煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺研究

前言：本站為你精心整理了煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺研究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：對于《改造升級煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)方案》中的多種系統(tǒng)共同使用的要求，分析了多種監(jiān)控系統(tǒng)的基本內(nèi)容，研究了多種煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的使用技能、功能以及實現(xiàn)融合的方案。煤礦安全監(jiān)測多系統(tǒng)融合平臺的采集方法是通過地面融合，在采集數(shù)據(jù)過程中會對數(shù)據(jù)進行綜合分析、處理。數(shù)據(jù)收集完畢后需查詢、展示數(shù)據(jù)，然后利用GIS圖形軟件實現(xiàn)GIS與系統(tǒng)的完全融合。該融合系統(tǒng)具有應急聯(lián)動和多個系統(tǒng)共同聯(lián)動的優(yōu)點。

關鍵詞：煤礦安全監(jiān)控；多系統(tǒng)融合；GIS圖形展示；應急聯(lián)動

引言

《改造升級煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)方案》于2013年7月20日，此方案的目的之一是實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享及多元融合，綜合利用并深度分析監(jiān)控系統(tǒng)信息，加強煤礦安全事故發(fā)生的預測性[1]。其次，方案中明確提出“應急聯(lián)動”“強化數(shù)據(jù)分析與應用”“支持多種系統(tǒng)、多種網(wǎng)絡共同融合使用”等。由此可知，改造升級煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)多個系統(tǒng)融合使用具有重要意義。

1.煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合

煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺集合了電力監(jiān)控、人員定位、設備監(jiān)測等功能，可以有效解決信息傳遞單一問題，達到人員定位、應急廣播、工業(yè)電視與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)共同聯(lián)合。所以，多系統(tǒng)融合包括應急聯(lián)動、多種系統(tǒng)信息融合、GIS與監(jiān)控系統(tǒng)融合、井下多個系統(tǒng)及多網(wǎng)聯(lián)合、地面多系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合等。（1）井下多個系統(tǒng)及多網(wǎng)聯(lián)合。在可支持多種傳輸接口的合分站及數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理傳輸?shù)幕A上，完成對各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、設備監(jiān)測、電力監(jiān)控、人員定位等信息的傳輸與共享。（2）融合地面多系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過接入不同數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目的，并且將數(shù)據(jù)保存到關系型數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫中，在可視化軟件和操作站可直接實時顯示。該數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)能分析、查閱煤礦歷年安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析提供訪問接口和平臺。（3）GIS與監(jiān)控系統(tǒng)融合。利用GIS技術和Web矢量圖形將電子礦圖和人員定位系統(tǒng)、電力監(jiān)控等系統(tǒng)融合，展示了礦山的基本情況，遵循一個礦山一張圖的基本要求。（4）多種系統(tǒng)的信息融合處理分析。將人員數(shù)據(jù)、設備運行情況、設備安全監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)據(jù)接入到多種系統(tǒng)融合平臺，對數(shù)據(jù)進行綜合分析處理，實現(xiàn)系統(tǒng)信息的共享。（5）應急聯(lián)動。當煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)緊急情況時，如電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障、瓦斯超量，應急廣播系統(tǒng)、人員定位同安全系統(tǒng)緊急聯(lián)動，避免因重大煤礦安全事故導致人員傷亡。

2.煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺實現(xiàn)方案

本文主要研究的是地面多系統(tǒng)融合平臺，不涉及多系統(tǒng)、多網(wǎng)融合，分析了聯(lián)動原理和實際應用，提出了煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺實現(xiàn)方案。

(1)平臺總體架構

煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺包含以下模塊：系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析與展示等。數(shù)據(jù)中心模塊的主要功能為儲存歷史數(shù)據(jù)、分析計算數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、處理報警邏輯，統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)分析與展示模塊主要是用來查詢并展示數(shù)據(jù)分析結果、實時圖形和數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、歷史曲線等[4]。數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是實時采集人員定位系統(tǒng)、設備監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)聯(lián)動模塊的功能是實現(xiàn)應急聯(lián)動和數(shù)據(jù)展示聯(lián)動，當警報發(fā)出后需撤離工作人員時，通過通訊組件下達到對應系統(tǒng)；當系統(tǒng)報警或故障時，自動顯示電視視頻、設備運行現(xiàn)狀等。

