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第 44 卷第 7 期 煤 炭 科 学 技 术 Vol．44No．7 2016 年7 月 Coal Science and TechnologyJuly2016 互联网煤矿安全信息化关键技术及应用构架 李树刚1 ， 马 莉2， 杨守国1 1. 西安科技大学 能源学院， 西安710054; 2. 西安科技大学 通信与信息学院， 西安 710054 摘要 针对煤矿安全生产信息化的发展及现状， 总结 “ 互联网” 背景下煤矿安全信息化的内涵， 提出互联 网煤矿安全信息化就是将物联网、 云计算、 大数据等新一代 IT 创新变革技术及概念与煤炭工业深度融合， 实现煤矿生产的安全、 低耗及高效。同时， 从煤矿物联网、 煤矿云计算、 煤矿大数据三方面分析互联网煤矿 安全信息化的关键技术， 并在此基础上提出了由信息感知层、 数据传输层、 云计算资源层、 应用服务层、 用户 接口层组成的互联网煤矿安全信息化应用构架及专有云构建模式， 使煤矿物联网产生的大数据在弹性可 扩展的云计算平台支撑下， 为煤矿防灾、 减灾， 改善煤矿安全现状提供高效、 科学的决策依据与技术手段。 最后分析了煤矿安全信息化在互联网背景下面临的机遇与挑战。 关键词 互联网; 云计算; 大数据; 煤矿安全; 物联网 中图分类号 TD67文献标志码 A 文章编号 0253－2336 2016 07－0034－07 Key technology and application framework of internet plus mine safety inationization Li Shugang1， Ma Li2， Yang Shouguo1 1. School of Energy， Xi’ an University of Science and Technology， Xi’ an710054， China; 2 School of Communication and Ination Engineering， Xi’ an University of Science and Technology， Xi’ an710054， China Abstract According to the development and present status of the mine safety and production inationization， the paper summarized the connotation of the mine safety inationization under the background of“internet plus” ．The paper provided that internet plus mine safety inationization would be to put the internet of things， cloud computing， big data and other new generation IT innovated and re tech- nology and conception deeply integrated with the coal industry to realize safety， low consumption and high efficiency of the mine production． Meanwhile， from the mine internet of things， mine cloud computing and mine big data， the paper analyzed the key technology of the internet plus mine safety inationization．Based on the circumstance， the application framework and the special cloud established mode of the in- ternet plus mine safety inationization consisted with the ination perception layer， data transmission layer， cloud computing re- sources layer， application and service layer and user interfaces layer．