煤矿安全生产监控系统云联网平台关键技术研究

摘要

煤炭是中国的主要能源，政府针对煤炭行业出台的一系列改革战略，推动了中国煤炭行业的结构调整与转型升级。煤矿自动化、信息化与智能化技术的快速发展，矿山物联网在煤矿的应用，正改变煤炭企业传统生产模式，标志着中国煤炭生产进入了智慧化发展关键时期。当前中国煤炭企业大多配备了多种煤矿监测监控系统，多个系统独立部署、独立装备、独立维护，导致各系统物理服务器堆积现象严重，给系统维护与管理、系统集成带来极大的困难；各系统产生的海量监控实时和历史数据的数据处理方式、数据格式存在差异，给矿山数据集成、深度融合与大数据处理带来挑战，降低了煤矿安全生产调度管理和决策的有效性与科学性。 本课题基于上述问题，研究设计煤矿安全生产监控系统云联网平台，主要研究内容如下： ⑴深入研究煤矿安全生产监控系统集成、联网发展情况，分析煤矿监测监控多系统集成的问题。 ⑵分析物联网与云计算的技术特点，研究煤矿监控系统集成需求，探讨物联网与云计算技术在煤矿安全生产监控系统集成领域的应用前景。 ⑶根据具体的煤炭企业煤矿安全生产监控现状，分析当前该煤炭企业安全生产监管问题及升级需求，融合物联网与云计算技术，提出煤矿云监控思想，研究煤矿安全生产云监控平台设计方案。 ⑷针对煤矿多监控系统信息独立的问题，设计上层数据显示软件平台，研制标准数据接口，实现多系统数据的采集、上传同步与融合显示，搭建煤矿监控云存储平台，为海量煤矿监控数据安全存储、高效共享及科学处理奠定基础。 本文研究与设计的煤矿安全生产监控系统云联网平台已在某煤矿投入使用，实践证明，煤矿安全生产监控系统云联网平台有效降低了煤矿多个独立系统集成复杂度与难度，实现了维护集中、管理集中、数据共享方便的建设目标，提高了系统运行的稳定、可靠与安全，为各级管理人员实时根据工况信息科学有效的调度管理与决策提供技术支撑，并为未来煤矿大数据平台的建设奠定基础。

目录

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致谢

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 我国煤矿安全监控系统联网发展情况

1.2.1 煤矿安全监控系统形成阶段

1.2.2 煤矿安全监控系统与计算机网络的联网阶段

1.2.3 多个煤矿安全监控系统联网阶段

1.2.4 煤矿多个不同监控系统联网阶段

1.3 论文研究内容与思路

1.4 论文章节安排

1.5 小结

2 物联网与云计算技术在煤矿监控系统集成领域的应用分析

2.1 引言

2.2 物联网技术

2.2.1 物联网概述

2.2.2 感知矿山物联网概述

2.3 云计算技术

2.3.1 云计算概述

2.3.2 云计算关键技术

2.4 物联网与云计算在煤矿监控系统集成领域的应用前景

2.5 小结

3 煤矿安全生产监控系统云联网平台总体设计

3.1 煤矿安全生产监控现状

3.2 煤矿安全生产监控问题

3.3 煤矿安全生产监控需求

3.4 煤矿云监控设计

3.4.1 云监控思想

3.4.2 煤矿云监控架构设计

3.5 煤矿安全生产监控系统云联网平台方案设计

3.6 系统平台关键技术

3.7 小结

4 煤矿安全生产监控系统云联网平台软件设计

4.1 软件平台设计方案

4.2 数据协议设计

4.2.1 异构数据集成处理概述

4.2.2 人员定位监控数据交换协议设计

4.2.3 安全监控数据交换协议设计

4.3 MCGS 数据显示平台设计

4.3.1 MCGS概述

4.3.2 MCGS工程组态

4.3.3 MCGS运行策略组态

4.3.4 MCGS网络组态

4.4 数据接口设计

4.4.1 数据接口设计概述

4.4.2 人员定位驱动接口设计

4.4.3 安全监控驱动接口设计

4.4.4 数据文件看门狗设计

4.4.5 数据模拟器设计

4.5 数据存储设计

4.5.1 数据库设计概述

4.5.2 Hadoop云存储设计

4.6 小结

5 煤矿安全生产监控系统云联网平台应用测试

5.1 系统设备构件运行测试

5.2 煤矿安全生产监控系统云联网平台环境搭建

5.2.1 系统硬件环境

5.2.2 系统软件环境

5.2.3 Hadoop云平台测试

5.3煤矿安全生产监控系统云联网平台运行测试

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

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