(2)數(shù)據(jù)采集與多系統(tǒng)融合數(shù)據(jù)綜合分析

融合平臺數(shù)據(jù)采集流程如圖2所示，煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺以原始綜合自動化系統(tǒng)為基礎收集各個模塊數(shù)據(jù)[5]，通過WCF、OCF、文本文件等接入，后利用測點定義文件更新系統(tǒng)測點。綜合分析數(shù)據(jù)模型建立的前提條件是在多個系統(tǒng)融合使用的基礎上，如評價區(qū)域環(huán)境模型、預測環(huán)境模型等。評價區(qū)域模型是平臺設計的重中之重，利用設備運行狀況、人員定位、監(jiān)測環(huán)境所得數(shù)據(jù)、礦井安全狀況進行綜合評價，如借助不同的顏色顯示區(qū)域的安全性，以此來提醒生產(chǎn)人員，從而減少安全事故的發(fā)生。

(3)安全監(jiān)控系統(tǒng)與GIS的融合

GIS軟件與煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的融合大大提高了監(jiān)控的時效性，準確提供數(shù)據(jù)聯(lián)動、信息展示、設備管理的空間位置，具有更好的經(jīng)濟效益和應用價值，遵循了“一礦一圖”“一網(wǎng)一站”的改造升級要求。圖形展示可縮放圖形、回放軌跡、鷹眼、自定義動畫、事件等。圖形驅(qū)動可提供歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)接口，并生成測點對象定義文件[6]。

(4)系統(tǒng)聯(lián)動

①若工作現(xiàn)場的機械設備發(fā)生故障時，工業(yè)電視和監(jiān)控系統(tǒng)會聯(lián)動配合將設備運行畫面自動彈出播放，以實時了解現(xiàn)場情況。②同電力監(jiān)控系統(tǒng)融合。若安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)礦井某區(qū)域需進行斷電處理時，會向電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出圖形閃爍提示，工作人員根據(jù)實際情況作出判斷是否斷電。③應急聯(lián)動。若監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)礦井內(nèi)存在重大災情或隱患時，會在區(qū)域顯示屏上提示此區(qū)域工作人員迅速撤離，并給出撤離路線。

3.煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺功能

（1）采集數(shù)據(jù)功能。制定統(tǒng)一標準，并在此標準下進行各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集，若數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則會將其傳輸給平臺。（2）實時顯示數(shù)據(jù)功能。根據(jù)數(shù)據(jù)的類型、等級對其進行分類整理。（3）查詢、分析歷史數(shù)據(jù)功能。可查詢煤礦歷史警報次數(shù)、設備故障次數(shù)、測點數(shù)據(jù)等進行統(tǒng)計，并自動繪制成圖表以便直觀分析。（4）記錄事件功能。完整記錄一些有關系統(tǒng)設備的重要操作，如操作人員、操作時間、操作流程等。（5）圖形功能。利用GIS圖形處理軟件顯示設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、各類系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)，且利用圖中的快捷菜單快速查詢設備出現(xiàn)故障的次數(shù)、設備開始及停止次數(shù)等。（6）應急聯(lián)動功能。在監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)礦井某區(qū)域存在重大災情或隱患時，在該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)屏中發(fā)出警報提醒該區(qū)域生產(chǎn)人員撤離，并規(guī)劃處撤離路線。

4.結語

針對我國煤礦安全監(jiān)察局提出的關于《改造升級煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)方案》中設計多系統(tǒng)融合平臺建立的要求，設計了多個系統(tǒng)融合使用的監(jiān)測煤礦安全平臺。此平臺解決了“信息孤島”問題，有利于多個系統(tǒng)之間的實時聯(lián)通，實現(xiàn)GIS圖形軟件、數(shù)據(jù)采集與分析、應急聯(lián)動多個系統(tǒng)的融合。

參考文獻

[1]劉同文,姚明朝,潘寶玉,等.數(shù)字礦山建設的研究及實現(xiàn)[J].地礦測繪,2014,30(2):15-18.

[2]王李管,陳鑫.數(shù)字礦山技術進展[J].中國有色金屬學報,2016,26(8):1693-1710.

[3]王繼,潘濤.數(shù)字礦山建設實踐探索[J].工礦自動化,2014,40(3):32-35.

[4]閆兆振.基于數(shù)字化礦山的自動控制中心設計[J].子世界,2015(19):80-82.

[5]王德青.主成分聚類分析在礦井安全評價應用中的思考[J].中國礦業(yè),2011,20(1):51-53.

[6]于濤,漆濤,陳建強.神新能源公司數(shù)字礦山架構設計與分析[J].西安科技大學學報,2014,34(3):362-367.

作者:任剛 單位:長治市煤炭安全信息調(diào)度中心