抓。在这样的大环境下，改善煤矿安全，提升煤矿监控和预防能力变得愈发重要，建立新的监控管理系统迫在眉睫。所以，在将来，新的煤矿安全监测系统将在以下几个方面拥有交大的发展优势：
（1）系统在实时监控的基础上，通过应用设计，将一些系统变量导入到监控系统中，一旦某一数据超过监测范围，系统将自动提醒管理人员，实现自动监控的目的；建立全网络的统一监控数据标准，方便同行业统一管理和互相协作。
（2）建立系统传输数据的统一标准和系统设备硬件的统一标准，对规范煤矿安全监测系统，促进该领域技术的推广和普及有着重要的意义。
（3）出台政策法规，从政策层面加强对煤矿监测工作的研究和攻关，从根本上提升我国煤炭安全管理的能力和水平，以法制来维护煤矿安全生产的长治久安。
4.结语
以3G 技术为基础的煤矿安全监测系统，结合了我国目前煤矿发展需求和特点，通过对煤矿内部瓦斯密度、通风情况、风力情况、气体指标、温度湿度信息等内容的监控，通过监测传感器不断采集矿井内数据，并利用无线网络实时将信息反馈到中央处理器中，煤矿管理人员利用移动设备的客户端进入管理界面，通过监控系统对煤矿内部情况进行监控和指挥。在矿井内采用无线数据传输方式传输信号。对监控系统的构成结构和运行原理进行了阐述，着重介绍了如何实现的方法。信息采集采取射频技术对各个点的信息进行收集，使用3G技术将收集到的分散信息传回煤矿管理员的移动设备中，方便管理人员的监控管理。 [科]
【参考文献】
[1]姜舒文.基于3G网络的玉米生长环境监测系统的设计与实现[D].吉林农业大学，2012.
[2]陈纪忠.面向新业务的互联互通监测系统改造技术研究[D].西安电子科技大学，2012.
[3]邬春学，陈先国，吴志刚.基于GSM的航标3G监测监控系统[J].仪器仪表用户，2003，01：17-19.
[4]郭海平，陈亚军，张平贵，陈杰，张戈.“内蒙古黄河凌汛3G无线传输及实景监测系统”中心端管理平台的设计与实现[J].内蒙古气象，2011，05：37-38+64.
[5]张道发.基于3G远程监测的船舶油份浓度监测装置的设计[D].武汉理工大学，2010.
【关键词】3G技术；安全；监测
1.现状分析和问题提出
当前国内的大部分煤矿现在使用的安全系统一般是集合了信息采集、实时监控、生产监控等功能，其信息传播主要是通过建设有线局域网实现，不过局域网覆盖面积有限，大多只能部门之间信息传输，未建立全局信息共享和沟通，煤矿管理人员在进行安全隐患排查和管理中，往往不能第一时间查询准确的井下情况，也无法对全局进行信息修改、录入等工作，而且，管理员必须在总控制室才能完成以上工作，一旦离开控制室，将无法对煤矿生产情况进行实时监控，如果出现安全事故或发现安全隐患，也无法第一时间得知。
移动网络通讯技术的快速发展以及电脑技术的跃进，为解决煤矿安全监控难题提供了可能。建立一整套煤矿安全监控系统，并设计相应的操作程序，将操作程序录入到移动设备种，并将移动设备与监控系统通过无线网络连接，使煤矿的管理人员不必只停留在监控室中，在其他地方同样可以对井下的通风、瓦斯密度等安全因素了如指掌；可以随时随地接受各部门上报的各类统计表格；可以收看各部门的现场工作图像；随时与井下工人或部门负责人通话，了解情况，下达指令；可以接受系统的安全预警。建立在移动无线网络上的监控系统丰富了煤矿管理者的监控手段，使他们的监控更加方便，更加全面，提升了煤矿的安全系数，是煤矿安全工作不可多得的帮手。
2.研究内容
该技术将移动无线网络作为连接媒介，利用计算机应用，将原有监控系统进行完善补充，主要研究方向是异构数据的采集、保存、接受、安全以及情境模拟。建立一个适应煤矿安全生产监控的移动集成系统及其客户端应用。其具体内容为：
（1）传输数据格式。监控系统需要满足视频的存储、视频流、网页、FTP动态数据和数据库等形式，针对这一情况，研究建立一个将各种数据转化为有效信息的方式，并以适合的无线格式传播给终端设备。
（2）数据同步方式。监控系统包括实施监控和事后查询的功能，其内部包括现场数据和历史数据两种。针对这一情况，研究建立一种同步方式，保证新旧系统数据同步、冗余服务器数据同步、用户数据同步的方式。