Thus under the support of the cloud computing plat with expanded elasticity， the big data from the mine internet of the things could provide the basis and technical means of the high efficient and scientific decision making for the mine disaster prevention， disaster reduction and mine safety status improved．Finally， the paper analyzed the oppor- tunity and challenges faced to the mine safety inationization under the background of“internet plus” ． Key words internet plus;cloud computing;big data;mine safety;internet of things 收稿日期 2016－03－18; 责任编辑 王晓珍DOI 10．13199/j．cnki．cst．2016．07．006 基金项目 国家自然科学基金科学仪器基础研究资助项目 51327007 ; 国家自然科学基金资助项目 51174157 ;陕西省科技计划经费资助项目 2013K11－20 ; 陕西省教育厅科技专项资助项目 14JK1486 作者简介 李树刚 1963 ， 男， 甘肃会宁人， 教授， 博士生导师， 博士， 现任西安科技大学副校长。Tel 029－85583143， E－mail lisg xust. edu. cn 引用格式 李树刚， 马莉， 杨守国．互联网煤矿安全信息化关键技术及应用构架［J］．煤炭科学技术， 2016， 44 7 34－40． Li Shugang， Ma Li， Yang Shouguo．Key technology and application framework of internet plus mine safety inationization［J］．Coal Science and Technology， 2016， 44 7 34－40． 0引言 煤炭是我国的主要消费能源， 但也被认为是安 全事故高发行业， 瓦斯爆炸、 煤与瓦斯突出、 煤尘爆 炸、 冲击地压、 矿井火灾、 顶板脱落、 透水等灾害事故 影响着煤矿安全生产［1 ］。随着信息通信技术的快 43 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 李树刚等 互联网煤矿安全信息化关键技术及应用构架2016 年第 7 期 速发展， 煤矿自动化、 数字化、 信息化程度明显提高， 煤矿各类监测监控系统的推广应用使我国煤矿事故 发生率、 百万吨死亡率及伤亡人数均大幅下降［2 ］。 在 “两化融合” 总体方针引领下， 煤矿安全生产的重 点工作则是信息技术在煤矿生产各个环节的深化应 用。然而要进一步实现对煤矿生产过程中煤与瓦斯 突出、 火灾、 水害、 冲击地压、 围岩等事故隐患的动态 实时监测、 预警和科学决策， 这是“互联网” 背景下 煤矿实现安全高效生产的必然选择。 作为我国传统重化工业的煤炭行业， 也迎来了 “互联网” 行动计划时期产业转型升级的重要契 机 。“互联网” 的出现， 使物联网、 云计算和大数据 为代表的新一轮 IT 创新变革技术叠加在原有煤炭 工业基础设施之上， 从而使煤矿安全生产预警、 无人 值守、 虚拟现实、 智慧矿山成为可能， 将使煤矿安全 信息化进入一个新时期。未来煤炭行业 IT 技术的 发展， 将以煤矿安全生产及经营管理多种应用为导 向、 大数据为业务引擎、 云计算为基础支撑更加快速 地发展。