Аварии на угольных шахтах – явление, к сожалению, нередкое во многих странах. Инженеры постоянно предлагают новые решения этой проблемы и неудивительно, что среди них есть и проекты, основанные на технологии интернета вещей, отрасли, которая в последние несколько лет крайне активно развивается. Мы уже написали карточки о том, как интернет вещей меняет вообще все, теперь «Медуза» и IBS рассказывают об идее, как технологии IoT способны улучшить ситуацию с безопасностью шахт.
В это сложно поверить, но еще сравнительно недавно безопасность шахтеров доверяли канарейкам. Эти птицы чрезвычайно чувствительны к метану и угарному газу, и даже при небольшой концентрации они начинают проявлять признаки беспокойства, а при чуть большей – падают с жердочки. На британских шахтах канареек использовали до 1986 года, потом заменили электронными детекторами. Прошло почти 30 лет и теперь речь идет о том, чтобы использовать для безопасности шахт интернет вещей.
Интернет вещей – технология, позволяющая объектам передавать друг другу информацию по интернету и другим каналам без участия человека. Перспективы этого рынка исчисляются миллиардами долларов. Кажется, скоро не останется отрасли, где не нашлось бы применения интернету вещей: автострахование, продажи, спорт и спортивные трансляции, сельское хозяйство, образование, медицина, электроэнергия – этот список можно продолжать еще долго. Интерес к технологии со стороны специалистов по безопасности шахт не удивляет – подобные системы построены на всевозможных сенсорах и детекторах, предупреждающих об угрозе аварии.
Действующих систем, насколько мы знаем, на шахтах пока еще нет, но представление о том, как они могут работать, существует – проект подготовили в Китае, в университете Ибиня. Китай с большим отрывом лидирует среди всех государств, добывающих уголь – в 2014 году на долю страны пришлась почти половина всей мировой добычи. К сожалению, по числу погибших шахтеров Китай тоже занимает первое место. В 1996-2000 годах на китайских шахтах в среднем гибли 7619 горняков в год, то есть примерно 20 человек в день. Власти пытаются исправить ситуацию, в 2015-м они отчитались о прорыве в сфере безопасности угледобывающей промышленности — впервые за долгие годы активной добычи число погибших не превысило тысячу человек.
В работе исследователей речь идет о создании универсальной платформы для автоматического мониторинга персонала и оборудования в шахте, включающей несколько основных функций.
Сенсоры способны фиксировать данные о влажности, концентрации газа, состоянии электропитания, температуре и движении породы – эти и прочие данные передаются на главный компьютер, который обрабатывает их в режиме реального времени и представляет в виде линейных и трехмерных графиков и в случае необходимости немедленно дает сигнал о возможной угрозе аварии. Анализируя разные данные, главный компьютер может сам выделять проблемные зоны и мониторить их более тщательно.
Хотя основной причиной гибели людей на шахтах остаются взрывы метана и угольной пыли, случаются и другие инциденты – иногда шахтеры случайно оказываются на пути следования шахтного транспорта. Человек, управляющий вагонетками, иногда не может заметить рабочего на пути – просто потому что тот находится вне поля зрения. Эту проблему можно решить с помощью сенсоров, способных улавливать появление человека в опасной зоне. Также сенсоры способны оповестить об ошибке в случае неправильного перевода стрелок на рельсах.
У системы безопасности шахты, построенной на основе интернета вещей, есть еще одна важная функция – трэкинг рабочих с помощью радиочастотных меток (RFID). Устройства для сканирования этих меток могут располагаться на входе в шахту и в основные участки работ. Таким образом на главный компьютер может передаваться информация о тех, кто в данный момент находится на шахте и об их точном местонахождении. В экстремальных ситуациях очень важно понимать, сколько рабочих присутствуют на шахте и в каких местах.
Метки позволяют «следить» не только за людьми, но и за оборудованием шахты – этой теме посвящена отдельная работа, также подготовленная китайскими специалистами. Речь идет, в частности, о трэкинге погрузчиков, ленточных конвейеров, рельсовых дорог и лифтов – технологии IoT позволяют отслеживать их работу в режиме реального времени и фиксировать мелкие неполадки еще до того, как они вызовут серьезные аварии. На основе накопленных данных поломки можно предсказывать заранее.
Сенсоры можно использовать и для решения других задач – например, отслеживать с их помощью сейсмическую активность, движение пластов и расширение трещин. В таком случае сотрудники шахты смогут заранее получить информацию об угрозе обрушений и завалов.
Важное преимущество подобной системы в том, что данные с сенсоров смогут получать не только сотрудники компании и рабочие на шахте, но и спасатели – в случае если авария все-таки произойдет. Потому что в чрезвычайной ситуации для спасения людей нет ничего важнее достоверной информации.