基于物联网的矿用应急救援装备管理信息系统_王吉龙
基于物联网技术的智能化应急预案管理系统设计
基于物联网技术的智能化应急预案管理系统设计智能化应急预案管理系统设计引言随着物联网技术的快速发展，智能化应急预案管理系统在各行各业得到广泛应用。
针对当前社会中对应急管理的高要求，本文提出了一种基于物联网技术的智能化应急预案管理系统设计方案。
该系统能够通过物联网技术实时采集和处理应急事件信息，提供智能化的决策支持和迅速的响应能力，有效提高应急预案的实施效果。
一、物联网技术在应急预案管理中的应用物联网技术在应急预案管理中的应用是一种创新的手段。
通过物联网技术，各种传感器、监测器件和终端设备能够实时采集和传输应急事件相关数据，包括环境参数、人员位置、设备状态等。
这些数据可以通过云平台进行集中管理和分析，为应急决策提供重要参考依据。
二、基于物联网技术的智能化预警系统设计1. 设备联网和数据采集在智能化预警系统设计中，首先应确保设备联网和数据的准确采集。
利用物联网传感器，可以实时获取环境温度、湿度、气压等各种参数数据，并通过网络上传至云平台。
同时，通过与人员个体定位系统结合，可以获取人员的实时位置，为应急人员的安全疏散提供有效支持。
2. 数据分析和决策支持通过物联网技术传输到云平台的数据，可以进行实时的数据分析和处理。
利用数据挖掘和机器学习算法，可以从海量的数据中发现相关规律和趋势，提供更加准确的应急决策支持。
同时，系统还可以通过人工智能技术，从历史数据中学习和总结经验，进一步提升系统的智能化水平。
三、智能化预案执行和监控系统设计1. 智能化预案执行通过基于物联网技术的智能化应急预案管理系统，可以实现预案的智能化执行。
系统可以根据实时采集到的环境数据，自动触发相应的应急预案，并通过终端设备向应急人员发送警报和指示。
同时，系统还可以通过人员个体定位系统，实时监控人员的位置，确保应急行动的有序进行。
2. 预案执行过程监控为了更好地监控和评估预案执行过程，智能化应急预案管理系统设计中应包括相应的监控功能。
即时视频监控系统可以实时监测应急现场的状况，以及人员的行动和情况。
煤矿应急救援管理信息系统的应用
煤矿应急救援管理信息系统的应用摘要】煤矿开采条件复杂多变，伴随着瓦斯、煤尘、水灾、火灾、顶板、突出等多种危险源，安全事故频发。
为了保障煤矿生产安全，降低上述灾害造成的人员伤亡及经济损失，应加强煤矿安全事故的防控与管理，构建煤矿应急救援管理信息系统，动态监测、记录煤矿开采信息及安全防护信息，预测煤矿灾害发生规律及发生风险，制定科学合理的应急预案，在事故发生的第一时间，作出科学高效的灾害救援处理。
【关键词】煤矿应急救援管理信息系统；功能；应用我国煤炭资源丰富，但是大多数矿产深埋于地底，开采条件复杂且艰苦，常伴随着断层、瓦斯等灾害，风险系数大，开采事故频发。
当前，煤矿开采事故已成为社会关注的焦点问题，为了保障开采人员的安全，打造一个安全的作业环境，除了做好煤矿作业安全防护措施外，还应该加紧完善煤矿应急救援机制，应用计算机技术、数据库技术、GIS技术、VR技术、互联网技术等现代化科技，建设煤矿应急救援管理信息系统，实现对于煤矿灾害的可视化、高效化救援[1]。
1.煤矿应急救援管理信息系统的功能分析1.1煤矿数据管理煤矿数据管理模块是整个煤矿应急救援管理信息系统的基础模块，其中记录了煤矿开采监测所得的即时信息，以及有关于煤矿灾害应急救援的信息，包括矿井现状数据库、灾害资料数据库、主要设备数据库、安全装备数据库、自救器分布数据库、井下消防设备分布数据库、井下通讯设备分布图、井下避灾线路及定位图、井下人员定位系统等，灾害发生时，这些信息将为救援工作提供极大的帮助。
1.2灾害预测管理煤矿开采前，会进行全面细致的地质勘测，而且随着开采进程的推进，这些信息会不断更新、补充，工作人员会根据这些信息，在灾害预测管理模块中，应用科学合理地额灾害预测方法，进行动态模拟计算，分析瓦斯灾害、顶板事故、水灾、火灾等生产事故的发生规律，评估其发生率、危害范围等，预测显示出危险源，动态监测危险源变化，根据上述信息，管理部门可指定科学的应急救援预案[2]。
