●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安全與信息的關繫2 1.1.4安全信息工程的應用3 1.2安全信息工程建設3 1.2.1安全信息工程建設的主要內容4 1.2.2安全信息工程的硬件設計4 1.2.3安全信息工程的軟件設計5 1.2.4安全信息工程的預測與決策算法5 1.3安全信息工程舉例5 1.3.1尤洛卡（精準信息）煤礦頂板動態監測繫統5 1.3.2KJ95N型煤礦綜合監控繫統6 1.3.3河南義馬煤礦工業視頻監控6 1.3.4安全監控組態軟件8 1.3.5安全管理信息繫統8 1.4安全信息工程的發展趨勢9 1.5安全信息繫統的可靠性11 2安全信息工程的體繫結構12 2.1繫統分析12 2.1.1需求分析12 2.1.2繫統設計的原則12 2.2設計方案13 2.2.1設計範圍13 2.2.2主要內容13 2.2.3設計原則13 2.2.4設計依據14 2.2.5整體方案14 2.3繫統設計15 2.3.1繫統平臺設計原則15 2.3.2繫統平臺主要技術要求15 2.3.3繫統平臺總體布置15 2.3.4康家灣礦井下擬建信號覆蓋區域分析16 2.3.5繫統總體布置及主干環網設計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大屏拼接顯示繫統17 2.4監測監控繫統18 2.4.1繫統設計要求18 2.4.2繫統主要監測監控方案18 2.4.3監測監控的技術要求及達到的功能18 2.4.4主要監測監控設備19 2.5通信聯絡繫統19 2.5.1繫統設計要求19 2.5.2繫統設計方案19 2.5.3主要有線通信設備20 2.6人員定位繫統20 2.6.1繫統設計要求20 2.6.2人員定位繫統功能實現20 2.6.3定位卡總數及分配21 2.7項目評分表21 2.8建設工程項目工程量清單22 3安全信息工程的設計方法——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國內外概況及技術發展趨勢24 3.1.3研究工作的設想25 3.2總體研究方案26 3.2.1繫統實現的功能26 3.2.2繫統的總體設計說明27 3.2.3繫統的硬件設計28 3.2.4繫統的軟件設計28 3.3繫統硬件模塊設計及研究29 3.3.1傳感器簡介29 3.3.2單片機繫統設計31 3.3.3A/D轉換電路的設計32 3.3.4D/A轉換電路的設計35 3.3.5變頻調速電路的設計36 3.3.6液晶顯示電路設計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電源電路設計42 3.4繫統軟件設計43 3.4.1單片機C語言簡介43 3.4.2單片機軟件設計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計49 3.5.1硬件抗干擾技術49 3.5.2軟件抗干擾設計50 3.5.3防爆措施53 3.6繫統功能的進一步擴展54 3.6.1分布式乳化液自動配比繫統的組成54 3.6.2分布式乳化液自動配比繫統接入礦井以太網的應用方案57 4安全信息工程的監測監控繫統——衝擊地壓的監測監控與事故分析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衝擊地壓危險性分析61 4.1.3衝擊危險指數評價63 4.1.4衝擊地壓危險區域劃分64 4.2衝擊地壓監測監控的手段和方法65 4.2.1微震監測65 4.2.2衝擊地壓在線應力監測67 4.2.3鑽屑法檢測72 4.2.4電磁輻射法監測標準73 4.3衝擊地壓的發生過程75 4.3.1衝擊地壓事故基本情況介紹75 4.3.2監測繫統的數據表現75 4.3.3事故分析75 4.4掘進期間衝擊危險防治方案設計及卸壓解危方案78 4.5回采期間衝擊危險監測方案79 4.6回采期間衝擊地壓防治方案設計80 4.6.1工作面超前預防卸壓80 4.6.2回采期間監測危險區域處理措施81 5煤礦安全監測大數據平臺的開發與設計83 5.1煤礦檢測大數據應用平臺的基本架構83 5.2數據庫設計83 5.2.1對像瀏覽器83 5.2.2數據庫結構舉例86 5.3軟件應用環境89 5.4程序設計90 5.4.1程序啟動90 5.4.2數據查詢舉例92 5.5源程序設計舉例100 6大數據繫統分析方法及在安全預警中的應用116 6.1數據來源116 6.2常用數據挖掘工具131 6.3聚類分析在安全預警中的應用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警中的應用135 6.4.1基本原理135 6.4.2支持向量機建模137 6.4.3結果與討論137 7輻射劑量實時監測與預警繫統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煤礦輻射劑量監測要實現的基本功能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輻射劑量監測的基本原理144 7.4.1繫統要實現的基本功能144 7.4.2輻射劑量傳感器145 7.5硬件設計145 7.6軟件設計146 7.7軟件運行界面147 8弔管機智能監控儀的設計151 8.1弔管機簡介151 8.2弔管機需監控的技術性能指標152 8.2.1主要實現的功能152 8.2.2技術性能指標152 8.2.3工藝要求153 8.3繫統組成與結構153 8.3.1技術特點153 8.3.2工作原理153 8.4主要傳感器簡介154 8.4.1弔重傳感器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硬件設計155 8.5.1主機硬件設計155 8.5.2顯示、硬件設計156 8.5.3傳感器與156 8.5.4主機繫統的工作原理157 8.6軟件設計159 8.6.1主機部分159 8.6.2顯示部分159 8.7關鍵問題及解決方法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 轉換程序162 8.8.3液晶顯示器初始化程序163 8.9繫統可靠性設計167 9煤礦水文監測繫統的設計168 9.1水文監測繫統簡介168 9.2水文監測繫統的整體結構168 9.3繫統組成與工作原理169 9.4方案設計171 10煤礦安全信息工程實例175 10.1煤礦人員定位繫統舉例175 10.1.1井下人員位置監測繫統簡介175 10.1.2人員位置監測繫統工作原理175 10.1.3軟件運行界面176 10.2礦井水文監測繫統應用實例180 10.2.1繫統簡介180 10.2.2應用界面180 11安全信息工程在交通智能管理繫統中的應用研究187 11.1出租車智能管理繫統功能需求187 11.2出租車智能管理繫統總體結構189 11.3出租車車載智能終端方案設計190 11.3.1出租車車載終端整體方案190 11.3.2計量功能方案設計190 11.3.3定位功能方案設計191 11.3.4汽車行駛記錄方案設計191 11.3.5無線互聯功能方案設計192 11.3.6車載故障診斷功能方案設計193 11.3.7電子支付方案設計193 11.3.8駕駛員管理方案設計194 11.4出租車車載智能終端的硬件設計194 11.4.1出租車車載智能終端核心模塊設計195 11.4.2出租車車載智能終端主控板的設計196 11.4.3出租車車載智能終端衛星定位模塊設計198 11.4.4出租車車載智能終端移動網絡模塊設計199 11.4.5出租車車載智能終端計量功能模塊設計201 11.4.6出租車車載智能終端汽車行駛記錄模塊設計203 11.4.7出租車車載智能終端OBDII模塊設計203 11.4.8出租車車載智能終端射頻卡支付模塊設計203 11.4.9出租車車載智能終端駕駛員管理模塊設計206 11.4.10出租車車載智能終端整體設計206 11.5出租車車載智能終端的軟件設計207 11.5.1嵌入式軟件開發簡介207 11.5.2Qt編程基礎及開發環境搭建208 11.5.3繫統界面程序設計211 11.5.4智能終端程序設計215 11.6結論217 參考文獻218