（3）数据传输方式。数据传输可以通过WiFi网络或WCDMA3G网络，针对这一情况，研究两种网络的优缺点和数据传输模式，研究数据在网络环境中的安全性和规避风险方式，研究信息在网络环境中的质量。
（4）数据传输终端。监控系统终端可以选择，针对这一情况，研究其优缺点和应用范围，研究客户端的构建和应用的使用方式，研究数据再现方式。
2.1系统应用建设
煤矿安全生产移动监测系统集合多层次应用功能。系统使用人员可以在系统内部进行交流，获取信息和资源。系统管理者可以通过系统公布重要事项，进行实时指导监督等。系统外部人员可以通过临时的身份认证，在获取访问权限后访问该网络。
2.2技术实现
煤矿安全生产移动监测系统的构建主要集中在服务器端和客户端两部分。服务器端的主要功能是接收数据、解析数据、将数据转换成可识别的信号、存储并转移数据。客户端负责数据的接收和发放。它以调整修改原有应用为主，不建议大规模进行代码开发。所以，系统采用J2EE技术架构，使用J2ME模式使用，使用OTA技术。为了保障煤矿安全生产移动监测系统的未来发展需要和标准化方向，系统采用较为普遍的系统结构，以普及性和可扩展性进行应用开发，建立丰富是应用功能，并使得监控系统有着良好的扩展性。
（1）易操作性：操作界面尽量简洁大方，操作功能直观简单。设有快捷键，方便操作。
（2）可靠性：接口规范，架构合理，保障了系统运行的稳定。系统拥有故障恢复能力和实施存储能力，在出现故障时候可以及时重启系统，并保留原有信息不丢失。
（3）通用性和可移植性：煤矿安全生产移动监测系统支持多种移动终端设备，拥有较好的泛用性。
（4）安全性：煤矿安全生产移动监测系统使用自定义加密、HTTPS等方式实现数据传输安全、使用安全、身份认证安全。
（5）实用性和先进性：煤矿安全生产移动监测系统具有很强的实用性，同时，在同行业中领先了其他同类产品，具有领先性。
（6）易扩展性：煤矿安全生产移动监测系统具有开放和拓展的性质，可以很方便的集成其他功能。
3.应用前景
随着煤矿安全事故的频频发生，煤矿生产安全被当作煤矿的头等大事来抓。在这样的大环境下，改善煤矿安全，提升煤矿监控和预防能力变得愈发重要，建立新的监控管理系统迫在眉睫。所以，在将来，新的煤矿安全监测系统将在以下几个方面拥有交大的发展优势：
（1）系统在实时监控的基础上，通过应用设计，将一些系统变量导入到监控系统中，一旦某一数据超过监测范围，系统将自动提醒管理人员，实现自动监控的目的；建立全网络的统一监控数据标准，方便同行业统一管理和互相协作。
（2）建立系统传输数据的统一标准和系统设备硬件的统一标准，对规范煤矿安全监测系统，促进该领域技术的推广和普及有着重要的意义。
（3）出台政策法规，从政策层面加强对煤矿监测工作的研究和攻关，从根本上提升我国煤炭安全管理的能力和水平，以法制来维护煤矿安全生产的长治久安。
4.结语
以3G 技术为基础的煤矿安全监测系统，结合了我国目前煤矿发展需求和特点，通过对煤矿内部瓦斯密度、通风情况、风力情况、气体指标、温度湿度信息等内容的监控，通过监测传感器不断采集矿井内数据，并利用无线网络实时将信息反馈到中央处理器中，煤矿管理人员利用移动设备的客户端进入管理界面，通过监控系统对煤矿内部情况进行监控和指挥。在矿井内采用无线数据传输方式传输信号。对监控系统的构成结构和运行原理进行了阐述，着重介绍了如何实现的方法。信息采集采取射频技术对各个点的信息进行收集，使用3G技术将收集到的分散信息传回煤矿管理员的移动设备中，方便管理人员的监控管理。 [科]
【参考文献】
[1]姜舒文.基于3G网络的玉米生长环境监测系统的设计与实现[D].吉林农业大学，2012.
[2]陈纪忠.面向新业务的互联互通监测系统改造技术研究[D].西安电子科技大学，2012.
[3]邬春学，陈先国，吴志刚.基于GSM的航标3G监测监控系统[J].仪器仪表用户，2003，01：17-19.
[4]郭海平，陈亚军，张平贵，陈杰，张戈.“内蒙古黄河凌汛3G无线传输及实景监测系统”中心端管理平台的设计与实现[J].内蒙古气象，2011，05：37-38+64.
[5]张道发.基于3G远程监测的船舶油份浓度监测装置的设计[D].武汉理工大学，2010.