基于GIS的煤矿火灾预警救援系统设计
基于GIS的煤矿火灾预警救援系统设计作者：王志龙刘惠德郝天平王延波来源：《中国新技术新产品》2011年第16期摘要：建立基于GIS的煤矿火灾预警救援系统，使系统具有空间分析功能，实现空间可视化监控指引，并以地理信息系统(GIS) 软件平台SuperMap Objects 为开发工具，运用C#编程语言，结合数据库SQL Server2000进行研究开发，将GIS技术应用到煤矿火灾预警救援管理中。
关键词：GIS；煤矿；火灾预警救援中图分类号：TD164+.1文献标识码：A随着我国对煤炭生产安全的重视和计算机技术的发展，将GIS技术引入煤矿安全生产系统已经成为行业趋势，并且呈现功能全面化、复杂化和完善化的特点。
GIS应用与煤矿火灾预警救援，首先着眼于预防预警，降低事故发生率。
一旦发生火灾，帮助决策者做出快速有效的决策，降低事故造成的损失。
1需求分析系统基于GIS进行开发，GIS在计算机软件、硬件基础上对空间数据和属性数据进行管理的信息系统，具有3个特征：(1)具有信息的采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力, 具有空间性和动态性特征。
(2)由计算机系统支持进行空间地理数据管理, 并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法, 作用空间数据, 产生有用信息。
(3)由计算机系统的支持,能够快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程的动态分析[1]。
本系统的总体功能是对矿业时空数据进行采集、处理、存储、实现潜在火灾爆发预警，煤矿火灾预警救援的可视化,以防灾害的发生。
一旦发生火灾的情况下为决策者和救援人员提供可靠及时的井下信息,为救灾行动提供正确有效的决策支持, 将火灾造成的损失降至最低。
2系统设计思路本系统采用SuperMap进行数字化，利用SuperMap Objects控件、C#编程语言进行二次开发。
SuperMap Objects是功能强大的、以COM/ActiveX 技术规范为基础的全组件式GIS 开发工具，适合用户进行二次开发和与MIS、OA等其它系统的有机集成[2]。
物联网技术在煤矿应急管理中的应用研究
●洪 亮 刘 兴丽 宋 小燕
摘 要： 目前 ， 我 国煤炭安 全生产形 势依 然严峻 ， 煤矿 企业 应 急管理 水平普遍较低 ，物联 网技 术在煤矿应 急管理 中的应用 将 大大提升 安全生产水平 。文章 结合 物联 网的技术特 点和应急 管理 的客观 规律 ， 以“ 感知——预 警层 、 网络——信 息传递层 、 应 用— — 应 急 处 置 层 ” 三 个层 次 为 基 本 组 织 架 构 ， 探 讨 了基 于 物 联 网技 术 的煤 矿 应 急 管理 主 要 内容 。 关键词 ： 物联 网 煤矿 应急管理 中图分类号： Ｆ ４ （ ） ７ ． ２ １ 文献标识码： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ４ — ４ ９ １ ４ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ － ２ ５ ７ － ０ ２
一
络—— 信息传递层 、 应用— —应急处 置层 ， 如图 ｌ 所示。
、
引 言
煤炭作 为我国最重要 的能 源之一 ， 其安全生产 状况备受社 会关注 。 通过持续不懈的努力 ， 煤 矿的安全 生产状况 呈现 出总体