其中 2 个核心问题就是云计算提供信息基 础设施， 以及大数据提供新的业务引擎。基于此， 笔 者分析了煤矿信息化的发展现状， 提出了“互联 网” 背景下煤矿安全信息化内涵、 应用构架及专有 云构建模式， 并分析了“互联网” 下的煤矿安全信 息化建设面临的机遇与挑战。 1煤矿信息化发展现状 煤矿井下生产环境具有特殊性和复杂性的特 点， 除了瓦斯等易燃易爆气体外， 还有煤矿粉尘和淋 水， 工作空间相对狭小， 环境潮湿， 无线传输衰减大， 煤矿井下用电网电压波动较大。这种特殊的工作环 境使井下电器需要具有防爆特性， 这种特殊需求在 一定程度上制约了煤矿信息化技术在井下的直接应 用 ［3 ］。因此， 需针对煤矿井下生产环境的特殊性选 择和应用煤矿信息化技术。而煤矿信息化建设在我 国起步较晚， 信息技术的整体应用水平与其他行业 有很大差距。 从煤矿通信网络的发展来看， 从最初的 ＲS485 总线开始， 逐渐从现场总线发展到工业以太网， 目前 我国信息化建设水平较高的煤矿已采用具有冗余功 能的千兆或以上以太光网络， 传输通道的整合以及 各控制子系统的集成应用， 实现了煤矿数据、 视频和 音频的三网融合， 建立了煤矿综合自动化平台， 实现 对煤矿生产环境和生产设备的远程监测与监控［4 ］。 因此， 有学者认为， 从通信网络来看， 煤矿目前的综 合自动化阶段正处于煤矿物联网的早期阶段［5 ］。 从煤矿安全信息系统的发展来看， 从初期单一 的监控系统， 如煤矿安全监控、 采煤工作面监控、 瓦 斯抽采监控、 通风机监控、 掘进工作面监控、 矿井排 水监控、 煤矿供电监控、 矿井火灾监控、 矿山压力监 测与预警等子系统 ［6 ］， 过渡到各类监控系统的融 合， 结合煤矿生产系统和煤矿管理系统建立全矿井 综合自动化信息平台。如针对煤矿综采工作面的特 殊复杂性， 采用结合了三维虚拟现实技术的人员定 位系统， 通过在矿井出入口、 重点区域、 限制区域等 地点设置分站， 可动态监测井下人员/车辆， 实时掌 握井下人员数量、 分布情况和工作路线等情况， 实现 了安全远程监控、 矿井三维漫游、 灾害模拟、 安全避 灾训练和应急救援等三维可视化功能， 对煤矿安全 生产起到有力推动作用［7 ］。 从煤矿物联网技术领域的发展来看， 文献［ 8］ 提出利用物联网技术建设煤矿自动化系统、 数字化 煤矿集成平台， 并在此基础上， 结合虚拟化、 云存储 等技术， 将新一代互联网技术 NGIP 技术应用于云 矿山的建设方案。文献［ 9］ 提出了构建新一代全覆 盖的煤矿物联网络系统的思路。 从煤矿信息化基础设施构架的发展来看， 当业 务应用遇到系统资源不足时， 这种基于单点高性能 服务器的传统信息化 IT 构架就遭遇了挑战。具体 来说， 在煤矿各类信息系统中， 传统 DBMS 数据库通 常部署在一台独立的服务器上。因此， 为了能够存 储和处理海量数据， 满足数据库的高可用性、 高可靠 性及高可扩展性等需求， 煤矿信息中心只能依赖增 加硬件投入来提升系统容量和处理能力。同时在拥 有海量数据规模的数据表中进行 SQL 查询， 处理时 间也会很长。而采用基于云计算基础设施的构架， 煤矿信息中心就可以通过网络接入弹性可扩展的物 理或虚拟资源池， 并能够以按需、 自服务的方式对资 源进行部署和管理的服务模式的时候， 可以随时要 求增加 CPU 核心、 内存、 带宽、 存储。这种方式才是 “互联网” 行动计划下煤矿安全信息化“节能、 高 效、 低成本” 的真正价值体现。基于云计算的核心 思想， 文献［ 10］ 提出了基于云计算的一体化煤矿安 全监管信息系统， 文献［ 11］ 提出了基于云计算的煤 矿物联网一体化平台体系构架。 从大数据技术在煤炭行业的发展应用来看， 文 献［ 12］ 探讨了大数据在应对煤与瓦斯突出、 火灾、 53 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 2016 年第 7 期煤 炭 科 学 技 术 第 44 卷 水害、 冲击地压等事故时的预警方法， 以及煤矿重大 关键设备故障诊断， 煤炭需求和价格预测等方面的 应用， 文献［ 13］ 提出了云计算环境下煤矿应急管理 海量数据存储技术， 文献［ 14］认为基于物联网、 云 计算和大数据的煤矿安全生产监测监控系统是一个 多数据融合、 主动式并具备预警功能的系统。 