河南工业和信息化职业学院 河南省 焦作市 454000
摘要：文章通过介绍网络技术在煤矿安全监控中的作用，阐述了安全监控网络技术的具体组成，给出了在煤矿安全监控中应用网络技术的策略，通过推广网络技术在安全监控网络中的应用，以期能在煤矿生产中减少灾害和事故，降低经济损失和人员伤害。
关键词：煤矿安全；监控网络；计算机网络；预警
1网络技术在煤矿安全监控中的重要作用
煤矿安全监控系统是防治瓦斯煤尘爆炸事故最有效的技术手段，而通过网络技术的应用，能够将煤矿的检测系统全部联网，通过网络将井下瓦斯含量等相关监测数据即时地发送到指定监察机构。它通过井下的探头，可以精确地监测到瓦斯的密度和浓度，以及各风门的风量，安全监控网络系统能够对监测数据自动采集、传输、监测并显示结果，一旦超限，便自动报警，有效防范瓦斯事故的发生；它以矿井安全监控系统为基础，可直接在计算机屏幕地图上进行远程瓦斯监测分析和安全调度管理等。煤矿安全信息网站提供了信息共享机制，使得管理人员可以及时了解煤矿安全状况，促进了管理部门之间的积极沟通，为科学管理决策提供了信息支持，解决了安全管理人员不足的矛盾。因此引入安全监控网络技术，能够显著提高煤矿安全监控能力，降低灾害事故的发生，还能提高煤矿企业管理人员的管理水平，更好地促进煤矿生产。
2煤矿安全网络监控系统的组成
2.1网络中心
（1）路由器。路由器（Router）是将煤矿安全网络监控系统中各分站和系统服务器连接起来的设备，路由器可以根据传输信道的拥堵情况自动进行路径选择，以最佳路径，按前后顺序发送信号。路由器是煤矿安全检测网络监控系统的枢纽，实现监控中心服务器与各分站的服务器之间的相连，确保煤矿检测各项数据的准确传输。（2）防火墙。防火墙是指确保煤矿安全网络监控系统安全性的重要工具，是一项协助确保信息安全的设备，会依照设定的规则，允许或是限制传输的数据通过。防火墙既可以是一台专属的硬件，也可以是架设在硬件上的一套软件。煤矿安全网络检测系统中所有流入流出的网络通信和数据包均要经过防火墙。（3）系统服务器。系统服务器是煤矿安全网络监控系统的核心。系统服务器中应安装煤矿安全网络监控软件。各分站检测到的煤矿矿井中的实时数据如风机开机信息，瓦斯、CH4、CO2、CO等有毒气体浓度等信息。并将信息传输到系统服务器，煤矿安全网络监控软件对数据进行分析，并根据分析结果评估矿井中的安全状况。（4）WEB服务器。WEB服务器主要为监控系统进行远程访问。当煤矿安全监控工作人员若出差在外时，可以通过本监察网络管理人员的授权，通过互连网访问系统，了解煤矿监测情况。（5）交换机。煤矿安全网络监控系统内部的计算机局域网是通过以太网交换机相互连接而成的。煤矿安全网络监控系统根据需求划分为监控子网、内部办公子网等几个业务子网，这样可以保证各业务系统互不干扰、安全高效的运行。（6）通告机。通告机又名信息处理机，煤矿安全网络监控系统中需要高度智能化的专用通告机。通告机将所采集到的各项数据进行处理、分析，评估煤矿矿井的安全生产问题。当检测结果出现异常时，可以通过SMS方式来发出警告，为了避免事故，将及时告之相关的矿井安全责任人。
2.2终端
终端是并分散安装在矿井之中，并与煤矿安全网络监控系统借助通信设备相连，终端不但可以直接监察监控系统自身的运行状况，还能取得主站的实时监测数据。终端在得到自身的运行状况和实时监测数据后，可即时发送到监察网络中心。终端是高度智能化的，具有较强的抗干扰、防病毒能力，能在较为恶劣的环境下正常工作，并具有一定诊断和自我修复功能，可以跟踪显示自身工作状态。
2.3数据传输介质