稳定 、持续好 转的发展 态势 。煤炭百 万吨死亡 率从 ２ ０ ０ ２年 的 ４ ． ９ ４下 降到 ２ ０ １ １ 年的０ ． ５ ６ ， 下 降幅度接 近 ９ ０ ％， 但和 欧美 国家 百万吨死亡率 ０ ． ０ ３左有 的水平还有很大差距 ，安全生产形势依 然严峻 。如何加 强煤 炭生产事故预 防 ， 提高事故应 急处理能力 ， 实现应急管理 的现代化和信息化 ，已成为煤炭生产企业迫切需 要解决的问题。 物联 网技 术的ｍ现 ，为煤矿应急管理水平 的提升提供 了契 图 １ 基于物联网的煤矿 应息管理平台组织架构 机。 “ 物联 网” 也称为“ 传感 网” ， 是指通过一 系列技术手段 如射频 识别、 传感 、 全球定位 等 ， 按照实 际需 要 ， 不 间断地采集物 、 人、 环 １ ． 感知——预 警层 。感知层 主要 由各种传 感器组 成 ， 可 以 境 的实时信息 ，通过 各类 可利用 的网络 和特定程序接入实现信 准确采集 人员 、 设 备 、 环境 等的实 时数据 ， 如人 员位置 、 有害 气 息的有效传输和实时处理 ， 实现智能 定位 、 识别 、 监测 、 预警等功 体 浓度 、 煤 尘浓度 、 设 备运 行状况 、 煤 炭开采 情况 、 地下 水位 变 ～ 、● ● ，● ●＿ 、 一 、● ● ， ●ｊ 能的新兴 网络技术 ， 从 而完成物 与物 、 物 与人 、 人与人之 间的信 化 、 顶板压 力等 。 根据 实际需要 ， 各类传感 器可 以有效地 分布在 一 信息唯递层 一 顸嗜屡 息 交互 ， 最终 实现人对生产 全过 程的智能化管理 。 目前 ， 物联 网 直急处置层 各 个工作 面 ， 从 而构建一 个 巨大的传 感 网络层 ， 将 采集 到 的数 已经在多种行业开始运用 ， 在煤炭 生产行业 ， 已有许多煤矿引入 据通 过网络层 的通 信模块传送 至控 制计 算机 ，进行数据 整理 ， 了各类 物联 网应用系统 ， 并取得 了令人满意 的效果 。如 ２ ０ １ ０年 ， 为全面感知提供基 础保证 。预警是应 急管理 的首要 阶段 ， 指 在 黑 龙江省龙煤集 团七 台河分公司运用物联 网技 术对物流仓贮 中 危 害发生 之前 ， 根 据监测数 据 对 比危 险发 生 的临界值 ， 判断 灾 心 进行管理 ， 使物 资管理实现 了“ 实时化 、 可视化 、 透明化和一体 害或事故 发生 的可能性 前兆 ， 向相关 部 门发 出报 警信 号 ， 以避 化” ， 与２ ０ ０ ９年同期相 比， 生产材料新 品投入减 少 ６ ０ ０ ０万元 ， 回 免危 害在不知情或 准备不 足的情况 下发生 ， 从而最 大限度地 降 收复用 增加 ３ ０ ０ ０万元 ， 储 备金减少 １ ２ ９ ０万元 ， 周转天数减少 １ ０ 低危 害所造成 的损 失的行为 。 物 联网“ 感 知技术 ” 的发展 可以使 天， 使企业产生 了巨大 的经济效益 。 应急 管理的预警 能力大大提 升 ， 能够有效 降低预警 阶段人 的失 目前 ，已有一些专 家学者对物联 网在煤炭行业 中的应用进 误率 ， 提高 对危 险源监测 的连续 性 和准确度 ， 切实 提升 预警 功 行 了研 究 ， 如 吴立新 、 汪云甲等对如何运用物联 网建设数字矿 山 能 。 的发展 方向进行 了探讨 ； 张锋 国 、 林曙光等对如 何构建矿 区物联 ２ ． 网络—— 信息传递层 。 物联 网的网络层一般是指无线传感 网网络架构 进行 了研究 ； 施 祖建 、 汪丽 莉等从 行政执法 、 重大危 网络 ， 是一种网络化信息 系统 ， 将分布式信息采集 、 传输 、 处理技 险源 、 移动危 险源等角度分析 了物联 网在政府监管上 的应用 ， 但 术溶 于一体 ，能够 将各类传感器实时采集 的信 息通 过无线通信 如何运 用物联 网技术提升 煤矿企业的应急管理 水平 方面 的研究 网络传送到用户终端的数据库。随着云计算技术 的快速发展 ， 网 很少， 应该引起广大专家学者的关注 。 络信息流 畅传 递 、海量数据存储和快速信息处理 能够以较低 的 二、 基于物联 网的煤矿应急管理平 台组织架构 成本得 以实现 ，这也加快 了物联 网技术应用 于应急 管理 的普遍 根据物联 网的 主要 技术 功能 和应 急管理 的主要 构成 阶段 ， 推广 。信息 的全面 、 快速 、 准确传递和处理是应急信息管理平 台 形成技术层面与 管理 层面的相互对应 ， 分 为感知—— 预警层 、 网
