创新大赛优秀奖：基于应用物联网的矿山井下安全综合管理系统

中移动大学生创新大赛

优秀奖获奖作品：基于应用物联网的矿山井下安全综合管理系统  

获奖团队：瀚海星云 

获奖团队学校：北京邮电大学 

团队成员：陈浩然、李敏良、王海良、张楷  
 

获奖作品简介： 

      目前，在我国煤矿生产中的安全监管，在一定程度上存在着许多空白。如何竭力排除矿井安全隐患，最大限度地降低矿工生命财产的损失，依然是国家以人为本所迫切关注的问题。 

      矿难发生以后，导致人员伤亡的原因有很多，其中对人员的定位不准确而导致错失最佳救援时机也是其中之一。如何确定受困人员的人数、身份、大致的位置也就成了救援中急需解决的问题。一旦确定了受困人员的大致位置，有助于迅速制定有针对性的救援方案，更快更有效地解救受困人员，减少人员伤亡。借助传统的探测方法，很难精确地对受困人员位置的精确定位。而在矿井中铺设传感器网络，使用 RFID 标签对井下员工进行实时定位，同时配合使用各种物理参量传感器对井下安全系数进行实时监控，IP 摄像头实现对井下情况的实时观察。开发基于 B/S构架的软件管理系统，可以实现较精确的人员定位。相对传统的井下定位方式更科学、更有效，是对矿井下人员定位问题的有效解决方案。  

获奖作品创新点： 

      · 综合有源RFID、IP摄像头及物理参数传感器构成矿井下传感器网络。 

      ·通过B/S构架的核心控制软件，实现综合信息的实时传递和精准测控。 

     ·组网过程中结合BA模型，有利于网络的拓展和维护。  

系统整体网络拓扑图

                  

 

前台软件构架图   

               

 

实物图  

      以成熟的RFID、网络摄像头及物理传感器等为基础，结合J2EE开发的管理软件，总体完成实现了以下主要功能模块：矿井员工信息管理模块，员工考勤管理模块，井下员工实时定位管理模块，井下实时监控模块，井下安全系数采集模块。  

获奖作品先进性： 

    由于国家质量技术监督管理局在2007年7月1日发布了“AQ6210 - 2007”市场标准。大多数地下管理系统，都处于发展阶段。 和他们的设计相比，我们的解决方案的功能不仅包括他们的已有功能，而且还加入了嵌入式解决方案，它能够最大限度降低总成本，并在该终端救援运作一重要角色，帮助救援人员使用便携式煤矿搜索和定位功能。 

总结： 

技术特点： 

    “基于应用物联网的矿山井下安全综合管理系统”，以成熟的RFID、网络摄像头及物理传感器等为基础，结合J2EE开发的管理软件，总体完成实现了以下主要功能模块：矿井员工信息管理模块，员工考勤管理模块，井下员工实时定位管理模块，井下实时监控模块，井下安全系数采集模块。本系统基于提高矿山井下安全管理的出发点。通过井下员工位置的实时定位，结合网络摄像头对井下情况的实时监控。让管理人员在第一时间内了解矿井下的具体实时的情况，提高安全监管的能力。同时结合传感器，实现了矿井下安全系数的实时监测。当井下物理参数发生突变或超出安全限定值时，系统能够及时报警，从而提高了预防井下事故的能力。当矿井下有事故发生时，施救人员能够通过系统对井下员工位置信息的存储，及网络摄像头的录像记录，及时了解事故情况，采取有效的施救措施，从而，降低营救难度，提高营救效率，将井下人员伤亡降到最低。 

市场分析及应用前景： 

       传统管理模式的弊端 

      · 劳动力成本：在传统的人力资源管理模式下，每日的出勤检测和安全检测必须由专门的人员来做，这大大增加了人力成本。 

      ·人工劳动易犯错：即使是罪有经验的员工也可能会犯一些错误;而且，没有人可以一直工作并监控矿井的每个地方。 

      ·无系统化信息管理：在现代化的矿井里，个人信息不能被系统化的管理，无法及时处理数以百计的矿工的信息。  

      ·无法控制：矿工的位置和井下情况不能在很短的时间内定位和掌握。一旦发生意外，救援人员只能依靠经验，而且很多时间会被浪费在地毯式的搜寻人的过程中。时间意味着希望和生命，如果矿难发生，多数生命会死于低效率的管理和监控系统。 

潜在市场 

      ·大利润：近年来，很多企业和私营者在煤炭市场上收获颇丰，平均一吨煤的成本在80元左右，而他们卖到了400元。一年中，中国煤产量最大的约1000万吨，而最小的约300万吨。很明显，利润相当可观，并可持续发展。 

      ·在宏观环境中：我国政府已经承诺将投入更多的资金到保证煤矿安全生产中去。而且，安全开支是来自每年的煤炭生产。举例来说，就是每生产一顿煤，就有8元开支到安全生产中去。2009年，全年煤炭产量约3亿吨，我们应该如何更好的将240亿元用于安全设施的升级和维护呢?