安全信息工程 以煤礦和交通安全監(jiān)控為例 作者： 張勇，郝生武，蔡輝著 出版時間： 2019年版 內(nèi)容簡介 u3000u3000本書是作者及其所在團隊多年來工程技術(shù)實踐的總結(jié)。全書較為詳細地論述了安全信息工程的基本原理、體系結(jié)構(gòu)，闡述了在工業(yè)監(jiān)測、監(jiān)控過程領(lǐng)域中的設(shè)計方法、設(shè)計思路，并給出了設(shè)計實例。內(nèi)容主要包括：安全信息工程概述；安全信息工程的體系結(jié)構(gòu)；安全信息工程的設(shè)計方法——礦用乳化液矢量自動配比裝置研究；安全信息工程的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)——沖擊地壓的監(jiān)測監(jiān)控與事故分析；煤礦安全監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)與設(shè)計；大數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析方法及在安全預(yù)警中的應(yīng)用；輻射劑量實時監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)；吊管機智能監(jiān)控儀的設(shè)計；煤礦水文監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計；煤礦安全信息工程實例；安全信息工程在交通智能管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。 本書可作為礦業(yè)工程、安全科學(xué)與工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、測試計量技術(shù)及儀器、計算機應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和高等院校師生的參考用書。 目錄 1安全信息工程概述1 1.1安全信息工程概述1 1.1.1安全的基本概念1 1.1.2信息的基本概念2 1.1.3安全與信息的關(guān)系2 1.1.4安全信息工程的應(yīng)用3 1.2安全信息工程建設(shè)3 1.2.1安全信息工程建設(shè)的主要內(nèi)容4 1.2.2安全信息工程的硬件設(shè)計4 1.2.3安全信息工程的軟件設(shè)計5 1.2.4安全信息工程的預(yù)測與決策算法5 1.3安全信息工程舉例5 1.3.1尤洛卡（精準信息）煤礦頂板動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)5 1.3.2KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)6 1.3.3河南義馬煤礦工業(yè)視頻監(jiān)控6 1.3.4安全監(jiān)控組態(tài)軟件8 1.3.5安全管理信息系統(tǒng)8 1.4安全信息工程的發(fā)展趨勢9 1.5安全信息系統(tǒng)的可靠性11 2安全信息工程的體系結(jié)構(gòu)12 2.1系統(tǒng)分析12 2.1.1需求分析12 2.1.2系統(tǒng)設(shè)計的原則12 2.2設(shè)計方案13 2.2.1設(shè)計范圍13 2.2.2主要內(nèi)容13 2.2.3設(shè)計原則13 2.2.4設(shè)計依據(jù)14 2.2.5整體方案14 2.3系統(tǒng)設(shè)計15 2.3.1系統(tǒng)平臺設(shè)計原則15 2.3.2系統(tǒng)平臺主要技術(shù)要求15 2.3.3系統(tǒng)平臺總體布置15 2.3.4康家灣礦井下擬建信號覆蓋區(qū)域分析16 2.3.5系統(tǒng)總體布置及主干環(huán)網(wǎng)設(shè)計16 2.3.6光纖線路和基站布置16 2.3.7平臺部分千兆交換機中段布置17 2.3.8大屏拼接顯示系統(tǒng)17 2.4監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)18 2.4.1系統(tǒng)設(shè)計要求18 2.4.2系統(tǒng)主要監(jiān)測監(jiān)控方案18 2.4.3監(jiān)測監(jiān)控的技術(shù)要求及達到的功能18 2.4.4主要監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備19 2.5通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)19 2.5.1系統(tǒng)設(shè)計要求19 2.5.2系統(tǒng)設(shè)計方案19 2.5.3主要有線通信設(shè)備20 2.6人員定位系統(tǒng)20 2.6.1系統(tǒng)設(shè)計要求20 