鄭剛

（河南神火集團(tuán)有限公司，河南 永城 476600）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在礦區(qū)安全中的應(yīng)用

鄭剛

（河南神火集團(tuán)有限公司，河南 永城 476600）

礦區(qū)的特殊性給礦區(qū)監(jiān)控提出了更高的要求，現(xiàn)有的礦區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)主要用于事后取證，本文提出了一個(gè)綜合的“感知礦區(qū)”綜合信息系統(tǒng)，利用現(xiàn)有最先進(jìn)的射頻識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)以及手機(jī)短信綜合服務(wù)平臺(tái)，該系統(tǒng)是一套針對(duì)中國(guó)礦區(qū)的特殊情況所建立的信息化綜合平臺(tái)。

感知礦區(qū)；物聯(lián)網(wǎng)；信息系統(tǒng)

1 國(guó)內(nèi)礦區(qū)安防系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)礦區(qū)的安防系統(tǒng)起源于古代的門崗衛(wèi)士和哨所制度，這也是最古老的安防監(jiān)控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與檢測(cè)檢視設(shè)備的發(fā)展，智能監(jiān)控系統(tǒng)在礦區(qū)也得到了廣泛的應(yīng)用，但目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦區(qū)的安防主要采用的還是紅外線對(duì)射報(bào)警，或者是基于硬盤錄像的視頻實(shí)時(shí)錄像等簡(jiǎn)單的技術(shù)手段，防范效果不太理想，沒有事前報(bào)警功能，只能用作事后取證；系統(tǒng)不會(huì)對(duì)進(jìn)入礦區(qū)人員的身份進(jìn)行驗(yàn)證，也不能保存來訪人員的信息資料，容易給犯罪分子的犯罪造成可乘之機(jī)，不能從根本上杜絕犯罪分子的破壞行為；不同安全防護(hù)手段彼此相互獨(dú)立，沒有可集成的軟、硬件接口，只能依靠人工進(jìn)行防范，存在較多的防范漏洞。因此，要建立一個(gè)防范有效的礦區(qū)安防系統(tǒng)必須要做到人防與技防相結(jié)合的手段，新的安防系統(tǒng)要能集成目前已經(jīng)安裝的諸如紅外防御、視頻監(jiān)控、圍墻高壓電網(wǎng)防范等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高度智能化集成、分析處理與共享，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間不間斷穩(wěn)定運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)報(bào)警；同時(shí)還要具備簡(jiǎn)單友好的操作界面，系統(tǒng)開放性、兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高等特點(diǎn)。

針對(duì)傳統(tǒng)礦區(qū)安防系統(tǒng)存在的不足，本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“感知礦區(qū)”信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括新一代智能防入侵系統(tǒng)、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)、重點(diǎn)部位防范系統(tǒng)、身份識(shí)別系統(tǒng)和來訪人員信息管理系統(tǒng)，以及與公安部門聯(lián)動(dòng)的智能聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)礦區(qū)大門、貨物運(yùn)輸通道、圍墻、主副井口、人員出入通道等多個(gè)重要環(huán)節(jié)、重點(diǎn)部位進(jìn)行全方位監(jiān)控，真正做到對(duì)危險(xiǎn)因素的有效防范。

2 “感知礦區(qū)”系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

圖 1 礦區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)總體架構(gòu)

“感知礦區(qū)”系統(tǒng)采用基本的物聯(lián)網(wǎng)分層體系結(jié)構(gòu)，自下而上分別為物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)層、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，礦區(qū)應(yīng)用層建立在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層之上，總體架構(gòu)如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)層，它處在物聯(lián)網(wǎng)的最底層，由傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成，也包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前傳感器網(wǎng)絡(luò)。它的主要功能是負(fù)責(zé)信息的采集、分析融合、信息處理和向上層的網(wǎng)絡(luò)傳輸，通過RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)等技術(shù)手段對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的各類檢測(cè)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集，把采集到的信息逐級(jí)進(jìn)行分析融合。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)層建立在通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和由設(shè)備信息到業(yè)務(wù)信息的轉(zhuǎn)換，底層設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和多樣性必須要得到有效屏蔽，建立統(tǒng)一的管理接口和信息模型，并基于組件化的構(gòu)建方式構(gòu)建多種組件，能夠更靈活地支持復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最終目的，應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務(wù)，不斷發(fā)展的軟件開發(fā)、智能控制等技術(shù)將為用戶提供豐富多彩的一個(gè)個(gè)特定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，隨著各種行業(yè)和家庭應(yīng)用的開發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的普及。圍繞“感知礦區(qū)”這一核心，系統(tǒng)根據(jù)礦區(qū)安全管理的現(xiàn)狀，提供面向重點(diǎn)部位和場(chǎng)所監(jiān)控、外來人員管理等多個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)。

3 開放的技術(shù)架構(gòu)

