高集成度无线气体传感器节点设计

近年来,由于高含硫气田井喷、压力容器泄漏和沼气池维护不当等原因发生的有毒有害气体伤害事故发生较频繁,亟需集成无线传输功能、易于快速部署、具有一定防护功能的有毒有害气体监测设备.针对这种需求,本文设计并实现了一种针对油气田等复杂环境现场数据监测和采集的需求,集成气体浓度、温度、GPS信息等多种数据采集功能;通过自组织的无线网络进行数据传输;集成电池模块,易于快速部署;具有一定防护功能的高集成度无线传感器节点.该节点已通过了"中国计量院"的气体采集精度测试,已通过"电子工业安全与电磁兼容兼容监测中心"的外壳防护等级测试.并且已经成功在中国石油西南分公司试点应用.     

卷烟工厂安全信息化系统的探索与实践

随着安全生产标准化建设不断深入,生产企业的安全工作更加规范,卷烟企业安全日常监管工作任务越来越繁重,各类安全数据信息急剧增加,以往的安全管理手段已无法满足新形势下安全生产监管工作的实际需要。借助信息化手段,构建安全信息化应用系统,融合QEO体系、烟草行业安全生产标准化建设要求,搭建四个层级的安全信息化整体系统框架,设计安全生产管控子系统、业务监管子系统等四个子系统,涵盖卷烟企业安全标准化规范的所有要素和条款,将先进的网络技术、数据管理技术和物联网等技术手段融入安全生产日常监管工作,实现现场施工审批、安全巡检、隐患闭环、现场监控、相关方管理等全过程信息化管理,对推动安全管理效率、提升安全管理水平具有重要的现实意义。     

矿山机电设备运行大数据应用研究

以矿山机电设备运行数据采集为切入点研究矿山大数据技术应用。利用传感器采集数据,基于LoRaWAN物联网远程通信接入平台传输采集数据,构建起矿山机电设备状态数据采集系统,以大数据技术应用理念出发,设计与分析矿山机电设备云计算服务平台,实现对矿山设备运行状态的实时监测。通过对矿山设备工作数据的积累,结合矿山信息化系统的数据融合,借助大数据技术,对矿山设备运行大数据进行处理、分析、挖掘和可视化,实现了矿山机电设备各种异常状态和故障的预测与判别,以及多参数之间相互关系的分析与预测,为大数据技术在矿山开采领域中的应用和矿物开采效率的提高起到积极的作用。     

城市烟花爆竹安全监控与业务管理综合信息系统的研究和开发

对城市烟花爆竹安全监控与业务管理综合信息系统的需求进行分析;提出了网络化信息管理系统的设计架构和功能设置;并设计开发了城市烟花爆竹安全监控与业务管理综合信息系统,将先进的网络通讯技术、数据实时采集技术、组态技术、安全监控与预警技术和基于W eb的信息管理软件开发技术进行集成设计;实现了基于烟花爆竹仓库现场实时数据监测结果的多媒体联动、多用途智能报警监视硬件设备和配套的业务管理软件的信息融合。     

“基于情景构建高风险油气田重大事故应急准备理论及关键技术研究”获2013年度“神华杯”中国职业安全健康协会科学技术奖二等奖

基于情景构建高风险油气田重大事故应急准备理论及关键技术研究项目由中国安全生产科学研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司共同完成。该项目属于安全科学技术学科的公共安全领域,包括高风险油气田重大事故情景构建理论与方法、应急准备规划区技术与方法、应急准备关键技术研发与应用等主要内容。在项目总体设计中,以公众保护为核心目标,采用现代应急准备理论与方法,从科学、技术和工程应用三个层面,提出了重大事故情景构建理论,建立了基于现场调查、实验及计算的井喷事故情景原型,提出了井喷事故后果三维数值模拟技术,建立了基于井喷事故情景的应急准备规划区划分方法,针对我国高含硫油气田生产的特殊风险和钻完井特定高风险期间在安全与应急管理上的科技需求,提出了基于情景一任务一能力的应急预案编制技术,研发了基于风险管理的井喷事故现场监测预警技术及系统,提出了基于情景应对的公众保护技术,项目成果具有理论创新、学科融合和应用有效等显著特点。     

载人设备结构应力状态光纤光栅监测系统开发与应用

基于光纤光柵传感技术开发了一套载人设备结构应力状态监测系统,该系统由传感子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据存储子系统和数据显示子系统等组成。系统通过光纤光柵传感器对载人设备结构的应变波长信号进行感知;利用数据采集系统对各测点的监测波长数据进行同步采集,通过数据传输子系统实现数据的实时远程传输。然后通过软件系统实现各通道采集应力数据同步存储,并实现数据的实时显示、历史曲线查询,利用后台数据分析显示该测点部位的疲劳损伤状态和裂纹萌生寿命的预测。最后通过现场测试,证明了现场采集数据的有效性,并结合载人设备结构应力热点区疲劳损伤诊断方法初步实现了对测点部位的损伤诊断和疲劳寿命预测。为载人设备结构的维修提供依据,保障载人设备的安全运行。     