数据传输介质可采用以下方案：（1）电话线和ADSL。煤矿安全网络监控系统的硬件投资少，对传输速率要求较高。所需传输的信息传输容量相对较小。因此，可以使用电话线和ADSL来作为数据传输介质，并在中小型煤矿中得到采用。（2）光纤。光纤又名光导纤维，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具，具有低损耗、低误码率、高速度、高速度、安全保密性能好等诸多优势。光纤的通信软件开发相对简单，但光纤的建设成本高，而且维护费用高，其建设周期相对较长。因而这种传输介质适用于有实力的大型煤矿，以便于实行视频监控。（3）无线GPRS/CDMA。无线GPRS/CDMA受联通、移动GSM网络覆盖范围的影响，其通信软件比较复杂，但可以实现实时在线，且运行费用较低，适用于无线GPRS/CDMA信号稳定并且有效的煤矿。（4）电话线和调制解调器。采用这套方案的硬件成本较低低，通信软件相对简单，但调制解调器的传输率较低，且容易掉线，不仅运行费用很高，而且安全性能较低，目前已基本被淘汰。
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3煤矿网络安全
3.1煤矿网络安全策略
煤矿网络信息安全以网络信息管理制度为依据，基于工作流程的概念，使系统使用人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作；改变过去复杂、低效的手工办公方式，煤矿网络信息安全建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，将煤矿企业所有资源进行全面一体化管理的管理信息系统，有效地促进现有企业管理的现代化、科学化。煤矿网络信息安全实现了业务的流程化管理，对所有业务的工作流程和操作规范都制定了较为严格的要求，力求使所有业务数据都达到数据实时录入、业务资料准确的要求。通过煤矿网络信息安全设计，各岗位人员都能够及时掌握各项业务流程的具体信息和业务进度，班组长根据各个网络业务实施情况和完成情况对业务和人员进行合理调配，对各项业务的进展情况进行实时监控，提高了网络部门的管理效率和服务水平，从而实现精细化、人性化管理。煤矿网络信息安全需要系统提供多样化的数据查询功能和详尽的统计功能，替代以往人工查找、计算烦琐的工作方式，提高了信息安全标准，保证了数据的准确性。随着业务数据的不断增加，系统不断的暴露出问题，目前煤矿网络信息安全客户端运行速度已经降到历史最低点，数据查询时出现超时错误比以往更频繁，运行情况较差，已经影响到网络业务的办理。尽早制定一个合理的实施方案并予以实行，改善以上种种问题，已经迫在眉睫。综合系统各方面因素，可以对网络信息系统数据进行数据分离，建立一个移动网络信息管理分析系统。主要操作为：将正常网络信息数据使用的数据库数据进行分离，保留系统运营必须的基础数据和近期的业务数据，保证系统正常运营。同时将历史数据剥离出来，导入备份数据库中，然后在备份数据库上重新架设移动网络信息管理分析系统。在煤矿企业网络安全中基于检测和数据分离的业务处理形势可以有效保证网络安全的同时，提高网络的利用率和有效性。
3.2煤矿网络中使用的监测系统
网络安全监控监测技术是安全网络应用与研究中的一个热点问题，是一种积极主动的安全实时检测监控技术，对网络监测点和控制点行为进行安全检测的监控，监控网络的运行状态，及时发现来自网络的检测信息，对检测点的异常信息或者安全因素结果做出报警或做出相应的响应机制，保证实时检测监控的网络系统资源的有效性。
3.3实时监测中网络策略
