基于移動互聯的煤礦通風機遠程監控技術

鄭志宏

（山西新景礦煤業有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

移動互聯為信息時代的代名詞，逐漸在各行各業中得到廣泛的推廣和應用，具有信息收集快、足，傳輸、處理數據及時等優點。目前，國內煤礦企業普遍存在安全監測監控系統不健全、技術不成熟等問題，遠落后于發達國家。隨著移動互聯技術的發展，可以對煤礦安全監測監控系統進行全面優化，通過移動終端和GPRS等技術對通風機遠程監控系統的改善，實現對于事故隱患的早發現與早消除[1]。

1 現階段煤礦通風機遠程監控系統的現狀

據不完全統計，我國煤礦通風管理科學化程度低、瓦斯濃度超量為造成事故主要原因，約占據整體事故發生率的60%。針對煤礦通風管理方面存在的問題，相關安全規定中明確提出了通風機需采用一用一備的方式，并且是單母線分段的雙回路供電系統，而實際應用卻存在很多問題和隱患，例如：通風機的冷機啟動和掛網穩定性低下，引發瓦斯聚集隱患，每次倒機都可能發生安全事故；基于供電系統現存的單母線分段工作模式，如發生電源故障，需要人工方式來切斷故障電源并打開備用電源，造成風機停機延長，勢必造成不必要的通風事故幾率提升。目前，我國遠程監測監控技術推廣滯后；國內煤礦生產企業在安全生產防護方面技術水平良莠不齊，質量差距較大。目前，我國的煤礦生產現狀為國有煤礦為主、中小規模并存，造成我國煤炭行業安全生產監管難度較大，無論在技術裝備水平還是安全生產質量等方面均與世界先進水平差距較大。據統計，在我國為數不多的大型煤礦中，相當一批煤礦企業完全缺少監控系統，更別提網絡化管理系統；同時，相當一部分中小煤礦無論是生產設備還是監測監控設備長期運轉超負荷，更新滯后，安全隱患令人堪憂。

2 基于移動互聯的煤礦通風機遠程監測監控技術概述

值得關注的是，伴隨我國移動互聯網技術的高速發展，移動終端普及，已呈現出由單一傳輸向多功能轉化的顯著趨勢，互聯網與終端的無縫銜接趨勢為煤礦通風遠程監控系統的智能化搭建創造了便利，互聯網平臺勢必更好地在工業生產活動監控中起到重要作用，用戶也能夠即時通過監控系統實現安全審查、任務調度等。在煤礦通風機遠程監測監控方面應用廣泛的移動互聯技術，有GPRS、Android技術，以及移動互聯與終端設備技術等。首先，GPRS技術，理論傳輸速率可高達171.2 kb/s，以GSM無線高速數據分組傳輸技術為基礎。這一技術自2002年于中國移動通信行業應用后便出現在市場上，廣泛為客戶所認可，極大應用于多媒體傳播、大眾生活以及工業生產活動中。基于此，煤礦通風機工作運行及安全狀態相關數據的傳輸便成為了可能，當然整個過程的開展需要以移動互聯網遠程傳輸作為基礎。其次，Android技術，這一技術最早于2009年問世并開始使用直至大規模推廣，伴隨其技術成熟度的日漸提高，其逐漸躋身于移動技術前列，使用比例不斷攀升；與其他移動互聯技術相比，其顯著優勢在于相對較高的兼容性、便攜性以及良好的開放性，以Android技術為基礎的工業生產、安全數據獲取更為方便、易行；煤礦技術工作人員可將基于Android技術的監控設備隨身佩戴，隨時隨地調研數據。此外，移動互聯與終端設備技術是上述兩種技術的基礎，是通過將互聯網與移動通信設備有機結合而實現的，用于借助于手機、PDA等終端設備，能夠隨時隨地基于網絡來進行訪問，使得“遠程”真正實現可能[2]。

3 基于移動互聯技術的通風機監控系統基本設計要求

遠程監測監控系統主要有現場微處理器控制部分、數據傳輸部分、數據庫三部分。通過對通風機系統的電壓、電流、風壓等數據的實時監測，監測數據在處理器處理后通過DTU傳輸到數據庫，完成相對應的控制操作。

通過設計可以對通風系統進行遠程實時監控，設計時基于移動互聯技術的遠程實時監控要遵循幾點基本要求：第一，因礦井環境復雜多變，要保證系統的安全性和穩定性，保證在發生突發事件時的可靠性；第二，要保證在深度礦井中終端信號的傳輸穩定，即便在金屬屏蔽較多的井下也能保證做到網絡覆蓋要求；第三，提供數據的高速傳輸，滿足視頻監控、終端定位、生產和安全相關數據的采集工作；第四，能夠達到礦井下各工段、各設備、井上和井下之間的協同工作和智能調度；第五，防爆、防水、防干擾，在沒有外部電源的情況下能有長時間的續航能力[3]。

4 基于移動互聯的通風機遠程監控技術展望

在未來發展過程中，煤礦通風機遠程監控技術的網絡化、數字化特點將更為顯著。第一，網絡化方面。系統聯網是安全生產的前提，如今，隨著我國煤炭行業安全監測要求的日漸提升，很多公司圍繞這一問題展開了項目推廣。然而迄今為止，煤炭行業安全監控尚且未形成統一一致的通信協議，即系統間的信息共享未切實落實，各自間相互獨立，與外界相對封閉，更別提全網更高安全級別的實現與落實。鑒于我國當前煤炭行業安全尤其是通風機安全狀態監控尚且無統一協議，未來關于此議題的相關工作有待于推進。第二，數字化方面。數字化即基于收集獲得的信息，由模擬狀態轉換為數字狀態，進而基于一定的協議開展進一步的編碼等，推動各系統間無縫連接，最終實現統一管理與調控。煤礦行業數字化進程使得礦下災害視頻監控成為可能。第三，經濟化方面。當前，我國煤礦行業所使用的多為光纖、視頻電纜，這兩種信號傳輸形式或多或少會受到惡劣環境的影響，在發生人為破壞、碰撞時信號傳輸會受到干擾乃至中斷。基于此，如何尋找一種成本低廉、維護便捷、信號傳輸質量高的方式值得在未來繼續探索。第四，移動化方面。這里所指的移動化主要是針對移動無線通信而言的，更加適用于煤礦行業礦下作業[4]。

在遠程監控系統的登錄界面通過選擇服務器和端口號，輸入不同權限的登錄賬號進行系統登錄。在登錄后的主界面中包含通風機實時監控模塊、設備安全操控模塊、系統預警模塊、歷史數據查詢模塊和遠程維護模塊，點擊任意模塊即可進入相對應模塊的功能操作界面。其中通風機實時監控模塊主要顯示通風機的運行參數和通行參數；設備安全操控模塊主要是操作員對通風機現場設備進行遠程操控；系統預警模塊主要是實時掌握通風機的運行狀態，在超限時實時報警；歷史數據查詢模塊主要對通風機運行的歷史數據方便調出查詢，并提供通風機曲線運行分析和周期內報表自動統計功能；遠程維護模塊主要通過歷史運行數據和相關專業技術參數設置，對系統運行狀態給予維護意見，需要定期更新專業技術參數[5]。

5 結語

基于移動互聯的煤礦通風機遠程監控技術應用實現了人機交互遠程控制，利用終端和數據庫之間數據信息的傳輸實現操控人員對通風機進行實時監控，發現隱患及時預警和處理，從本質上降低了煤礦安全事故的發生幾率，具有十分重要的推廣應用價值。