伍好好
中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆市 400039
摘要：随着经济持续高速发展，国家对于能源的需求日益上涨。我国作为煤矿开采大国，本身就对煤矿具有非常大的需求量，所以如何提高煤矿的开采效率就至关重要。而在进行煤矿开采的过程中对于煤矿安全的监控直接影响着煤矿生产效率，有效地保证了国家和人民的经济安全和稳定发展。本文致力于研究信息融合技术在煤矿安全生产中的应用，具有重要的实践意义。
关键词：信息融合技术；煤矿安全监控；应用
1信息融合技术
信息融合技术是一种通过对数据进行感知和综合的过程，类似于人类通过感官对事物进行感知、综合分析和判断的过程。具体而言，信息融合技术首先需要借助信息化手段对获得的若干传感器数据按照一定的逻辑关系进行信息提取和综合分析，再通过最后的分析结果进行相关决策和判断。通过上述定义可以发现，信息融合技术需要将若干传感器作为基础，并按照工作中的目标任务对传感器信息进行协调管理，通过构建一定条件下的传感器模型进行传感器数据的状态统一、选择剔除、分类综合工作，最终达到对数据对象进行判断决策的目的。就信息融合的方法而言，主要包括加权法、参数法、识别法和人工智能法等，这些方法具有自身的优劣势和使用情境，因此相关企业在进行应用时也需要按照特定环境和领域进行个别选择或者多个组合，以满足实际的应用需求。根据数据的抽象程度，信息融合技术主要分为三个层次，即数据级融合、特征级融合、决策级融合。煤矿企业在煤矿安全监管中应用信息融合技术时，也要关注到这三个层次，根据自身的情况进行合理选择。
2煤矿安全监控中信息融合技术的应用
2.1平台总体架构
煤矿安全监控多系统融合平台总体架构如图１所示。平台包括数据采集、数据中心、数据展示与分析、系统联动等模块。数据采集模块通过OPC、WCF、文本文件等方式，实现对安全监控系统、人员定位系统、电力监控系统及其他设备监测系统等数据的实时采集。数据中心模块对采集的数据进行常规处理、报警逻辑处理、数据分析计算、历史数据存储，并对数据进行统一发布。数据展示与分析模块主要实现实时数据、实时图形、历史曲线、报警数据及数据综合分析结果的展示及查询等。系统联动模块主要实现数据展示联动与应急联动，当系统发生故障、报警时，自动弹出对应区域的参数、设备状态与工业电视视频等；当发生报警需要撤人时，自动产生联动命令，通过联动通信组件下发到对应的系统。
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图１煤矿安全监控多系统融合平台架构
2.2信息融合预测模型设计分析
①一级数据融合。一级融合结合了统计分析法和加权法两种信息融合方法，对同类型的多个传感器数据进行融合分析，因此属于一种数据级融合和特征级融合的层次范围。其中对于同类型传感器数据的融合，需要借助统计分析法根据传感器历史监测值划定的稳健监测范围进行，并且这一步骤需要选取传感器各个时段的有效数据估计值和相应权值；对于传感器中出现的故障以及数据记录偏差等问题的解决需要通过加权法解决。
②二级数据融合。二级数据融合是针对同类型传感器的融合结果进行不同类型间的数据融合，这一步骤的数据融合是为了解决一级数据融合中难以预测的情况。具体而言，在煤矿开采过程中由于矿井内环境恶劣复杂，传感器受到这种环境的影响容易发生监测不稳定、监测精度降低、系统故障以及监测结果不准确等方面的问题。在这种情况下，仅仅对于同类型传感器进行数据融合是无法真正反映矿井内的真实环境状况的，必须对同类型传感器的融合数据结果进行二次融合。大多数煤矿企业在进行二级数据融合时，都会采用D-S证据理论融合法，这种方法首先需要建立一个BPA证据库，这一证据库的构建是根据一级融合各类传感器监测值建立的混淆矩阵得到的；其次需要将二级融合数据按照预警判断标准进行相应的数据预测准备，在此基础上根据一级融合数据结果选定相应的BPA值；最后通过DEMPSTER融合法对各个BPA值进行融合，得到煤矿安全状态的概率值，并找寻其中的最大信度状态，即当时矿井内的实际安全状况。
2.3系统联动
系统联动模块制定了与各融合子系统的联动协议，通过数据展示联动功能及联动通信组件与人员定位、应急广播、电力监控等系统进行联动。①当作业现场发生设备运行故障时，安全监控系统能够与工业电视系统联动，自动将对应工业电视画面弹出显示，以便直观监视现场故障状况。②与电力监控系统联动。当安全监控系统监测到基层矿井有重大隐患并需要对某区域进行断电时，向电力监控系统发送桌面消息框，提示电力监控系统管理人员进行相应操作，同时将断电可能影响的范围在图形上进行闪烁提示。管理人员根据实际情况判断是否需要断电。
2.4安全监控系统与GIS的融合
GIS软件与煤矿安全监测系统的融合大大提高了监控的时效性，准确提供数据联动、信息展示、设备管理的空间位置，具有更好的经济效益和应用价值，遵循了“一矿一图”、“一网一站”的改造升级要求。图形展示可缩放图形、回放轨迹、鹰眼、自定义动画、事件等。图形驱动可提供历史数据、实时数据接口，并生成测点对象定义文件。
3煤矿监测监控系统应用的发展趋势
中国煤矿监测监控系统缺乏统一化的标准是煤矿生产中存在的严重问题，因此在煤矿监测监控系统的发展中应该使其更加标准化。为了满足现代化生产的需求，煤矿企业应在煤矿监测监控系统中使用工业组态软件，充分利用其良好的开放性与交互性，灵活地进行煤矿安全生产的监控监督工作。煤矿监测监控系统的使用离不开网络的支持，因此为了提高煤矿监测监控系统的标准化还需要规范网络体系结构，进而提升网络的标准化，为实现整个系统的标准化打下坚实的基础。
当前煤矿监测监控系统的主要工作范围是监测环境安全参数与监测设备的开关状态，监测覆盖的范围面还不够广泛，所以在未来的发展中，应该使煤矿监测监控系统向着覆盖面更广的方向发展。煤矿生产企业应发展集装备、监控与远程传输设备于一体的采矿设备，并且使其与工业局网络连接，这样煤矿监测监控系统就可以对煤炭开采的每一个过程与细节进行监控，实现覆盖面更广的监测与监控，减少安全事故的发生，提高煤矿生产过程的安全性与高效性。
结语：
综上所述，信息融合技术在煤矿安全监管中是十分重要的，它能够在很大程度上提高煤矿安全监测结果的准确性，促进煤矿企业的进一步发展。因此煤矿企业应该顺应时代发展的脚步，将信息融合技术引入煤矿安全监控中，使我国煤矿生产的信息化水平不断提高。
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