基于物联网的智慧矿山矿灾应急指挥调度系统

基于物联网的智慧矿山矿灾应急指挥调度系统

李俊昊

内蒙古太平矿业有限公司   内蒙古自治区巴彦淖尔市   015000

摘要：随着信息技术的快速发展和智能化应用的兴起，基于物联网的智慧矿山矿灾应急指挥调度系统正成为矿山安全生产管理的重要工具之一。矿灾事故的突发性和危险性使得应急指挥调度系统成为保障矿山安全的重要保障，而物联网技术的引入则为系统的智能化、自动化提供了可能。本文主要就基于物联网的智慧矿山矿灾应急指挥调度系统进行分析。

关键词：物联网；智慧矿山；矿灾；应急指挥调度系统

引言

矿山行业需要重视矿灾应急指挥调度。当前，智慧矿山应急指挥调度更倾向于眼前的矿灾情况，忽略了矿灾发生前的环境信息，并且对于采集到的不同信息无法实现快速地分析和处理，使得不同的信息无法形成有效的汇集，形成信息孤岛。系统需要解决、提高安全生产和矿灾应急指挥调度需求，通过新型的感知手段，对采集到的信息进行深度挖掘，实现对智慧矿山的矿灾应急指挥调度。

1智慧矿山矿灾应急指挥调度的重要性

智慧矿山矿灾应急指挥调度的重要性不言而喻。在矿山事故发生时，时间是最关键的因素之一，而有效的指挥调度可以大大减少救援行动的响应时间，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

1.1快速响应与减少时间成本

矿灾事故发生后，每一分钟都可能关系到生命安全。智慧矿山的应急指挥调度系统可以实现快速响应，及时将救援队伍、设备和物资调派到事故现场，减少因时间延误而导致的生命和财产损失。

1.2信息共享与协同作战

智慧矿山的指挥调度系统能够实现信息的快速共享和交流，确保各级救援指挥部和救援队伍之间的信息同步和协同作战。这有助于提高救援行动的组织效率和协调能力，更好地应对复杂多变的救援任务。

1.3资源优化与提高效率

智慧矿山的调度系统通过实时数据采集、分析和智能算法，实现对救援资源的精准调配和优化利用，以最大程度地避免资源浪费和重复投入。智慧矿山调度系统能够根据事故情况和救援需求，准确评估所需资源的类型和数量，并实时监控各类资源的运行状态和可用性。通过智能算法的支持，系统可以进行资源优化配置，将各类救援资源合理分配到不同的救援任务中，确保每个任务都能够得到充分的支持和保障。

1.4安全保障与风险控制

智慧矿山的指挥调度系统不仅具备对救援现场的实时监控和风险评估功能，更可通过智能化技术及时发现并有效应对可能存在的安全隐患和风险，为保障救援人员的安全提供了全方位的支持。通过实时监控系统，可以全面覆盖矿山各个角落，监测矿井气体浓度、地质构造、温度变化等关键参数。一旦发现异常情况，系统会立即发出预警信号，通知相关人员采取行动，这种即时响应机制能够迅速控制事态发展，最大程度地降低事故发生的可能性。指挥调度系统还配备了先进的风险评估功能，通过数据分析和模型计算，对潜在风险进行量化评估，提前识别和评估的危险情况，采取相应的预防和控制措施，有效降低了事故发生的概率。

2基于物联网的智慧矿山矿灾应急指挥调度系统

智慧矿山矿灾应急指挥调度系统是基于物联网的创新型的应用系统，通过在矿山中的复杂环境下进行物联网的搭建，对矿井中时间和空间信息进行实时分析，使用时间轴技术对系统进行管理，实现了对矿井历史信息的计算和分析、对当前状态可视化表示、对过去场景进行还原、对收集到的数据进行重构，并对未来可能发生的情况进行分析，加强应急管理水平，提高应急指挥效率。

