基于杏花煤礦安全生產信息系統的設計

李 曉 艷

(雞西大學 電氣與信息工程系，黑龍江 雞西 158100)

1 概述

目前，煤礦安全事故不斷發生，其中重要原因之一是企業的安全生產“長效機制”還沒有真正建立起來，企業安全生產信息手段落后，礦井安全監測監控體系不健全，除瓦斯監控設備外，井下生產監測監控系統，比如溫度、電力、壓力、提升、運輸等監測設備也是不能令人滿意。另外，對于煤礦來說，信息快速、實時的收集非常重要，但當前很多煤礦，特別是有些偏遠的、小型的煤礦，信息化裝備十分落后，多數還是傳統的人工管理，有些煤礦甚至根本不具備計算機報送數據的能力。因此，在管理難度大、地域廣、人員少、任務重的情況下，除了安裝適用的監控主機、井下監控分站、瓦斯斷點儀及各種傳感器實現礦井瓦斯的連續檢測監控外，采用信息化的手段利用計算機技術、通訊技術和網絡技術來對煤礦的安全生產監控系統信息進行實時監控，強化監控管理利用，開發煤礦安全生產綜合信息系統并在實際中應用是很有必要的。

2 系統總體功能結構

杏花煤礦安全生產信息系統是一個以各級安全生產監管單位為主體，實現對分布在管轄范圍內的井區生產實時數據的采集、存儲和監控，通過安全生產數據的統計分析，為監管部門進行科學決策提供依據，最大程度地排除事故隱患，杜絕突發性安全事故的發生。

其系統總體功能結構如圖1。

數據采集系統：由專用的接口程序組成，安裝在井下監控系統的上位機PC上，主要負責從井下監控系統中讀取數據，并通過網絡向安全生產監控中心實時發送數據。可以靈活設置實時數據上傳的周期。

網絡通訊接口：本系統的實時數據傳輸可采取多種方式，對于有條件的地方可通過寬帶和專線的方式接入Internet，對于距離較遠，不方便用有線方式連接的可采用GPRS/CDMA或微波方式遠程無線通訊。

實時數據平臺：采用HIRIS存儲從井下監控系統中采集上來的生產安全實時數據，可壓縮存儲海量歷史數據。

基礎業務平臺：完成系統的初始化設置，包括組織機構的管理、用戶的管理、權限的設置以及維護等功能，為其他業務系統提供基礎平臺框架。

安全監控與分析系統：進行安全生產實時數據的查詢、計算和分析，形成各類安全生產報表。通過圖形化的分析工具，對歷史數據進行綜合分析。

應急指揮系統：用于應對事故發生時，應急預案的生成、發布及記錄預案執行情況。

生產管理系統：全面管理煤礦生產過程中的計劃編制、生產調度、班報記錄、井下考勤、安全培訓、用品領用等內容。

綜合服務系統：由大屏幕顯示、短信報警通知、視屏監視系統、GIS地理信息系統組成。

3 系統總體網絡結構

由于杏花煤礦各井區相對分散，需要根據井區所處地域的實際情況來確定實時數據上傳的網絡通訊模式。因地制宜地選擇投資較少、性價比高的數據傳輸方式，可采用 GPRS/CDMA等無線網絡通訊方式，這樣一次性投入較少，并且日常運營費用低，安裝使用方便，更加貼近專業數據傳輸的需求。另外，在GPRS/CDMA等無線網絡覆蓋不到的地方，可優先選擇ADSL寬帶接入方式，通過共用本地電話線路實現寬帶上網。在不具備寬帶接入條件的礦井，只能采用電話撥號方式連接Internet。可以采取間斷撥號的方式，通過設置合理的數據上傳時間間隔來縮短在線時間，從而大大降低本地網絡的運行費用。

從杏花煤礦井下監控系統中采集上來的實時數據采取集中存儲和管理的方式，即存儲到中央監控中心的數據庫服務器中。其他各級監控中心和基層監控點通過Web方式訪問中央監控中心的Web服務器，獲得所轄區域井區的實時生產運行數據。采取這種模式，可以通過多種安全防范機制，提高數據的安全性，同時也大大降低了維護成本，更能夠從技術手段上保證系統穩定、有效地運行。

綜上所示，結合杏花煤礦的實際情況，根據安全生產信息系統的具體要求，整個系統的網絡連接方案如下：

中央監控中心采用DDN專線接入互聯網，并通過分配獲得的公網IP地址建立數據接收服務器和Web服務器，以實現實時數據的接收及數據的展示。

其他各級監控中心和基層監控點采取ADSL方式接入互聯網，實現對中央監控中心的Web訪問。對不具備條件的地方，可根據情況選用GPRS等無線接入方式。

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