有效的安全策略在于将正常监控使用的监控数据库监控数据进行分离，保留系统监控必须的基础监控数据和近期的网络监控数据，保证系统正常监控。同时将历史监控数据剥离出来，导入备份监控数据库中，然后在备份监控数据库上重新架设煤矿网络安全监控分析系统。实时监控监测数据分离策略包括网络监控数据表分析、网络监控数据转换迁移、网络分离检索；网络监控策略包括网络综合查询、网络用户综合查询、网络监控数据、信息变更查询、网络监控综合查询、网络安全监控量统计反馈、信息统计、网络安全监控数据分析统计查询、日志管理核对单查询、煤矿网络屏幕监控、移动网络安全、历史监控数据记录查询、网络监控流程查询、网络信息查询、网络维护、安检流程查询及统计、电话报警查询功能，主要为网络安全监控警员提供网络安全监控系统的历史监控数据的查询、分析、统计功能，不需要进行大量的监控数据分析煤矿网络安全中的异常数据信息，采用实时检测监控方法是提高煤矿网络安全中行之有效的方法。
4煤矿安全中的网络监控技术
4.1网络技术在监控中的功能
网络技术的实时监测控制一般包括网络通信检测，网络接口检测，煤矿安检设备的基本监控，煤矿各工作面瓦斯浓度的实时采集记录并显示；瓦斯浓度超标报警；井下风速采集记录；负压(压力)记录；一氧化碳浓度采集记录；温度采集分析；水泵运行状态；循环风机状态；绞车状态；电源过载报警；班次产量统计；开关量分析；网络数据传输；无线网络通信；监控数据存储；电源切换控制以及控制器自检修复等功能。
4.2计算机网络数据采集终端
参考煤矿生产需求设定班次及上下班时间，并且可以计算出计算当前班员工的生产量，为绩效做好参考分析。集中器提供的人机接口可以便于进行参数的设置，液晶显示更新数据，数值清楚，液晶模块的采用方便了监测人员对数据进行实时的分析处理。
4.3监控系统的组成结构
监控系统综合应用了自动化控制技术、计算机信息技术、网络通信技术，实现对井下作业进行运行实时监测。参照井下工作的风机为例，控制系统结构主要由PLC测控系统、上位机组态软件系统等组成。（1）PLC监测系统：环境数据的检测以PLC为核心，辅以高性能数据检测模块和通讯模块，共同完成对风机工作参数的实时监控。（2）上位机组态软件系统采用组态自动化软件处理，实现对底层PLC控制的无缝连接和远程控制功能。PLC监控系统序程序分为4个部分：主程序、控制程序、监测程序以及报警程序。
5煤矿安全监控系统应用网络技术的注意问题
我们在煤矿安全监控系统中推行网络技术应用的同时，不能忽略由此而引发的问题。（1）在传感器到分站间的模拟型号的传递和采集过程中，模拟量传输的抗干扰防卫度较差，存在冒大数、误报警、误断电等数据异常而导致的问题，对监控系统的稳定性造成影响；（2）在整个监控网络系统中，各种计算机器件在煤矿井下低照度、高粉尘、高爆炸性气体环境中使用时可能会减少使用寿命，一旦出现故障，在狭小黑暗且存在爆炸危险的环境中，现场维修时可能存在检修仪器无防爆措施等问题；（3）网络在煤矿中的运用，必须有专人维护方可正常运行，若需对全部煤矿进行监控，就要求监控设备遍布各个矿井，这就增加了工作人员的工作量和维修时的危险程度，增加的产业成本不一定适合所有的煤矿生产单位。（4）在各种先进的网络技术和其他技术应用于煤矿安全监控的同时，日常工作中还要使用便携式瓦斯检测仪器，对网络监控监测装置不能检测到的地方进行检测，确保不留死角。
6结束语
网络技术在煤矿生产安全监控中的应用，是实行煤矿生产安全监督管理的重要举措，具有划时代的意义。煤矿生产安全信息化任重道远，我们要对煤矿安全监控网络建设与改造进行更加深入的分析和研究，加快发展适于煤矿安全生产的网络监控系统，为进一步提升煤矿安全生产水平做好技术支撑。
参考文献
[1]侯威宇.煤矿安全监测监控中网络技术的应用.内蒙古煤炭经济,20161.288+99.
论文作者:屈扬
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：网络论文; 煤矿论文; 数据论文; 煤矿安全论文; 监控系统论文; 系统论文; 网络安全论文; 《防护工程》2019年9期论文;