从煤矿应用软件设计的发展来看， 对于一些传 统的功能强大的应用软件， 用户必须升级到更高级 的计算机硬件才能够支撑软件的运行， 而基于云计 算的软件服务对于用户最低硬件配置的需求相对要 低很多。原因在于云计算软件服务可以将用户界面 与程序内核演算功能区分开来。举例来说， 煤矿技 术人员将安装有通风决策模型及其数据库管理系统 的便携式计算机带到生产现场， 其数据读写能力及 处理能力有限， 这将使得通风决策结果的生成时间 超出可以容忍的等待时间。而其真正的内核演算功 能， 则在远端的云计算服务器上快速执行， 并将结果 通过网络回传并显示在现场技术人员便携式终端屏 幕上。因此， 煤矿用户可以根据信息化的总体构架 和自身需求考虑采用传统的应用软件还是云计算服 务软件。 可以看出， 随着煤矿信息化建设的不断深入， 各 类传感器大量投入使用， 使传统的煤矿信息中心在 面对海量的信息数据时， 对异构数据难以集成， 各系 统集成后生产的数据也未能得到充分利用。而物联 网、 大数据挖掘分析等新一轮 IT 创新变革技术的涌 现， 为煤矿安全生产信息化的后续建设提供了更新 的建设思路。同时虚拟化技术的引入， 将固定的、 难 以共享的 IT 硬件资源变为灵活的、 可移动的、 更有 利于实现共享的虚拟 IT 资源， 有效地将空闲资源整 合起来， 形成一个可被重新利用的弹性虚拟化资源 池， 这种新型的 “数据中心” 可以更好地利用煤矿企 业现有的应用系统， 短期内更容易为用户所接受。 因此， 建设安全、 绿色、 高效的智能矿山， 需进一步研 究煤矿安全生产信息化与智能化技术， 而“互联 网” 行动计划的出现， 是我国工业和信息化深度融 合的成果与标志， 将为煤矿安全信息化带来重要的 发展机遇。 2互联网煤矿安全生产信息化内涵 暨 2007 年出现“互联网化” 概念之后， 2012 年 业界又提出与其一脉相承的“互联网” 概念， 重点 强调各传统产业借助互联网， 加快推进物联网、 云计 算、 大数据与传统工业相结合， 进行工业化与信息化 深度融合［15－17 ］。“互联网工业” 与工业互联网内 涵一致， 指的是传统制造业企业采用物联网、 大数 据、 云计算以及多种信息通信技术及智能技术， 对原 有生产方式进行改造， 使有效信息被挖掘和充分应 用， 从而提高传统产业生产力。 互联网煤矿安全信息化是基于工业以太网和 无线传感网技术， 将信息感知、 信息传输等物联网技 术与现代煤矿安全生产技术相结合， 针对煤矿安全 生产监测监控、 预测预警、 应急救援等需求， 采用云 计算与大数据技术， 实现煤矿井下复杂环境下生产 系统内的人、 机、 环系统的智能管理与控制， 构建煤 矿灾害情况动态感知、 设备健康状态智能监测、 人员 安全环境主动感知的智慧矿山， 有效解决煤矿重大 危险源防范和煤矿安全开采问题， 提高整个矿井安 全系数和生产效率。 3互联网煤矿安全信息化关键技术 随着信息通信技术的进步， 互联网、 智能终端、 智能芯片等在传统工业生产中的广泛应用， 煤炭行 业的信息化潜力进一步释放， 基于物联网、 云计算和 大数据的新时期信息技术正在改变传统煤矿信息化 模式。由于大量传感器和无线传感网的使用， 使煤 矿物联网成为了煤矿大数据的来源， 而煤矿云计算 平台作为煤矿信息化基础设施资源池， 支撑着上层 煤矿大数据的存储和处理， 煤矿大数据的实时交互 式查询效率和分析能力为煤矿安全生产预警与决策 提供了重要的科学依据。 3. 1煤矿物联网 煤矿物联网是通过 ＲFID 射频识别技术、 Zig- bee、 全球定位系统等传感设备， 按约定的协议， 通过 各类矿用传感器采集煤矿井下环境信息、 生产信息， 并通过煤矿工业以太网、 3G、 4G 与互联网连接， 进 行信息交换和通信， 以实现煤矿井下作业的环境气 体监测与预警、 生产设备监控、 煤矿安全生产隐患的 智能化识别、 井下人员定位等功能。煤矿物联网技 术有利于加快煤矿生产过程中实时数据的采集、 传 输和智能处理， 是保证煤矿安全、 高效生产的基 础 ［18－19 ］。 根据物联网技术构架， 煤矿物联网也可分为感 知层、 网络层和应用层 3 层。 