基于物联网的武警抢险救灾装备管理调度系统分析
基于物联网的武警抢险救灾装备管理调度系统分析摘要随着科学技术水平的不断发展，信息通信技术水平不断提升，我军装备建设实现历史性突破，装备体系结构发生一定改善，急需把握新时期信息时代背景下的抢险救灾装备管理工作的特点，树立管理创新意识，实现部队装备管理调度的不断创新。
利用物联网、计算机网络等技术解决武警部队抢险救援装备的感知、射频识别、组网及互联互通等问题，制定武警抢险救援装备管理信息系统。
对此，本文简要分析了基于物联网技术及其在武警部队抢险救灾装备管理中的应用，以实现应急救援装备的高效调度，提高武警部队抢险救援应急处置能力，确保应急响应的及时性和抢救工作迅速有效地开展。
关键词物联网；部队装备；管理；调度前言随着经济不断快速发展，信息技术水平不断提升，物联网技术得到广泛应用，从而有效促进了部队的科学管理，在武警部队通信装备管理中发挥着积极的作用，有利于其通信装备的安全性、智能性及其可靠性。
部队装备管理创新是在一定环境条件下，为提升部队装备管理效益，实施有效装备保障，对部队装备管理活动各个环节进行革新的过程。
下文就物联网技术在武警抢险救灾装备管理调度系统的应用进行简要分析。
1 物联网技术概述分析物联网（Internet of Things）主要是感知世界、物物互联的综合信息系统。
移动通信网络连接的是人与人，是网络中的“客流系统”；而物联网连接的是物与物，是网络中的“物流系统”。
随着通信网络技术的发展，给社会生活面貌带来极大变化。
人与人之间能够更加快捷地沟通，使得信息交流更加顺畅。
但现阶段是计算机和其他一些IT类设备具备这种通信和网络能力。
物联网技术主要是使所有机器设备都具备连网和通信能力，物联网技术具有非常重要的现实意义[1]。
2 物联网技术在武警抢险救灾装备管理系统应用的重要性随着科技的不断创新发展，带动物联网技术的不断发展，武警部队为了实现对通信装备的科学化管理，因此积极应用了物联网技术。
武警部队通信装备管理涉及的装备类型较多，其中装备的使用率较高，因此易导致其管理难度加大，从而不利于其装备管理的精细化、智能化管理实现。
基于物联网的应急物流信息系统的整体构建研究
基于物联网的应急物流信息系统的整体构建研究作者：申风平蔡克绳来源：《商场现代化》2013年第23期摘要：物联网、物流业信息化取得了较大的发展，我们应以此为契机，建设应急物流信息系统，提高我国的救灾反应速度和能力。
文中分析了基于物联网的应急物流信息系统的救灾流程，给出了总体视图和四层架构图，最后对系统进行了功能模块划分。
关键词：应急物流信息系统物联网技术一、引言2013年4月20日8点02分四川雅安市芦山县发生7.0级地震，震后3小时，7倍于玉树地震的救援力量被动员向芦山进发。
经雅安地震检验，汶川地震后大幅重建的国家救灾体系，显示出及时地响应和强大的动员能力，国家的应急救灾能力得到了巨大提升。
由于受灾地点多在山区，常出现通讯电力中断、道路房屋损毁、受灾情况第一时间难以掌握等，开展应急救灾工作难度比较大。
在整个救灾过程中，应急物流系统可以发挥很大的作用，如灾害发生后，对食品、水、药物和帐篷等物资的紧急统筹调运，对应急车辆的优化调度，对前进道路路径的最优规划等等；这些应急物流工作在灾后快速高效地开展，为减轻灾情、救助灾民和灾后重建等一系列工作起到很好地保障作用。