2.6.2人員定位系統(tǒng)功能實現(xiàn)20 2.6.3定位卡總數(shù)及分配21 2.7項目評分表21 2.8建設(shè)工程項目工程量清單22 3安全信息工程的設(shè)計方法——礦用乳化液矢量自動配比裝置研究24 3.1概述24 3.1.1問題的提出及研究的目的和意義24 3.1.2國內(nèi)外概況及技術(shù)發(fā)展趨勢24 3.1.3研究工作的設(shè)想25 3.2總體研究方案26 3.2.1系統(tǒng)實現(xiàn)的功能26 3.2.2系統(tǒng)的總體設(shè)計說明27 3.2.3系統(tǒng)的硬件設(shè)計28 3.2.4系統(tǒng)的軟件設(shè)計28 3.3系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計及研究29 3.3.1傳感器簡介29 3.3.2單片機系統(tǒng)設(shè)計31 3.3.3A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計32 3.3.4D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計35 3.3.5變頻調(diào)速電路的設(shè)計36 3.3.6液晶顯示電路設(shè)計37 3.3.7鍵盤電路40 3.3.8控制輸出及自動閉鎖電路41 3.3.9電源電路設(shè)計42 3.4系統(tǒng)軟件設(shè)計43 3.4.1單片機C語言簡介43 3.4.2單片機軟件設(shè)計45 3.4.3矢量控制45 3.4.4PID控制46 3.4.5編程舉例48 3.5安全可靠性分析與設(shè)計49 3.5.1硬件抗干擾技術(shù)49 3.5.2軟件抗干擾設(shè)計50 3.5.3防爆措施53 3.6系統(tǒng)功能的進一步擴展54 3.6.1分布式乳化液自動配比系統(tǒng)的組成54 3.6.2分布式乳化液自動配比系統(tǒng)接入礦井以太網(wǎng)的應(yīng)用方案57 4安全信息工程的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)——沖擊地壓的監(jiān)測監(jiān)控與事故分析60 4.1星村煤礦3302工作面概況60 4.1.1礦井及工作面概況60 4.1.2沖擊地壓危險性分析61 4.1.3沖擊危險指數(shù)評價63 4.1.4沖擊地壓危險區(qū)域劃分64 4.2沖擊地壓監(jiān)測監(jiān)控的手段和方法65 4.2.1微震監(jiān)測65 4.2.2沖擊地壓在線應(yīng)力監(jiān)測67 4.2.3鉆屑法檢測72 4.2.4電磁輻射法監(jiān)測標準73 4.3沖擊地壓的發(fā)生過程75 4.3.1沖擊地壓事故基本情況介紹75 4.3.2監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)75 4.3.3事故分析75 4.4掘進期間沖擊危險防治方案設(shè)計及卸壓解危方案78 4.5回采期間沖擊危險監(jiān)測方案79 4.6回采期間沖擊地壓防治方案設(shè)計80 4.6.1工作面超前預(yù)防卸壓80 4.6.2回采期間監(jiān)測危險區(qū)域處理措施81 5煤礦安全監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)與設(shè)計83 5.1煤礦檢測大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺的基本架構(gòu)83 5.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計83 5.2.1對象瀏覽器83 5.2.2數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)舉例86 5.3軟件應(yīng)用環(huán)境89 5.4程序設(shè)計90 5.4.1程序啟動90 5.4.2數(shù)據(jù)查詢舉例92 5.5源程序設(shè)計舉例100 6大數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析方法及在安全預(yù)警中的應(yīng)用116 6.1數(shù)據(jù)來源116 6.2常用數(shù)據(jù)挖掘工具131 6.3聚類分析在安全預(yù)警中的應(yīng)用132 6.3.1聚類分析的一般步驟132 6.3.2距離的定義132 6.3.3K-means（K均值）算法133 6.3.4圍繞中心點的劃分133 6.4支持向量機在安全預(yù)警中的應(yīng)用135 6.4.1基本原理135 6.4.2支持向量機建模137 6.4.3結(jié)果與討論137 7輻射劑量實時監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)140 