1 感知层由各种矿用传感器构成， 包括矿用甲 烷传感器、 用于掘进工作面和采掘设备等的矿用无 63 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 李树刚等 互联网煤矿安全信息化关键技术及应用构架2016 年第 7 期 线传感器、 一氧化碳浓度传感器、 湿度传感器、 温度 传感器、 ＲFID 射频识别技术、 二维码标签、 全球定位 系统 GPS、 摄像头等多种感知终端设备， 用于采集煤 矿生产作业的环境数据及生产设备信息。 2 网络层对感知层获取的信息进行传输， 主要 由连通井上、 井下的工业以太环网及 3G、 4G 网络和 WiFi 等无线网络共同构建而成， 形成了覆盖整个矿 区的物联网网络层， 实现了煤矿物联网数据的交互 与传输。 3 应用层作为煤矿用户与煤矿物联网的接口， 结合了煤矿安全生产监测监控及预测、 预警、 决策等 需求， 是煤矿物联网智能应用的最终体现， 实现了煤 矿工业与信息化的两化融合。 3. 2煤矿云计算 近年来， 云计算技术发展迅速， 在工业界和学术 界共同的推动下， 云计算使人们可以像使用“水、 电” 一样方便、 低价地获取和使用计算机服务， 这种 新型的商业计算模型正改变着人们使用计算机的思 维方式。随着煤矿物联网技术的大规模使用， 物联 网感知层采集到的煤矿井下生产环境实时数据、 生 产数据和井下视频监控等流式数据， 这些规模巨大 的数据量需要能够支撑海量数据存储和处理的基础 设施， 而云计算作为一种在网格计算、 并行计算、 分 布式计算等计算模式上发展起来的新型服务化商业 计算模式， 承载煤矿大数据的存储和处理具有非常 显著的性价比优势， 将为煤矿安全生产信息化建设 提供强有力的辅助和支撑。 在煤矿安全生产过程中， 预测预警是主要任务， 需要进行信息监测和数据采集， 如瓦斯、 一氧化碳、 烟雾、 风速、 温度、 负压、 风门开关等环境参数， 压风 机风压、 箕斗计数、 水仓水位、 煤仓煤位及各种机电 设备的开停状态等生产参数， 而这些数据通常都由 各监测监控系统提供。虽然部分大中型矿井尤其是 新建矿井， 采购并实施了全矿井综合自动化系统， 但 由于各监测监控系统接口和协议不完全统一， 并没 有实现预计的数据集成、 系统集成和应用集成的目 标。而这些数据如果能够通过一个统一接口、 统一 标准的平台汇总起来， 再将这些数据输入到相应的 预测预警模型中， 这样通过大量计算就可以获得相 关预警及决策依据， 云计算恰好为这些数据应用提 供了开发环境。同时， 云计算可以集成煤矿多源数 据， 包括煤矿安全事故的现场数据、 历史数据、 决策 支持模型、 知识及案例、 应急设备物资、 救援人员及 专家等网络化的多源异构信息， 通过标准化接口为 信息快速采集、 传递存储的实现提供了可能， 采用数 据挖掘等技术手段对实时、 异构数据进行统计分析， 并提取出对决策有利的相关数据。 利用云计算技术建设煤矿企业云数据中心平 台， 并把现有的煤矿信息化建设成果与云计算技术 相结合， 充分发挥和挖掘煤矿海量数据的价值， 为煤 矿安全生产提供更有效的保障。目前， 煤矿云计算 数据中心的建设主要是在现有的煤矿信息基础设施 上， 购置计算服务器、 存储设备及网络设备， 利用虚 拟化技术将信息化物理基础资源转化为虚拟化资 源， 通过虚拟资源池为煤矿各应用系统提供计算、 存 储及网络资源， 在资源层面实现了资源整合与高效 利用， 在数据层面打破原有“烟囱式” 孤立的信息系 统， 实现各信息系统在数据层面的共享与交互。 3. 3煤矿大数据 煤矿大数据是指为了在煤矿安全生产过程更有 效地从高采样频率获取的、 大容量的、 不同结构和类 型的煤矿数据中获取价值而设计的新一代构架和技 术。其数据来源主要是指井下物联网感知层的各个 监测设备采集到的环境参数， 如甲烷、 一氧化碳、 氧 气、 温度、 压力等实时监测数据， 以及控制设备相关 数据。煤矿大数据具有 4V 的特点 1 数据体量 Volume巨大。煤矿生产过程中 会产生大量以甲烷为主的环境监测数据、 井下人员 定位信息、 设备信息和井下空间信息等动态数据。 特别用于监测环境数据的传感器， 其数据采集周期 短， 因此这种大量实时监测和控制等实时系统产生 的流式数据会形成一个大规模历史数据， 其更新数 据集也会在数分钟内就达到巨大的数据量规模。 2 数据产生和增长速度 Velocity快。