中国安科院参与的国家863重点课题“危化品生产储存使用安全监测系统开发及应用示范”试点项目开始现场施工工作

2008年6月29日，863重点项目“危化品生产储存使用安全监测系统开发及应用示范”课题参加单位中国安全生产科学研究院、北京东方泰坦科技公司、中科院上海微系统所的相关技术人员赴大连光明特种气体有限公司进行安全监测系统现场施工和调试工作。此安全监测系统采用中科院上海微系统所研制的无线传感网络WSN（Wireless Sensor Network）完成各传感器信息的采集和发送，由中心节点对信息进行汇总，并发送给监控主机。     

煤矿安全管理信息化实践简

基于MCTP矿用本质安全型多信道工业环网的煤矿安全管理信息化系统,整体构成矿井安全物联网,由安全管控中心、现场主/分站,各种安全监测传感器、控制器及闭锁装置组成。感知范围包含井下通风瓦斯、水害、火灾、顶板灾害等相关的主要综合环境参数,人员车辆精确位置与运动轨迹,设备故障诊断,从业人员行为记录等诸多安全要素。该系统依据安全要素智能分析结果及时预警,自动控制相关设备设施,启动应急预案提示,与安全避险“六大系统”融合管理,形成一套完整的安全管控自动化系统。这一系统应用依托于智能化安全监管自动化平台,平台可加载各项安全管理模块,包括矿井重大危险源在线辨识与风险控制管理、在线多级隐患排查及处理、应急预案在线管理、应急救援辅助决策与现场指挥等,能够实现生产安全信息动态管理,安全信息的准确快速采集、查询和统计分析,帮助安全管理人员全面直观地掌握全矿安全生产状况,为制定有效安全措施提供信息保障,不仅提升了企业安全生产管理能力,同时还能带来良好的经济、社会效益。     

面向井下安全监测的多传感器数据融合ZigBee系统设计

针对当前井下众多的传感器类型,给矿井安全监测带来较大管理难度的问题,设计了面向井下安全监测的多传感器数据融合ZigBee系统,阐述了系统组成和系统实现。通过自定义的负载通信协议,将不同类型的传感器数据融合写入ZigBee协议的MAC负载字段,采集节点根据标准ZigBee协议将数据传输至汇聚节点,汇聚节点汇总后传输至嵌入式网关,并可以由嵌入式网关转发至安全监控中心,最终实现井下多类型传感器数据的实时显示。实际运行结果表明,系统可以兼容多个传感器数据进行ZigBee无线传输。     

基于阵列扫描的液货船多通道温度实时监测系统

油类、化学品和液化气在运输过程中具有很大的易燃易爆风险性,为保障船舶货运安全,基于数字测温传感器和单片机设计了实时温度监测系统。传感器阵列采用独特的一线制总线结构与单片机相连,通过循环扫描和分时复用技术实现对每个传感器的控制。利用RS232总线技术实现单片机与船舱值班室PC机之间的通信。仿真效果表明系统运行状况良好,试验数据表明系统在环境温度为-55～105℃时测量温度误差不超过1℃,能够实现多个货舱温度实时监测。解决了传统温度监测数据统计量大、人为现场测量、测量温度误差较大等问题,具有较高的实用价值。     

安全设备失效数据获取与计算

安全设备失效数据是安全仪表系统(SIS)分析、设计和维护等活动所需的基础数据信息,对安全仪表系统的开发和功能安全相关标准的实施至关重要。文中总结分析了国内外现有失效数据库的现状,详细介绍了OREDA数据库。研究阐述了设备失效的类型、失效因素和数据的获取要求,讨论了失效数据质量的主要影响因素,研究提出了FMEDA失效数据获取法、现场数据获取流程以及失效率的几种计算方法,给出了失效数据信息的表示形式。     

基于设备网(DeviceNet)总线技术的矿井瓦斯传感器的设计

介绍瓦斯传感器的国内外研究现状,给出以设备网(DeviceNet)总线构成的瓦斯传感器检测网络结构。简要分析了DeviceNet总线协议特点以及其关键技术,提出具有DeviceNet总线规范的矿井瓦斯传感器的设计及实现方案。硬件电路主要由信号调理电路、数字信号处理器,以及能实现DeviceNet网络通信的接口电路构成,用对象建模的方法构建了矿井瓦斯传感器的对象模型,并用模块化编程技术实现了矿井瓦斯传感器作为一个网络从设备的应用层的软件设计。该传感器作为从设备和带有PCI-CAN网卡的计算机组成主/从连接网络,能对多个矿井瓦斯传感器的数据实现远距离的控制。     

基于SP12汽车安全胎压监测系统设计与实现

为了降低胎压监测系统的功耗和优化胎压监测系统的显示方式,设计了一种基于SP12传感器的安全胎压监测系统方案。从硬件和软件两方面描述了系统的设计实现方法。在硬件设计上,采用车载电源和充电电池两种方式对主机进行供电,同时,系统应用SP12多功能传感器降低功耗。在软件设计上,着重介绍了轮胎采集模块和中央显示模块的设计。为进一步优化系统的显示方式,中央显示模块采用带触摸屏的LCD显示器作为人机交互接口。实际测试结果表明,该系统可实时监测每个轮胎内部的实际温度、压力和电压,确定故障轮胎并实时报警,有效避免爆胎事故的发生。另外,系统在安全性、低功耗以及可靠性方面具有一定的优势,这也符合智能车辆研究的发展趋势。     