为提高应急物流信息系统的使用率，可以把信息系统分为“应急状态”和“平时状态”两种状态，避免系统本身资源的浪费。
二、物联网和应急物流概念及研究现状物联网（Internet of Things（IOT），也称Web of Things），被视为互联网的应用扩展。
2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。
物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统GPS、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2003年SARS 疫情之后，欧忠文等（2004）在国内外首次提出了“应急物流”概念，认为应急物流以提供突发性自然灾害、突发性公共卫生事件等突发性事件所需应急物资为目的，以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标的特种物流活动。
基于物联网的化工园区应急管理系统
基于物联网的化工园区应急管理系统作者：汤祥州等来源：《电子技术与软件工程》2015年第24期摘要结合物联网技术的发展趋势和化工园区应急管理的需求，指出物联网技术是应急管理系统的基础和关键，通过感知层对化工园区进行重点数据的采集和分析，实现了监控预警功能。
应急管理系统实现日常安全管理、监测预警和应急辅助决策三大功能，应用层软件功能丰富，满足了应急管理的需要，系统在某化工园区得到成功应用。
【关键词】物联网化工园区应急管理系统近年来，我国化工产业的迅猛发展，推动了各地化工园区的建设。
但是在规模扩张和高速发展的背后，则是生产安全和应急救援问题的凸现。
化工园区生产安全应急管理是极其关注的一项社会性减灾防灾工作。
大力推动化工园区应急管理工作的开展，进行应急管理系统技术研发，是避免或减轻事故可能造成的伤害和损失、控制事态扩展蔓延的重要手段，是确保化工园区安全稳定可持续发展的关键保障。
当前，各地的化工园区具有一些共同缺陷，主要表现在以下几个方面：（1）有产业发展规划，无安全应急规划；（2）有单个企业安全评价，无化工园区区域安全评价；（3）主要分布在沿海经济发达、人口稠密地区；（4）易燃、易爆、有毒、有害物质不仅高度集中，而且数量巨大。
一旦发生事故，影响巨大；（5）化工园区应急管理系统建设工作刚刚起步，技术、人才、资金都比较缺乏。
应该指出，未来相当长时间内，化工园区生产安全问题将进一步凸现。
近期天津港危化品爆炸事件，带来巨大的生命和财产损失为我们敲响警钟。
因此，大力加强化工园区应急管理系统建设十分必要和急需。
1 化工园区应急管理化工园区应急管理系统是一个复杂的系统工程，包括监控预警、应急值守、应急资源保障、危险隐患管理、态势分析、事故后果模拟、现场救援、紧急疏散、事故善后、应急评估等多个方面。
建立智能化的应急指挥辅助决策系统，增强安全生产监管部门的动态监管能力，消除各种隐患，预防和减少重、特大事故的发生，提高生产安全，保障人民生命财产和环境保护具有重要意义。
基于WebGIS煤矿应急救援指挥系统的设计与实现的开题报告
基于WebGIS煤矿应急救援指挥系统的设计与实现的开题报告一、课题背景与研究意义随着煤炭工业的发展，煤矿事故频繁发生，给矿工的生命安全带来了重大威胁。
煤矿事故发生后，及时、准确、高效的应急救援是保障矿工生命安全和减少事故损失的重要手段。
为此，国家制定了一系列规章制度和应急预案，不断完善煤矿安全生产法规和标准，加强对煤矿安全的监管并加强对应急救援的投入。
但是，煤矿应急救援任务复杂，面临着遥远、艰苦、危险、复杂等多重困难，救援工作不易及时、全面、准确地实现。
煤矿应急救援指挥系统的研究和开发是建立高效的应急救援体系的重要手段。
基于WebGIS技术的煤矿应急救援指挥系统具有可视化、动态化和实时性的特点，可以加强应急救援指挥的精确性和准确性，提高救援效率和救援质量。