由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的諸多特點(diǎn)給信息平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)多采用開放性的技術(shù)架構(gòu)，主要表現(xiàn)在整體技術(shù)框架需要用分布式中間件和基礎(chǔ)服務(wù)構(gòu)成，分布式中間件是軟總線的核心內(nèi)容?！案兄V區(qū)”物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用信息平臺(tái)由接入層、服務(wù)層、邏輯層和界面層構(gòu)成，如圖2所示。

圖 2“感知礦區(qū)”技術(shù)框架結(jié)構(gòu)

接入層的功能是利用分布式代理和協(xié)議適配等技術(shù)手段，將底層傳感器設(shè)備、匯聚設(shè)備、輔助設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的差異因素屏蔽掉，并采用面向?qū)ο笤瓌t設(shè)計(jì)。服務(wù)層以平臺(tái)共享信息模型為基礎(chǔ)，提煉和抽取出一組業(yè)務(wù)層面的公共服務(wù)。服務(wù)的設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο?、面向服?wù)等原則，并統(tǒng)一透明部署在軟件總線上。由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，這就要求物聯(lián)網(wǎng)邏輯層能夠向上支撐多樣化的、差異化的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

4“感知礦區(qū)”信息化平臺(tái)

為實(shí)現(xiàn)“平安礦區(qū)”目標(biāo)，有效應(yīng)用感知系統(tǒng)采集到的相關(guān)信息，建立基于“感知礦區(qū)”的信息管理平臺(tái)至關(guān)重要。這個(gè)平臺(tái)首先要能夠適應(yīng)礦區(qū)的管理模式，并能滿足上級(jí)部門的安防要求，這個(gè)信息平臺(tái)應(yīng)具有以下的特點(diǎn)：其一，完整的報(bào)警功能。系統(tǒng)能夠分析有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的異常情況，給出完整的報(bào)警信息，通知相關(guān)人員做出相應(yīng)處理，并且能夠與移動(dòng)、聯(lián)通、電信網(wǎng)絡(luò)鏈接，實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警。其二，數(shù)據(jù)分析、整理和統(tǒng)計(jì)功能。其三，完善的數(shù)據(jù)查詢功能，根據(jù)多種要求向多種需求人員提供相應(yīng)的查詢功能。其四，數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的安全管理。由于該系統(tǒng)與因特網(wǎng)連接，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)要設(shè)有相應(yīng)的防火墻、網(wǎng)絡(luò)隔離等設(shè)備，確保信息的安全傳輸。其五，友好的人機(jī)界面。一個(gè)友好的人機(jī)界面是各類軟件應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過對(duì)多種組件的合理組織，才能搭建起豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)。其六，基于SQL Server的數(shù)據(jù)庫和B/S架構(gòu)的訪問模式。SQL Server數(shù)據(jù)庫可以滿足大量信息的需求，B/S架構(gòu)的訪問模式可以使得訪問更加方便和實(shí)用。

綜上所述，“感知礦區(qū)”信息系統(tǒng)把“事前預(yù)防為主、事后取證為輔”的智能安防新理念作為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，它包括新一代智能防入侵系統(tǒng)、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)、重點(diǎn)部位防范系統(tǒng)、身份識(shí)別系統(tǒng)和來訪人員信息管理系統(tǒng)，以及與公安部門聯(lián)動(dòng)的智能聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)礦區(qū)大門、貨物運(yùn)輸通道、圍墻、主副井口、人員出入通道等多個(gè)重要環(huán)節(jié)、重點(diǎn)部位進(jìn)行全方位監(jiān)控，真正做到對(duì)危險(xiǎn)因素的有效防范。當(dāng)任何一個(gè)子系統(tǒng)檢測(cè)到有異常情況時(shí)都會(huì)自動(dòng)報(bào)警，由礦區(qū)保衛(wèi)人員根據(jù)報(bào)警信息及時(shí)處理，防止異常事件發(fā)生。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用，“感知礦區(qū)”信息系統(tǒng)也將得到更廣泛的應(yīng)用，不僅僅應(yīng)用于礦區(qū)，該方案也可以廣泛應(yīng)用到其他類型企業(yè)、廠礦，以及黨政機(jī)關(guān)、工業(yè)集聚區(qū)等有安防需求的單位，市場(chǎng)前景較為廣闊。

[1]余立建，王茜.物聯(lián)網(wǎng)/無線傳感網(wǎng)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)[H].北京：西南交通大學(xué)出版社.2010.

[2楊丙根，物聯(lián)網(wǎng)在平安校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.

[3]張飛舟，楊東凱.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論[M].北京：電子工業(yè)出版社.2010.

TD76

A

1671-0037（2014）12-93-2

鄭剛，（1982-），男，碩士研究生，工程師，研究方向：企業(yè)電氣信息化的規(guī)劃與實(shí)施工作。