2.1应急指挥电子沙盘

由于矿井中存在瓦斯等气体，这类气体具有爆炸性质，并且电磁波等无线通讯技术会受到影响。传统的GPS无法对矿山中的人员进行定位。因此，需要基于物联网的射频识别、ZigBee、Wi-Fi、5G等技术对井下人员进行实时的位置、安全环境检测，并将检测到的数据进行可视化，通过对不同信息的查询和标记，构成应急指挥电子沙盘的主要功能。电子沙盘的主要功能为：对矿井的基础信息进行可视化，对矿井的应急信息实现实时显示和查询，对应急指挥所需要的信息特殊标记。电子沙盘标记内容包括灾害类型及位置、已知的有毒烟雾位置和流向、已知的淹水位置和水位、呼救待援的人员位置情况、需紧急处置的设备及位置、按实际调整通风状态、显示实际救援及避灾线路。

2.2矿灾回溯分析

在矿灾救援指挥过程中，时间就是生命，因此对于大量相关数据的查找和分析具有很高的时效要求，通过追溯和分析矿灾中的数据提供应急调度。传统的矿灾应急调度往往只局限于单个子系统、单条数据、单个数据表格的形式逐一查看，无法快速准确地查找相应信息，对于找到的信息也无法进行综合对比，缺少直观显示。需要进行分析的数据越多，效率就越低，无法满足矿灾应急调度高实时性的要求。该系统提供了对全场景进行矿灾回溯分析的功能，为矿灾应急指挥调度提供了数据基础，满足了高时效性、直观性和综合性要求。

2.3预案管理

（1）对预案进行相应配置。通过可视化流程图的配置、各流程节点间运算关系的配置和预案应用范围的配置，规范应急预案的触发条件、结构流程、步骤范围和步骤间的逻辑判断等关系。通过以上过程，实现对应急预案的结构化处理。（2）预案的执行模式。应急救援的执行模式分运行模拟、应急执行和日常演练。运行模拟是对应急预案的流程和配置进行验证，日常演练是贴近可能发生的情况进行的应急演练，通过对人工设定的状态和真实信息进行数据处理，用户可以自行对预案进行设定。

2.4井内人员移动分析及可视化呈现

通过定位传感器获取井内人员的位置数据，获取到的数据使用拖尾短线表示井内人员，一个井内人员对应一条拖尾短线，通过拖尾短线的状态实现对井内人员的移动状态进行可视化的呈现。图3中显示读卡器、人数、最新轨迹，通过轨迹颜色区分轨迹变动时间，通过轨迹和读卡器可查询对应人员信息。用户可以自行设置时间阈值，筛选出长时间没有移动的井内人员，查看其移动状态，如果滞留时间过长，则拖尾短线会通过闪烁提示给用户，快速筛选出异常人员，及时预知井内人员的危险性。

2.5井巷水淹没分析

通过物联网传递的水位点信息以及井巷数据，可以实现对事故区域、受水威胁区域的快速定位，并快速估算涌水速度和涌出水量，对淹没威胁范围进行推演，有助于矿灾应急指挥调度的决策。

2.6时间轴管理

在矿灾应急救援调度过程中，采用时间轴管理技术对系统检测到的大量数据进行回溯和推演，一键查询应急事件发生时或其他指定时刻的矿井综合状态。系统实现自动抓取指定时刻的数据，准确查询历史记录信息，生成可视化的场景切片，迅速还原当时矿井的状态，为矿灾事故现场的救援提供智能化的信息基础，为应急指挥及救援的事中、事后分析提供高效率的辅助工具。

结束语

基于物联网的智慧矿山矿灾应急指挥调度系统在矿山安全生产管理中具有重要的意义。该系统的建立和应用，不仅为矿山安全生产管理提供了新的思路和方法，更为矿山安全生产管理带来了全新的机遇和挑战。通过物联网技术的应用，矿山安全管理人员可以实时监测矿山各个区域的情况，及时发现隐患，迅速应对突发事件，最大限度地保障矿工的生命安全和矿山资源的可持续利用。

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