因此，本课题拟设计和实现基于WebGIS的煤矿应急救援指挥系统，以提高煤矿事故的应急救援能力和效率。
二、研究内容和目标本课题拟设计和实现基于WebGIS技术的煤矿应急救援指挥系统，主要研究内容包括：1.分析煤矿应急救援的需求和矿区特点，确定系统的功能模块和数据要素；2.设计基于WebGIS技术的煤矿应急救援指挥系统软件体系结构和技术框架，建立数据和业务处理的流程；3.开发实现煤矿应急救援指挥系统的前端界面、后台管理界面和数据接口，实现地图显示、信息查询、路径规划、联动调度等功能；4.对系统进行测试和评估，验证应急救援能力和效率的提高；本课题的研究目标是：1.设计和实现一个基于WebGIS技术的煤矿应急救援指挥系统，整合并处理各类数据，实现全方位、多层次的应急救援指挥；2.提高煤矿应急救援工作的准确性、救援效率和救援质量；3.为煤矿行业应急救援提供技术支持和解决思路，促进煤矿安全生产的改进和提高。
三、研究方法和实验计划本课题将采用以下研究方法：1.文献调研法：通过对煤矿应急救援和WebGIS技术相关文献的研究，了解国内外应急救援指挥系统的研究现状和发展趋势；2.需求分析法：通过调研煤矿应急救援工作的实践情况，结合煤矿特有的安全风险和规章制度要求，明确系统所需实现的功能模块和数据要素；3.软件工程方法：采用面向对象思想和模块化设计原则，设计和搭建系统的软件体系结构和技术框架，利用和C#等开发语言开发前端、后端和数据接口；4.实验测试法：通过将开发的系统应用于煤矿实际应急救援工作中，评估其应急救援能力和效率。
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3． 2 应急救援装备的组网与互联互通 感知设备获取的应急救援装备信息的传输需要
利用工业以太网技术、煤矿移动通信技术、矿用应急 通信技术以及 M2M 技术等，把感知到的应急救援装 备信息实时、无障碍、高可靠性、高安全性地传输到 数据服务器与应用层。该系统涉及无线传感网络、 矿用应急通信网络以及矿山骨干网络等传输平台， ·48·
［3］ 于景邨． 矿井瞬变电磁法勘探［M］． 徐州： 中国矿业大学 出版社，2007．
［4］ 杨海燕． 矿用多匝小回线源瞬变电磁场数值模拟与分布 规律研究［D］． 徐州： 中国矿业大学，2010．
［5］ 胡博． 矿井瞬变电磁场数值模拟的边界元法［D］． 徐州： 中国矿业大学，2010．
［6］ 岳建华，杨海燕，胡搏． 矿井瞬变电磁法三维时域有限差 分数值模拟［J］． 地球物理学进展，2007，22（ 6） ： 1904 － 1909．
4 结束语
探索了一种利用物联网技术实现煤矿应急救援 物资管理信息化系统的可行方法，并开发了一套矿 用应急救援装备管理信息系统。该系统实现了应急 救援装备信息感知、处理以及应急救援装备的信息 化管理等，一方面可辅助工作人员进行应急救援装 备日常维护管理； 另一方面可以提高矿井灾害事故 应急处理能力，保障应急响应及时和抢救工作迅速 有效开展，减少和降低事故发生时所造成的人身伤 害和财产损失。另外，该系统为煤矿应急救援装备 的管理和应急响应能力的提升提供了一种新型的信 息化、智能化平台。
基于煤矿现有的网络环境，结合物联网的相关 技术，开发了一套矿用应急救援装备管理信息系统， 以实现矿山应急救援装备数字化、高效化管理。
1 系统组成及原理
基于物联网技术的矿用应急救援装备管理信息 系统，主要由附着在救援设备上的 RFID 有源电子标 签、矿用 RFID 阅读器、矿用应急通信网络设备、数据 服务器、计算服务器、监控计算机、矿用应急救援装 备管理软件等组成，见图 1。
