煤礦智能綜合調度系統設計

溫 莉

(大同煤礦集團機電裝備力泰有限責任公司，山西 大同 037036)

目前，國內煤炭企業生產效率較低，環境污染較嚴重，安全事故較多;勘探開發秩序比較混亂，礦區缺少統籌規劃，越界開采等情況時有發生。“十二五”期間，國家計劃用3年時間，通過兼并重組減少煤炭企業數量，增加煤炭企業平均生產量，提高煤炭資源回收率，技術水平明顯提升，環境保護和治理能力加強。小煤礦的整頓，一方面為煤炭大集團提供了跨越發展的契機;另一方面，提高了煤炭行業的集中度，有利于行業長遠有序的發展。伴隨著煤炭企業的重組整合，行業內的安全生產調度系統也需要得到全面的升級，以達到相互兼容，資源共享，全面提升煤礦安全生產的水平和管理效率。

1 煤炭工業管理模式及特點

1．1 煤礦管理模式特點

現代煤礦企業的管理機構一般是：礦務局(集團公司)、礦區(隊)班組這樣一種塔式結構的生產管理模式，局(公司)生產管理部門負責：局(公司)礦生產布局、生產發展中長期規劃、生產系統改造完善、設備更新改造等工作;礦生產管理部門負責生產發展規劃、生產系統改造完善的實施和日常生產組織管理工作。具體到一個煤礦管理機構一般為：礦長、分管礦長、各業務及生產職能科室、生產區隊、生產工人。職能科室包括：生產調度室、生產技術科、安監處、機電科、通風科等，這些部門完成生產計化制定并落實執行，機電設備管理，礦井安全檢查等重要管理工作，管理信息都是以各類記錄或臺賬保存［1］。

1．2 煤炭企業生產過程特點

煤炭工業在生產經營過程中有以下特點：

1)生產對象在地下，地質條件復雜多變，生產場地隨開采進度不斷變化。

2)生產作業環境艱苦，自然災害多，會出現透水、冒頂及瓦斯爆炸等災害事故。

3)煤礦的生產過程涉及采掘、通風，提升運輸、排水、機電、調度通信等多種技術，專業面廣，需各學科、多工種相互配合［1］。

根據煤礦生產過程特殊性，安全生產系統應該作為煤礦信息化中一個重要內容，其生產調度及決策難度比其他行業大。因此，煤礦智能綜合調度系統不能套用流程行業或離散制造業的模式，應該研究具有煤礦特色的煤礦智能綜合調度系統。

2 煤炭調度系統構架及功能

目前，視頻指揮調度系統在煤炭行業得到了廣泛的應用，完全實現日常生產調度與應急指揮調度的整合，有線通信與無線通信的整合，視頻應用與語音呼叫的整合，不同品牌產品之間的整合，并構建成與智能聯動報警于一體的綜合性解決方案。

2．1 系統建設原則

綜合視頻指揮調度系統是煤礦信息化建設的重要部分，在系統設計時需要考慮一定的系統穩定性、安全性和耐久性。系統軟件設計應架構穩定性好，監控前端結構緊湊、功耗低、可靠性高，能夠適應各種惡劣環境［2］。

2．2 調度指揮系統一般所具有的功能

1)錄像錄音功能。通過調度系統可以便捷地聯系到煤礦生產相關各部門。能了解各個主要關節的通行狀況，并對生產現場進行錄像。必要時可以多方連線進行視頻會議。

2)視頻聯動、綁定功能。可以把制定場所的攝像系統和通訊終端綁定，達到聯動操作的目的。綁定功能可以在控制指揮中心直接設置，靈活方便，操作簡單，不影響原有調度部署，增強調度系統的靈活性。

3)數據日志存儲。系統能夠記錄各種操作和告警等日志信息，可以對通話進行錄音，并能夠保存視頻、圖片和文字指令，允許管理員調閱回放，這些數據可以作為指揮調度過程重演的重要依據。

2．3 系統結構與方案部署

根據煤礦的整體結構及網絡環境對該系統進行整體部署，系統分為指揮調度中心子系統、煤廠調度室子系統、監控現場子系統，各子系統部署在煤礦的不同位置，完成不同的功能。

系統中交換控制設備為整個系統的核心設備，一般布置在網絡中心機房，進行統一管理;一般包含如下部分：營運公司指揮調度中心子系統、二級指揮調度中心子系統、監控現場子系統和通訊接入等部分。

2．3．1 營運公司指揮調度中心子系統

營運公司指揮調度中心子系統布置在總部的指揮中心，具有最高的級別和權限，可以對煤礦內部所有煤廠調度室進行指揮調度。營運公司指揮調度中心子系統由交換控制設備、用戶終端設備及音視頻輸入輸出設備等組成。

2．3．2 煤廠調度室子系統

煤廠調度室子系統布置在各個煤廠的機房以及調度室內，該系統擁有二級指揮中心的級別和權限，可以對其管轄范圍內的煤廠現場和其他部門進行指揮調度，接受營運公司指揮調度中心的指揮調度等。

2．3．3 監控現場子系統

監控現場子系統布置在秤房、軌道房、煤廠、倉儲等重要位置，負責將現場的圖像及時上傳到營運公司的指揮調度中心以及本煤廠的調度室，接受指揮調度。

2．3．4 其它通訊系統接入

目前，大多數煤炭企業已經建設了一些基于視頻、音頻的通訊系統，但各系統之間彼此獨立，信息資源不能共享，給企業的應急工作帶來了極大的不便，為了提高系統的工作效率，便于應急指揮工作的進行，擴大通訊的范圍，可以將已經建設的通訊系統(如視頻監控系統、視頻會議系統、電話系統等)接入綜合應急視頻指揮調度系統中，進行統一指揮調度。

3 案例

3．1 基于MES原理的煤礦安全生產調度管理系統

通過分析煤礦產業生產管理特點，研究基于MES原理的安全生產調度管理系統，可以極大地提升煤炭企業對煤炭生產過程的管理和控制能力。此種調度管理系統適合大型化的產業部門對整個企業來做調度和管理，詳細系統構成見圖1。

圖1 基于MES原理的煤礦安全生產調度管理系統示意圖

通過MES管理系統，煤礦企業可以對現有資源進行優化配置，為企業帶來更高利益。

3．2 某煤炭綜合樓生產調度指揮控制中心系統

綜合樓是煤炭生產過程中的一個必不可缺的環節，通過綜合樓的調度實現對下屬各個分公司的生產設備、工藝流程、生產運行數據等信息的監視。但是相對整個煤炭企業而言，綜合樓只是其中某一具體單元，因此，對于綜合樓的調度管理設計應當具體化，詳細參見圖2。

通過對綜合樓生產調度指揮中心的系統設計，達到了資源合理配置的目的，提高了企業效率。

4 結語

煤礦智能綜合調度系統是生產和管理之間的紐帶，為企業管理者提供了良好的管理工具，改進管理方法，優化管理程序，降低管理成本，能夠提高企業對生產全過程的監督與控制能力，及時發現生產過程中存在的問題，提高企業生產效率，最大限度地幫助企業有效使用現有生產資源，提高生產安全性。

［1］ 劉 軍，王少華，仇 洪．基于MES原理的煤礦安全生產調度管理系統［J］．煤礦現代化，2009(3)：29－30．

［2］ 趙清泉．視頻調度系統在煤炭資源管理中的應用研究［J］．煤炭技術，2010(11)：13－14．

［3］ 趙 欣．秦皇島港務局煤炭綜合樓生產調度指揮控制中心指揮調度系統應用［J］．中國高新技術企業，2010(19)：44－45．