移動互聯(lián)的煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

文/趙毅龍

1 引言

隨著目前移動通信技術(shù)中的4G 技術(shù)的逐漸普及以及5G 技術(shù)的快速發(fā)展，不斷提升著移動網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，同時(shí)也推動著我國移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。加之目前移動終端的逐漸普及，也使得目前的通信網(wǎng)絡(luò)的終端在向多功能的方向發(fā)展，并且在此終端中通過開放式操作系統(tǒng)的應(yīng)用，形成了上述終端與互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接。基于上述發(fā)展形勢，在目前基于計(jì)算機(jī)平臺的終端銷售市場中，移動平臺在商業(yè)領(lǐng)域中的地位也不斷提升，并且也在向工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域中發(fā)展，滿足用戶隨時(shí)隨地接入監(jiān)控系統(tǒng)的要求，而且也針對PC 終端監(jiān)控中存在的不足，實(shí)現(xiàn)了對遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的不斷補(bǔ)充。而在目前的煤礦企業(yè)中，針對其中的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中存在的技術(shù)不成熟以及系統(tǒng)不健全等問題，就需要基于上述技術(shù)的發(fā)展來優(yōu)化煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合目前先進(jìn)的 GPRS等技術(shù)來改善煤礦通風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)中的安全隱患并及時(shí)排除來保證煤礦的安全生產(chǎn)。

2 基于移動互聯(lián)的煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)概述

正如前文所述，在目前的移動終端普及以及推動通信網(wǎng)絡(luò)終端向多功能方向發(fā)展的過程中，也推動了互聯(lián)網(wǎng)與終端的無縫銜接，在此基礎(chǔ)上更便于搭建煤礦通風(fēng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)并推動此系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展，在此發(fā)展以及此監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用中，就需要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)平臺的重要作用，通過基于此平臺上建立的監(jiān)控系統(tǒng)來開展安全審查以及任務(wù)調(diào)度等工作。下面就將目前常用的幾種移動互聯(lián)技術(shù)進(jìn)行介紹：

2.1 GPRS技術(shù)

此技術(shù)自進(jìn)入本世紀(jì)以來在市場上一經(jīng)出現(xiàn)便被客戶認(rèn)可，表現(xiàn)出具有較高的理論傳輸速率的特點(diǎn)，而且主要的基礎(chǔ)技術(shù)就是GSM 無線高速數(shù)據(jù)分析傳輸技術(shù)，同時(shí)此技術(shù)也在多媒體船舶、大眾生活以及工業(yè)生活中廣泛應(yīng)用。在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上也可以傳輸煤礦通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)與其工作以及安全狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。

2.2 Android技術(shù)

該技術(shù)是在2009年隨著智能手機(jī)的逐漸普及而逐漸發(fā)展和廣泛應(yīng)用的，目前已經(jīng)成為人們生活中必不可少的移動終端技術(shù)之一。而且在隨著移動終端快速發(fā)展的熬湯是，此技術(shù)也的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大且技術(shù)也更加成熟，成為比較領(lǐng)先的移動技術(shù)。這主要是由于此種技術(shù)在設(shè)計(jì)應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的兼容性、便攜性以及開放性。通過此技術(shù)可以更加方便的獲取工業(yè)生產(chǎn)和安全數(shù)據(jù)，而且通過加載了此技術(shù)的手機(jī)等終端監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用可以確保實(shí)時(shí)調(diào)研數(shù)據(jù)工作的開展。上述兩種技術(shù)在移動互聯(lián)和終端設(shè)備的技術(shù)上可以在手機(jī)以及Pad 等移動通信設(shè)備與移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合，在此移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的隨時(shí)隨地訪問，也就是實(shí)現(xiàn)了真正的遠(yuǎn)程控制。