最后，系统应用功能的实现： 每件应急救援装备 都附加了有源 RFID 电子标签，相应地在仓库、矿井 各入口处设置 RFID 阅读器。应急救援装备在通过 阅读器信号覆盖范围时，阅读器即可通过货物上的 电子标签获得救援装备的信息。仓库内、矿井内、仓 库出口和矿井出口处也设置一定数量的 RFID 阅读 器，以追踪救援装备在矿井下的信息、库内的信息、 出库时的信息以及从井下到地面的信息等，实现对 应急救援装备从入库、入井开始的自动识别、定位、 库存、使用、维护、出库、报废等全部作业过程的信息 化管理与跟踪［5］。
基于数据的应用
中间件
数据缓冲区
实时数据库
数据接收模块
数据过滤模块
图 3 软件平台
最低层为数据过滤模块和数据接收模块。数据 过滤模块主要根据事先设置的过滤配置信息采集用 户所关心的原始数据，以缓解服务器压力，便于用户 的数据分析。数据接收模块主要接收感知层获取到 的各种救援装备传感数据。
数据缓冲区用来临时缓冲传感器感知的数据， 中间件从缓冲区中取出数据，并调用实时数据处理 模块，按照一定的存储格式将数据存储到实时数据 库和关系数据库中。实时数据库用来解决由传感器 感知的海量数 据 的 存 储 问 题，实 时 数 据 库 的 并 发 性和实时性特点保证了数据的完整性、实时性和可 靠性。
如何利用这几个网络平台将应急救援设备信息实时 可靠地传输到网络层以及应用层，这也是该系统需 要解决的一个关键技术问题。 3． 3 应急救援装备的信息化管理
首先，该系统围绕物联网“全面感知、可靠传送、 智能处理”三项功能的实现，综合利用传感技术、多 传感器融合技术、矿山无线通信及嵌入式系统，完成 应急救援装备 信 息 的 采 集 与 预 处 理，并 把 信 息 通 过 矿山应急通信网络或者矿山骨干网传输到信息中心。
收稿日期： 2012 － 03 － 30； 2012 － 08 － 14 修订 基金项 目： 中 煤 科 工 集 团 重 庆 研 究 院 自 立 重 点 项 目 （ 2012ZDXM09） 作者简介： 王吉龙（ 1983—） ，男，山东日照人，硕士，工程 师，主要研究方向为矿山应急救援通信、物联网技术的应用。 E － mail： WangJL1103@ 163． com。
2012 年 10 月
矿业安全与环保
第 39 卷第 5 期
基于物联网的矿用应急救援装备管理信息系统
王吉龙，宋 文，邢春超，孙启龙
（ 中煤科工集团重庆研究院 应急救援技术研究所，重庆 400700）
摘要： 结合物联网技术、计算机网络技术和数据库技术等，解决应急救援装备的感知和射频识别、组
网与互联互通等问题，开发出一套矿用应急救援装备管理信息系统。当煤矿发生事故时，借助此系统可
其次，利用 Client / Server 网络结构以及 ADO 控 件（ ActiveX Data Object） 访问远程 SQL Server 关系 数据库，以实现监控过程信息对数据库内容的实时 更新。为适应矿山数字化和信息化的要求，在应急 救援装备管理中心的监控端，将监控与信息管理集 成为一体，融合矿山网络和 Internet / Intranet 技术，实 现矿山网络与 TCP / IP 信息网络的无缝连接。系统 采用基于互联网的客户端 / 服务器 3 层网络结构，监 控中心既可实时获取现场的信息数据，又能实现应 急救援信息资源的共享。
最顶层为应 用 层，通 过 感 知 层 感 知 的 应 急 救 援 装备实时数据，将监测数据关系化后通过网络实时 上传到应用服务平台，应用服务平台对感知实时数 据进行计算分析，并开展相关管理应用。系统功能 模块如图 4 所示，包括应急救援装备库存状态查询， 装备的库存、使用、维护、报废全过程跟踪，装备位置 查询、定期校验提醒、使用年限到期告警、装备非授 权出库告警和系统管理等。利用此平台可以辅助应 急指挥中心或临时指挥基地进行有效的救援资源调
以完成应急救援装备的高效调度，以提高矿井灾害事故应急处理能力，保障应急响应的及时性和抢救工
作迅速有效地开展。
关键词： 物联网； 应急救援； 装备； 射频识别； 管控
中图分类号： TD77 + 4