随着物 联网技术、 传感器网络技术和无线射频技术的大规 模部署， 各类数据以前所未有的速度增加， 这些多源 异构数据即使通过过滤只保留有效的数据， 其数据 规模也很庞大。 3 数据类别 Variety多。大数据来自多种数 据源， 格式和种类多样， 它不仅包含传统关系型库的 结构化数据， 还包含视频监控等流式数据、 文档、 主 动系统和被动系统的传感器数据等结构化、 半结构 化和非结构化等多种数据形式， 如 GIS 数据、 监控视 频、 矿图数据、 图像数据、 应急预案、 应急知识及事故 案例等， 并且此类数据所占份额越来越大。 4 价值密度低 Value 。随着煤矿物联网的广 73 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 2016 年第 7 期煤 炭 科 学 技 术 第 44 卷 泛应用， 信息感知将贯通煤矿生产的各个环节 ［20 ］， 面对大量传感器产生的海量信息， 可以使用机器算 法高效地完成数据价值的提炼， 为煤矿安全生产提 供科学依据和决策， 是煤矿大数据核心价值的体现。 由于煤矿安全事故发生原因复杂， 人们还未能 完全掌握各类事故发生规律， 不能准确对煤矿安全 事故进行预测预警， 因此， 基于煤矿大数据深入发掘 数据价值， 对煤与瓦斯突出、 冲击地压、 火灾、 水害等 煤矿重大危险源进行科学预警具有重要意义。 4互联网煤矿安全信息化应用构架 互联网煤矿安全信息化应用构架， 综合应用 了煤矿物联网、 煤矿云计算和煤矿大数据技术， 通过 煤矿物联网采集并传输煤矿安全生产相关的各类数 据， 然后采用云平台对煤矿各种监控系统数据进行 统一存储和分析处理， 最后通过煤与瓦斯突出、 冲击 地压等预警模型对煤矿大数据进行分析与处理， 实 现煤矿安全事故的预测预警， 为煤矿管理人员提供 科学决策。该应用构架主要由信息感知层、 数据传 输层、 云计算资源层、 应用服务层、 用户接口层 5 个 部分组成 图 1 ， 为煤矿防灾、 减灾， 改善矿井安全 现状提供高效、 科学的决策依据与技术手段。 4. 1信息感知层建设 信息感知层采集的数据主要来自煤矿井下环境 监测 如甲烷、 负压、 温度、 湿度、 一氧化碳、 氧气、 烟 雾等监测 、 机电设备监测监控 如通风机、 提升机 等机电设备的电压、 电流、 功率等电量参数， 开停、 流 量、 翻笼计数等生产参数， 以及速度、 跑偏、 轴承温度 等工况参数的监控 、 人员精确定位、 压风自救、 供 水施救、 紧急避险、 通信联络和生产自动化 如采煤 自动化、 机车调度、 产量调运 等信息系统与自动化 系统， 以及煤矿固有基础数据信息采集。 4. 2数据传输层建设 传输层的主要功能是把信息感知层采集到的数 据， 通过云平台的标准接口传输至云计算资源层。 该层由安装在煤矿井下生产环境中的有线和无线终 端、 监控系统的数据传输软件组成。该层可以有效 利用现有的有线网络、 无线网络和移动网络来实现 数据的不间断传输， 同时该层具有数据缓存功能， 在 数据传输速率低或无可用网络的情况下， 为保证数 据不丢失， 将启用数据本地缓存。 4. 3云计算资源层建设 云计算资源层是该应用构架的重要组成部分， 图 1互联网煤矿安全信息化应用构架 Fig. 1Application framework of internet plus coal mine safety inatization 也是实现智能矿山的信息化基础设施保障。该层由 硬件层、 通信适配层、 资源驱动层和中间件层组成， 云中间件是指集成了云计算能力的中间件平台， 该 层负责整个煤矿信息基础设施的虚拟化资源池 虚 拟化的计算资源、 存储资源及网络资源 的建设及 管理。 4. 4应用服务层建设 应用服务层主要向煤矿企业及各级监管部门提 供可见的面向管理人员的大数据分析决策系统， 如 一通三防、 瓦斯预警、 矿压分布等， 以及满足日常业 务要求的软件服务， 各级监管部门的工作人员可以 实时掌握其管辖范围内的煤矿安全生产情况， 包括 井下实时环境参数、 各种数据报表查询与打印， 相关 业务 流 程 处 理 等 功 能， 以 及 可 视 化 平 台 服 务 2DGIS、 3DGIS 等 ， 此外， 它还用于实现用户统一 身份认证、 权限控制、 个性化配置等相关功能。 