3 現(xiàn)階段煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

在目前的煤炭需求量不斷增加的同時(shí)，也增加了煤礦開采的深度和難度，同時(shí)也增加了煤礦開采過程中的安全事故概率。而總結(jié)煤礦生產(chǎn)中的安全事故可知，主要的事故原因就是由于通風(fēng)管理不夠科學(xué)以及出現(xiàn)了的瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)等原因，上述原因所引起的安全事故占到總事故數(shù)量的一半以上。而在目前的煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中，為了保證通風(fēng)安全，通常按照一用一備的方式來進(jìn)行通風(fēng)機(jī)的設(shè)置，而且針對通風(fēng)機(jī)的供電系統(tǒng)也主要采用單母線分段的雙回路供電系統(tǒng)。但是在上述通風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)中，卻容易由于存在較低的通風(fēng)機(jī)冷機(jī)啟動和掛網(wǎng)穩(wěn)定性等要求而出現(xiàn)瓦斯聚集的后果，增加了倒機(jī)時(shí)發(fā)生事故的概率。而且在上述運(yùn)行模式下，如果出現(xiàn)了電源故障問題，為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，就需要通過人工的方式來切斷故障電源并切換到備用電源上，但是此種方式所消耗的時(shí)間比較長，這就會增加通風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的故障概率。在上述形勢的基礎(chǔ)上，我國針對煤礦生產(chǎn)中的遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用范圍還比較小，加之相應(yīng)的技術(shù)水平存在較大的差異，表現(xiàn)出具有較大質(zhì)量差距的問題。而針對以國有煤礦和中小規(guī)模煤礦為主的煤礦行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，也增加了煤礦生產(chǎn)中的安全監(jiān)管難度，同時(shí)也存在所采用的安全生產(chǎn)技術(shù)裝備水平與國際先進(jìn)水平存在較大察覺的現(xiàn)狀。而針對其中的監(jiān)控系統(tǒng)來說則更是比較缺乏，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)則更為少見。而在上述煤礦企業(yè)中持續(xù)出現(xiàn)生產(chǎn)或監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行的情況下，就容易由于更新不及時(shí)而增加安全隱患。

4 基于移動互聯(lián)技術(shù)的通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)場微處理器控制部分、數(shù)據(jù)傳輸部分以及數(shù)據(jù)庫部分是遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)，通過此系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)監(jiān)測通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中的電壓、電流和風(fēng)壓等因素，然后通過處理器對上述監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，通過DTU 將上述處理之后的數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)庫傳輸來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制操作。在上述通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，但是在對此系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中則需要滿足以下技術(shù)要求：一是在設(shè)計(jì)時(shí)要針對礦井中具有較為復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境的特點(diǎn)，要保證此監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，保證在井下生產(chǎn)中出現(xiàn)緊急情況時(shí)可以確保此系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。二是在目前的礦井深度在不斷增加的發(fā)展趨勢下，需要保證此系統(tǒng)運(yùn)行中可以對終端信號進(jìn)行穩(wěn)定的傳輸，而且由于煤礦井下存在較多的金屬屏蔽等干擾情況，因此還需要在上述干擾的情況下保證網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。三是通過數(shù)據(jù)高速傳輸來確保視頻監(jiān)控、中端定位、生產(chǎn)和安全等相關(guān)數(shù)據(jù)采集工作的有效開展。四是可以保證井下不同工段和設(shè)備以及井上、井下之間的協(xié)同工作，并且實(shí)現(xiàn)上述不通過工作之間的智能調(diào)度。五是需要滿足此系統(tǒng)運(yùn)行中具有較高的防爆型、防水性以及防干擾等性能要求，同時(shí)還需要在外部電源故障之后可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行。