文献标志码： B
文章编号： 1008 － 4495（ 2012） 05 － 0046 － 03
通过物联网技术在矿山应急救援装备管理中的 应用，实现矿山应急救援装备的智能化、科学化管理 与调度，在矿山应急救援装备日常维护管理过程中， 可以高效地管理应急救援装备； 在煤矿事故发生时， 通过合理、科学地调度应急救援装备，可以提高救援 效率，最大限度地降低人员伤亡、财产损失［1 － 4］。
·47·
2012 年 10 月
矿业安全与环保
第 39 卷第 5 期
度和力量分配，指导应急救援，协助事故调查，提高 救援效率，降低灾害事故人员伤亡和财产损失等。
图 4 系统功能模块
3 主要关键技术
3． 1 应急救援装备的感知和射频识别 感知和射频识别是矿用应急救援装备管理信息
系统的基础，其技术也是物联网的核心技术。由于 多个应急救援装备携带的 RFID 标签同时无线接入 和读写是存在碰撞冲突的，可能会出现一个标签同 时被多个阅读器覆盖读写，也可能出现一个阅读器 同时覆盖阅读多个标签。第 1 种情况属于多阅读 器—标签干扰问题，如图 5 所示。后一种情况也是 实际中最容易出现的情况。阅读器读写标签时类似 于无线电广播方式，多个标签同时接收 1 个阅读器 发出的信息。多个标签同时将各自数据传送给阅读 器的通信称为多路接入，容易出现 RF 干扰和碰撞， 目前有 4 种不同的方法来解决该问题： 时分多路法、 频分多路法、空分多路法以及码分多路法。现在比 较成熟的就是“ALOHA 防冲突算法”，使用该算法可 以有效地解决电子标签之间的信息碰撞问题。
［7］ 姜志海，岳建华，刘树才． 多匝重叠小回线装置形式的矿 井瞬变电磁观测系统［J］． 煤炭学报，2007，32（ 11） ： 1152 － 1156．
掘进工程中大力推广应用。
参考文献：
［1］ 张怀军，李好，胡运兵． 应用矿井直流电法探测煤矿巷道 前方含水体［C］/ / 煤矿安全应用技术 2011 年全国煤矿 安全学 术 年 会 论 文 集． 徐 州： 中 国 矿 业 大 学 出 版 社， 2011．
［2］ 强建科，阮百尧，周俊杰，等． 煤矿巷道直流三极法超前 探测的可行性［J］． 地球物理学进，2011，26（ 1） ： 320 － 326．
图 8 上下扇形探测视电阻率等值线图
探测完成之后，矿方钻探发现在掘进头前方 60 m 附近有径流性地下水，后来掘进到 60 ～ 70 m 也发现 底板渗水较为严重。这也充分说明本次地质解释成 果准确可靠。
3 结语
目前，矿井瞬变电磁法理论研究有待深入，尤其 是在其全空间三维正演模拟和反演计算分析方面。 由于早期接收到的信号易受现场机电设备或一次场 的干扰，当数据采集质量不高时，采用先进的数据处 理方法就显得尤为重要，故数据处理方法也需深入 研究。矿井瞬变电磁法具有较多独特优势： 仪器轻 便、现场操作简单快捷、不受现场狭小空间的限制、 可以实现任意方向探测的需要，基本上不影响煤矿 正常施工、生产等其他工作。通过实例还说明该方 法探测结果准确、可靠，值得在煤矿井下或其他地下
该系统通过附着在应急救援装备上的智能节点 （ 有源 RFID 电子标签） 感知应急救援装备信息并通 过自行组网、无线的方式传递到上层矿用 RFID 阅读 器，由 RFID 阅读器将收集到的感应数据通过矿用应 急通信网络或者矿山骨干网，将感应数据存储到数 据服务器中进行数据处理，数据服务器将感知信息 先存储为实时数据，然后关系映射为关系数据，并存 储到关系数据库中； 部署在监控中心或者现场救援
网络层主要负责矿用应急救援装备管理系统的 传输，建立在矿用应急通信网络和矿山骨干网络之 上（ 在井下网络通信正常时可不需要矿用应急通信 网络） ，主要包括实时数据存储、网络管理等功能。 网络层将接收到的感知层的各类型数据，通过矿用 应急通信网络和矿山骨干网络将其传输至对应的数 据处理中心，交由应用层进行处理。