中移動大學生創新大賽

優秀獎獲獎作品：基于應用物聯網的礦山井下安全綜合管理系統  

獲獎團隊：瀚海星云 

獲獎團隊學校：北京郵電大學 

團隊成員：陳浩然、李敏良、王海良、張楷  
 

獲獎作品簡介： 

      目前，在我國煤礦生產中的安全監管，在一定程度上存在著許多空白。如何竭力排除礦井安全隱患，最大限度地降低礦工生命財產的損失，依然是國家以人為本所迫切關注的問題。 

      礦難發生以后，導致人員傷亡的原因有很多，其中對人員的定位不準確而導致錯失最佳救援時機也是其中之一。如何確定受困人員的人數、身份、大致的位置也就成了救援中急需解決的問題。一旦確定了受困人員的大致位置，有助于迅速制定有針對性的救援方案，更快更有效地解救受困人員，減少人員傷亡。借助傳統的探測方法，很難精確地對受困人員位置的精確定位。而在礦井中鋪設傳感器網絡，使用 RFID 標簽對井下員工進行實時定位，同時配合使用各種物理參量傳感器對井下安全系數進行實時監控，IP 攝像頭實現對井下情況的實時觀察。開發基于 B/S構架的軟件管理系統，可以實現較精確的人員定位。相對傳統的井下定位方式更科學、更有效，是對礦井下人員定位問題的有效解決方案。  

獲獎作品創新點： 

      · 綜合有源RFID、IP攝像頭及物理參數傳感器構成礦井下傳感器網絡。 

      ·通過B/S構架的核心控制軟件，實現綜合信息的實時傳遞和精準測控。 

     ·組網過程中結合BA模型，有利于網絡的拓展和維護。  

系統整體網絡拓撲圖

                  

 

前臺軟件構架圖   

               

 

實物圖  

      以成熟的RFID、網絡攝像頭及物理傳感器等為基礎，結合J2EE開發的管理軟件，總體完成實現了以下主要功能模塊：礦井員工信息管理模塊，員工考勤管理模塊，井下員工實時定位管理模塊，井下實時監控模塊，井下安全系數采集模塊。  

獲獎作品先進性： 

    由于國家質量技術監督管理局在2007年7月1日發布了“AQ6210 - 2007”市場標準。大多數地下管理系統，都處于發展階段。 和他們的設計相比，我們的解決方案的功能不僅包括他們的已有功能，而且還加入了嵌入式解決方案，它能夠最大限度降低總成本，并在該終端救援運作一重要角色，幫助救援人員使用便攜式煤礦搜索和定位功能。 

總結： 

技術特點： 

    “基于應用物聯網的礦山井下安全綜合管理系統”，以成熟的RFID、網絡攝像頭及物理傳感器等為基礎，結合J2EE開發的管理軟件，總體完成實現了以下主要功能模塊：礦井員工信息管理模塊，員工考勤管理模塊，井下員工實時定位管理模塊，井下實時監控模塊，井下安全系數采集模塊。本系統基于提高礦山井下安全管理的出發點。通過井下員工位置的實時定位，結合網絡攝像頭對井下情況的實時監控。讓管理人員在第一時間內了解礦井下的具體實時的情況，提高安全監管的能力。同時結合傳感器，實現了礦井下安全系數的實時監測。當井下物理參數發生突變或超出安全限定值時，系統能夠及時報警，從而提高了預防井下事故的能力。當礦井下有事故發生時，施救人員能夠通過系統對井下員工位置信息的存儲，及網絡攝像頭的錄像記錄，及時了解事故情況，采取有效的施救措施，從而，降低營救難度，提高營救效率，將井下人員傷亡降到最低。 

市場分析及應用前景： 

       傳統管理模式的弊端 

      · 勞動力成本：在傳統的人力資源管理模式下，每日的出勤檢測和安全檢測必須由專門的人員來做，這大大增加了人力成本。 

      ·人工勞動易犯錯：即使是罪有經驗的員工也可能會犯一些錯誤;而且，沒有人可以一直工作并監控礦井的每個地方。 

      ·無系統化信息管理：在現代化的礦井里，個人信息不能被系統化的管理，無法及時處理數以百計的礦工的信息。  

      ·無法控制：礦工的位置和井下情況不能在很短的時間內定位和掌握。一旦發生意外，救援人員只能依靠經驗，而且很多時間會被浪費在地毯式的搜尋人的過程中。時間意味著希望和生命，如果礦難發生，多數生命會死于低效率的管理和監控系統。 

潛在市場 

      ·大利潤：近年來，很多企業和私營者在煤炭市場上收獲頗豐，平均一噸煤的成本在80元左右，而他們賣到了400元。一年中，中國煤產量最大的約1000萬噸，而最小的約300萬噸。很明顯，利潤相當可觀，并可持續發展。 

      ·在宏觀環境中：我國政府已經承諾將投入更多的資金到保證煤礦安全生產中去。而且，安全開支是來自每年的煤炭生產。舉例來說，就是每生產一頓煤，就有8元開支到安全生產中去。2009年，全年煤炭產量約3億噸，我們應該如何更好的將240億元用于安全設施的升級和維護呢?