[00710913]矿山无线传感与灾害监控关键技术研究及其应用

该项目属于矿山安全监测应用领域，涉及电子与通信技术、自动控制等其他学科，受国家自然科学基金项目“井下复杂环境中无线通信与组网关键技术的研究”和“基于协作通信的矿井多信息流无线传输关键技术研究”立项资助，项目成果于2015年由重庆市万州区科学技术委员会鉴定为“国内领先水平”。主要技术内容：针对中国现有矿山灾害监测系统监测种类单一、缺乏综合预警分析、存在监控盲区、无线网络覆盖面不足等问题，研究了矿山无线传感器网络组网与传输技术，研发了矿山无线传感器网络监测设备和矿山压力监测系统，构建了矿山灾害综合监控预警系统平台，实现了矿山灾害监测、无线压力监测、综合防治与智能预警联动，减少了人员伤亡和灾害损失，提高了矿山安全生产管理水平，可广泛应用于矿山安全生产和灾害监测的综合监控及智能联动。技术创新点：研发适用于矿山通信的无线传感器网络监测传感器、感知节点和网关设备等产品，实现井下有害气体、氧气、烟雾和粉尘等环境数据的实时采集、处理和有线/无线传输。研究面向矿山灾害监控的无线传感器网络组网机制，提出面向矿井巷道应用的无线传感器网络能量优化链式路由协议和多QoS约束的多流多目标协作传输机制，解决了矿山无线传感器网络组网及传输关键技术问题。研发基于无线传感器网络的矿山压力在线监测系统，实时监测井下综采工作面液压支架压力、顶板离层运动状态和巷道支护质量，克服工作面内易拖断通讯电缆及其他因素造成电缆断裂的困难，实现井下复杂作业环境下动压、静压全方位监测预警。构建矿山灾害综合监控预警防治联动体系，研发集监控管理、安全调度、预警分析、应急处理于一体的矿山灾害综合监控预警系统平台，实现矿山灾害全过程、全覆盖的智能监控。知识产权：围绕矿山无线传感器网络安全生产及灾害监测核心内容，已授权发明专利4项和实用新型专利12项，受理发明专利6项，获得计算机软件著作权4项，发表论文30余篇(见附件2）。应用推广及效益：项目成果已成功应用于江苏三恒科技股份有限公司的相关产品，并在中国十多个矿山安全生产中应用2年以上，累计新增产值4.2亿多元，新增利润8400多万元，节支2300多万元（见附件4）。该项目成果可推广应用于金属/非金属矿山监测和山体滑坡监测领域，具有明显的经济效益和社会效益，对构建基于无线传感器网络的灾害综合监控预警平台、提高灾害监测水平具有重要意义。