浅谈物联网感知安全的关键技术

在认识物联网的特征和层次结构的基础上,介绍了物联网感知安全的应用研究现状,以及物联网感知安全行业所需的技术,着重分析了无线传感器网络技术、识别技术、信息传感核心材料等关键技术的研究内容和目标。运用物联网感知安全技术可以为公共安全和安全生产提供有效的保障。     

基于互联网+的轨道交通动力设备安全管理系统的研究

根据我国轨道交通设备安全管理的需求,提出基于互联网+的轨道交通动力设备安全管理系统平台的框架,运用J2EE开发工具,采用嵌入式高速数据采集技术、故障诊断技术,构建形成集成化、网络化和信息化的轨道交通动力设备安全管理系统。完善智能的设备安全管理系统,能有效提高轨道交通动力设备的安全监管力度,保障设备安全。     

基于无线传感器网络的市政下水道可燃气体监测系统设计及应用

为防止下水道可燃气体积聚引发爆炸事故,利用无线传感器网络技术设计了市政下水道可燃气体监测系统.实测结果表明:气体传感器监测数据相对误差在2.0%以内,无线数据收发设备的年发送成功率达到98.0%,满足工程运用需求,系统具有较高的可靠性和稳定性.结合无线网络覆盖范围广、实时在线的特点,该系统实现了对不同区域下水道内可燃气体浓度的远程监测,为下水道的安全预警提供了有效依据.     

煤矿安全地理信息系统的研究进展及发展趋势

地理信息系统（GIS）作为目前发展最迅速的高新技术之一,在各个应用领域正在得到广泛的应用。煤矿安全GIS是描述、存储、分析、决策和输出矿井空间地理信息系统的一门技术。以煤矿安全管理为研究对象,总结了煤矿安全GIS的研究现状,并对其进行分类,分析认为,现阶段煤矿安全GIS主要有四个类型。并对这四个类型煤矿安全GIS的不足之处进行了详细的阐述。在此基础上提出并分析了了当前煤矿安全GIS中螈待解决的三个问题。研究表明：三维煤矿安全GIS和嵌入专家决策支持系统的新型煤矿安全GIS是今后一段时间内煤矿安全GIS的两个主要研究方向。结论对煤矿安全管理和煤矿安全GIS的进一步研究提供一定的参考。     

基于风网的自学习动态监测系统分析

煤矿井下巷道风速是随时变化的,主要规律是一种围绕某一平均值的上下起伏的平稳随机过程,其表现为平均风速和脉动风速,风速传感器最大限度地反映了井下主要巷道风速信息。我们将井下风速传感器与通风解算技术相结合,对全矿井的风网进行实时计算,从而得到了全矿井较准确的实时分风量分布状况。系统能够将风速传感器采集到的实时风速转换为巷道的实时风量,根据月风量统计结果进行巷道阻力系数的自动调整;系统采用相关分析技术,测定煤矿井下数据之间相关关系和规律,并据此建立预分析测模型,进而进行风量的预测和控制;系统具有自我学习功能,通过不断修正模型参数,将实时井下探测数据用于分析和预测,为安全管理提供有效指导。     

基于多Agent的危险化学品安全生产信息采集系统设计

安全生产监管是政府的重要职责,直接关系到国家财产和人民生命安全.安全生产监管中,以危险化学品的监管为重中之重.提高安全生产监管的信息化程度是降低监管强度、提高监管效率行之有效的方法.构建了由管理Agent、采集Agent、故障诊断Agent、通信Agent组成的分布式信息采集多Agent系统,将安监局监管中心对危险化学品生产过程监管的信息采集任务下移到企业端,利用多Agent系统实现危险源生产状态参数的采集、监控及分析;设计了该信息采集系统各类Agent的结构和功能.利用多Agent系统实现分散于各企业的危险源生产状态参数的信息采集、监控及分析,预测和诊断生产过程中的异常状况.通过Agent之间的合作、并行求解使危险化学品安全生产信息采集的问题得到较好地解决.     

信息可视化在化工企业水环境安全影响评价中的研究及应用

运用data system.exe技术,对水环境评价系统功能模块进行设计;提出水环境影响评价信息可视化软件的设计方法;建立水环境污染因子数据信息可视化软件,并应用该软件对石油化工企业的水环境进行了初步的风险评价。结果表明:该软件能在识别污染因子数据信息的同时生成与之相匹配的直观的模拟环境图像,有助于管理者进行及时分析与决策;通过输入水环境污染因子监测值后,系统可以自动判定环境的污染的程度,并把对应环境质量的级别、环境的安全程度以及污染对人体与生物的影响程度在图中显示出来,能够有效地提高环境影响评价的可靠度;评价示意图中的评价因子可以根据需要进行增加或更换,有助于该系统的推广应用,建立的环境污染因子数据信息可视化模型具有很强的适用性。