基于上述技術(shù)要求、在移動互聯(lián)技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)建和應(yīng)用的通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際使用過程中，需要在此系統(tǒng)的主界面上進(jìn)行服務(wù)器的選擇以及端口號的輸入，通過具有不同權(quán)限的登錄賬號進(jìn)行系統(tǒng)登錄。在登錄成功之后就會在系統(tǒng)界面上顯示不同的模式，然后根據(jù)需要點(diǎn)擊所要進(jìn)入的模塊來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。如其中的實(shí)時(shí)監(jiān)控模式可以對通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和通行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。其中的設(shè)備安全操控模塊則可以實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。其中的系統(tǒng)預(yù)警模塊則可以在實(shí)時(shí)掌握通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，針對其運(yùn)行中的異常狀態(tài)來進(jìn)行警報(bào)的及時(shí)發(fā)出。其中的歷史數(shù)據(jù)查詢模塊則可以隨時(shí)調(diào)出通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)，并且通過曲線或者周期報(bào)表的方式來對通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計(jì)，滿足操作人員查詢的目的。最后是針對其中的遠(yuǎn)程維護(hù)模塊來說，則可以在商戶歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過設(shè)置相關(guān)專業(yè)技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)建議的提供，并且可以對專業(yè)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行定期更新。

5 基于移動互聯(lián)的通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)展望

在移動互聯(lián)的基礎(chǔ)上，目前的通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在未來的發(fā)展和應(yīng)用中逐漸在向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及更加經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展。

（1）針對網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向來說，為了確保煤礦生產(chǎn)的安全開展，需要進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，尤其是針對目前煤礦生產(chǎn)中對安全生產(chǎn)要求不斷提高的形勢下，越來越多的煤礦企業(yè)在發(fā)展和應(yīng)用基于移動互聯(lián)的通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立和應(yīng)用。但是同時(shí)也表現(xiàn)出在目前的煤炭行業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)及其引用中缺乏統(tǒng)一的通信協(xié)議的問題，這就會導(dǎo)致無法有效落實(shí)系統(tǒng)之間的信息共享的問題，導(dǎo)致不同系統(tǒng)之間出現(xiàn)了的相互獨(dú)立以及與外界封閉等問題，也對提升此系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的安全性產(chǎn)生阻礙作用。因此針對上述針對煤炭行業(yè)安全現(xiàn)狀，尤其是上述通風(fēng)機(jī)安全狀態(tài)監(jiān)控中的通信協(xié)議不統(tǒng)一的問題，就需要在未來開展此監(jiān)控技術(shù)的研究中重點(diǎn)針對上述問題進(jìn)行深入研究。

（2）針對數(shù)字化的發(fā)展方向來說，就是在應(yīng)用通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，基于移動互聯(lián)，可以對收集的信息向數(shù)字狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而且可以實(shí)現(xiàn)在同一的協(xié)議上進(jìn)行編碼等處理工作，保證不同系統(tǒng)所收集的信息可以實(shí)現(xiàn)無縫共享，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和調(diào)控上述系統(tǒng)的目的。此外，還可以在此數(shù)字化發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)煤礦井下生產(chǎn)中的災(zāi)害視頻監(jiān)控。

（3）針對經(jīng)濟(jì)化的發(fā)展方向來說，由于目前我國煤礦生產(chǎn)中對各種信息和信號進(jìn)行傳輸所使用的電纜主要為光纖或者是視頻電纜，而通過上述電纜進(jìn)行信號傳輸容易在惡劣的作業(yè)環(huán)境、人為因素或外界因素下出現(xiàn)信號傳輸時(shí)被干擾或中斷等問題。這就需要基于上述問題對更為廉價(jià)且具有較高信號傳輸質(zhì)量的電纜進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)性的提升。此外，還推動上述技術(shù)向移動化方向發(fā)展，也就是在目前的煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中應(yīng)用移動無線通信方式，推動此技術(shù)向移動化方向發(fā)展。

6 結(jié)語

在目前煤礦生產(chǎn)中對安全的要求在不斷提高的同時(shí)，為了切實(shí)實(shí)現(xiàn)煤礦安全事故概率的降低，就需要通過移動互聯(lián)的煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互遠(yuǎn)程控制，并且基于終端和數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳輸來實(shí)現(xiàn)操控人員對通風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，在此過程中也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的隱患并進(jìn)行處理，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用價(jià)值和前景。