7.1概述140 7.1.1輻射的基本概念140 7.1.2輻射對人體的影響140 7.1.3射線探測理論141 7.2輻射探測器的類型142 7.3煤礦輻射劑量監(jiān)測要實現(xiàn)的基本功能143 7.3.1儀表分類143 7.3.2煤礦輻射劑量檢測項目簡介144 7.4輻射劑量監(jiān)測的基本原理144 7.4.1系統(tǒng)要實現(xiàn)的基本功能144 7.4.2輻射劑量傳感器145 7.5硬件設(shè)計145 7.6軟件設(shè)計146 7.7軟件運行界面147 8吊管機智能監(jiān)控儀的設(shè)計151 8.1吊管機簡介151 8.2吊管機需監(jiān)控的技術(shù)性能指標152 8.2.1主要實現(xiàn)的功能152 8.2.2技術(shù)性能指標152 8.2.3工藝要求153 8.3系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)153 8.3.1技術(shù)特點153 8.3.2工作原理153 8.4主要傳感器簡介154 8.4.1吊重傳感器154 8.4.2角度傳感器155 8.4.3拉力傳感器155 8.4.4位移傳感器155 8.5硬件設(shè)計155 8.5.1主機硬件設(shè)計155 8.5.2顯示、操作單元硬件設(shè)計156 8.5.3傳感器與接收單元156 8.5.4主機系統(tǒng)的工作原理157 8.6軟件設(shè)計159 8.6.1主機部分159 8.6.2顯示部分159 8.7關(guān)鍵問題及解決方法159 8.8源程序示例160 8.8.1初始化文件，定義變量160 8.8.2A/D 轉(zhuǎn)換程序162 8.8.3液晶顯示器初始化程序163 8.9系統(tǒng)可靠性設(shè)計167 9煤礦水文監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計168 9.1水文監(jiān)測系統(tǒng)簡介168 9.2水文監(jiān)測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)168 9.3系統(tǒng)組成與工作原理169 9.4方案設(shè)計171 10煤礦安全信息工程實例175 10.1煤礦人員定位系統(tǒng)舉例175 10.1.1井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)簡介175 10.1.2人員位置監(jiān)測系統(tǒng)工作原理175 10.1.3軟件運行界面176 10.2礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實例180 10.2.1系統(tǒng)簡介180 10.2.2應(yīng)用界面180 11安全信息工程在交通智能管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究187 11.1出租車智能管理系統(tǒng)功能需求187 11.2出租車智能管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)189 11.3出租車車載智能終端方案設(shè)計190 11.3.1出租車車載終端整體方案190 11.3.2計量功能方案設(shè)計190 11.3.3定位功能方案設(shè)計191 11.3.4汽車行駛記錄方案設(shè)計191 11.3.5無線互聯(lián)功能方案設(shè)計192 11.3.6車載故障診斷功能方案設(shè)計193 11.3.7電子支付方案設(shè)計193 11.3.8駕駛員管理方案設(shè)計194 11.4出租車車載智能終端的硬件設(shè)計194 11.4.1出租車車載智能終端核心模塊設(shè)計195 11.4.2出租車車載智能終端主控板的設(shè)計196 11.4.3出租車車載智能終端衛(wèi)星定位模塊設(shè)計198 11.4.4出租車車載智能終端移動網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)計199 11.4.5出租車車載智能終端計量功能模塊設(shè)計201 11.4.6出租車車載智能終端汽車行駛記錄模塊設(shè)計203 11.4.7出租車車載智能終端OBDII模塊設(shè)計203 11.4.8出租車車載智能終端射頻卡支付模塊設(shè)計203 11.4.9出租車車載智能終端駕駛員管理模塊設(shè)計206 11.4.10出租車車載智能終端整體設(shè)計206 11.5出租車車載智能終端的軟件設(shè)計207 11.5.1嵌入式軟件開發(fā)簡介207 11.5.2Qt編程基礎(chǔ)及開發(fā)環(huán)境搭建208 11.5.3系統(tǒng)界面程序設(shè)計211 11.5.4智能終端程序設(shè)計215 11.6結(jié)論217 參考文獻218