根据煤矿用户和各级监管部门的要求， 必须对 83 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 李树刚等 互联网煤矿安全信息化关键技术及应用构架2016 年第 7 期 上传的煤矿监测数据做相应的分析处理， 如煤矿生 产环境参数异常判断分析、 历史数据统计分析、 报警 统计等。特别对于煤矿人、 机、 环高度耦合的大系统 来说， 海量数据在高维度矿井灾害预警模型的支持 下， 预测预警将更加精确， 而其实现的信息化基础则 是具有弹性分布式计算能力的煤矿云平台。 同时， 由于煤矿视频监控产生的非结构化数据规 模庞大， 而且增长迅速， 但其价值密度较低， 所以只有 对其进行深度的挖掘， 才能使其发挥出数据本身所应 具有的应用价值， 使视频监控从分析事故原因为主的 事后查看转变为智能预警为主的事前分析。 4. 5用户接口层 不同层面的用户可通过适合的终端， 如 Web Access 和专属客户端 接入该平台， 使用平台提供 的高效、 丰富的煤矿安全生产应用服务。 5互联网煤矿安全信息化专有云平台构建 模式 为了保证对数据、 安全性和服务质量的最有效 控制， 煤矿企业可选择专有云构建模式。该构架基 于煤矿企业现有的基础设施环境， 对服务器、 网络、 存储进行统一规划和构架， 并通过虚拟化平台实现。 可采用市面上主流的虚拟化技术， 如基于 X86 构架 的 VMware 的 ESX 平台、 Citrix 的 Xen 平台、 微软的 Hyper－V 平台， 以及 ＲedHat 公司的 KVM 平台。煤 矿安全信息化专有云平台构建模式如图 2 所示。 图 2煤矿安全信息化专有云平台构建模式 Fig. 2Private cloud construction model of coal mine safety inatization 这种基于虚拟化技术的专有云构架模式主要由 生产、 灾备存储、 多组服务集群、 无阻塞网络组成。 其中， 存储网负责整个应用构架平台所有数据的集 中统一存储， 可以采用 FC/SAN 或 IP/SAN 进行生 产环境的数据存储， 采用 NAS 作为灾备环境的数据 存储设备。可满足多个用户的数据存储和并发访问 需求， 保证为煤矿各级用户及煤矿监管机构提供高 效、 高速的数据存取服务。 同时， 煤矿信息中心物理服务器安装虚拟化平 台软件， 并通过存储虚拟化技术使得同一集群组内 的服务器共享生产与灾备存储空间， 是现行煤矿企 业易于实施的一种构架模式。而该方案投入成本较 高， 采购所需的软硬件平台， 如服务器、 各式存储设 备、 存储交换机、 商业虚拟化软件授权均需要大量的 预算。虽然会付出一定成本， 但相比于“云化” 后的 价值来说还是值得选择的， 该构架使资源池化与服 务可度量， 业务可快速响应， 服务器总体采购成本降 低、 运维管理成本降低、 节能降耗， 同时， 通过商用虚 拟化平台通常可保障云平台的高可靠性和高稳 定性。 6结语 在互联网行动计划的带领下， 物联网、 云计 算、 大数据等最新的信息技术将应用到煤炭工业的 各个环节， 获取一切可提供洞察分析价值的数据。 未来煤矿企业可以着眼于从所有数据中获得洞察价 值， 这些数据不仅来源于物联网， 而是要超越传感器 等相关设备， 来源于可以从中得到洞察价值数据信 息的其他设备， 如各种监测监控系统的服务器日志、 地理位置及来自互联网的所有数据。在全息大数据 的基础上， 逐渐掌握事故发生规律， 及早发现事故安 全隐患并及时处理， 有效预防煤矿安全事故的发生， 为煤矿防灾、 减灾， 改善矿井安全现状提供高效、 科 学的决策依据与技术手段， 尽可能发掘煤矿生产及 管理中产生的海量数据中潜在的信息价值， 实现真 正的智能矿山。 参考文献 Ｒeferences ［ 1］毛善君．“高科技煤矿” 信息化建设的战略思考及关键技术 ［J］．煤炭学报， 2014， 39 8 1572－1583． Mao Shanjun．Strategic thinking and key technology of inatiza- tion construction of high－tech coal mine［J］．Journal of China 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