淺析生產(chǎn)綜合監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng)在煤炭企業(yè)中的應(yīng)用

丁瑞元 曹作宇

摘? 要：生產(chǎn)綜合監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng)是一款基于綜合監(jiān)控，集生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)、安全環(huán)境、人員、視頻、通訊、圖文、調(diào)度指揮等功能于一體，集成了設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢和故障預(yù)警功能的生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺軟件。該文主要介紹了平臺的設(shè)計(jì)原則、特點(diǎn)，重點(diǎn)論述了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)? 調(diào)度指揮? 信息化

中圖分類號：TD82 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（a）-0014-02

生產(chǎn)綜合監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng)是一款基于綜合監(jiān)控，集生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)、安全環(huán)境、人員、視頻、通信、圖文、調(diào)度指揮等功能于一體，集成了設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢和故障預(yù)警功能的生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺軟件。系統(tǒng)是在多系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息融合，徹底重構(gòu)了信息的利用和操作方式，通過空間信息聯(lián)動和業(yè)務(wù)屬性聯(lián)動，讓用戶只需要遵循自身的業(yè)務(wù)需要和業(yè)務(wù)邏輯，即自然、透明、綜合的應(yīng)用各類底層子系統(tǒng)提供的功能。

1? 設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開發(fā)過程時，應(yīng)用了以下幾個重要原則。

（1）容易集成。

各類系統(tǒng)一定要很容易整合。平臺運(yùn)行機(jī)制通用性強(qiáng)，只要遵循簡潔的基本規(guī)則，子系統(tǒng)接入后，就能夠自然而然的融入平臺中，并能夠讓平臺及自身都更強(qiáng)大，充分發(fā)揮1+1>2的作用。

（2）開放、兼容性強(qiáng)。

系統(tǒng)間松耦合，開放，不綁架用戶，允許集成國內(nèi)外各領(lǐng)域最優(yōu)秀的子系統(tǒng)，用戶選擇余地大，對于各種類型的子系統(tǒng)能夠最大限度的兼容。

（3）能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動。

一個信息平臺，不但要有各類實(shí)時信息的集成展示，還要具備視頻和融合通信系統(tǒng)的支撐，有圖紙、文檔、數(shù)據(jù)的共享，能夠?qū)崿F(xiàn)多系統(tǒng)的聯(lián)動，要能夠真正跨越各子系統(tǒng)界限。用戶在平臺的支持下，只需專注于自己面對的業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程中，自然、透明、無縫的使用，聯(lián)動圖文、數(shù)據(jù)信息、應(yīng)急預(yù)案、廣播及通信、視頻、人員、安全監(jiān)測、各類自動化監(jiān)控等各類相關(guān)子系統(tǒng)。

（4）維護(hù)應(yīng)盡可能簡單，努力實(shí)現(xiàn)“免維護(hù)、少維護(hù)、緩維護(hù)”目標(biāo)。

2? 功能結(jié)構(gòu)

2.1 綜合監(jiān)控一張圖

實(shí)現(xiàn)圖形可視化的實(shí)時綜合監(jiān)測。實(shí)現(xiàn)跨子系統(tǒng)的一站式操作，采用一機(jī)多屏，在綜合監(jiān)控一張圖界面中，隨功能場景對子系統(tǒng)功能進(jìn)行“隱形、透明”調(diào)用。

2.2 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)服務(wù)

接入和采集多種子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，處理實(shí)時數(shù)據(jù)，并為客戶端提供實(shí)時數(shù)據(jù)推送服務(wù)。

2.3 視頻聯(lián)動

通過網(wǎng)絡(luò)接入準(zhǔn)能公司及下屬單位工業(yè)視頻，建立視頻和報(bào)警等業(yè)務(wù)活動的聯(lián)動顯示。

2.4 通信聯(lián)動

將系統(tǒng)通信模塊融入通信網(wǎng)絡(luò)，能夠通過系統(tǒng)撥打電話，并形成通信和業(yè)務(wù)活動的聯(lián)動。

2.5 圖文聯(lián)動

在線管理相關(guān)電子圖文，通過系統(tǒng)隨時調(diào)閱，形成圖文和業(yè)務(wù)活動的聯(lián)動，其中包括應(yīng)急預(yù)案。

2.6 數(shù)據(jù)分析與智能預(yù)警

基于多個系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)，對影響生產(chǎn)的因素進(jìn)行綜合分析，智能預(yù)警，輔助業(yè)務(wù)管控，服務(wù)于指揮中心的業(yè)務(wù)需求。

2.7 應(yīng)急指揮子系統(tǒng)

可視化集中調(diào)用應(yīng)急所需的資源、預(yù)案、視頻、通信、數(shù)據(jù)信息，輔助應(yīng)急指揮。

2.8 空間數(shù)據(jù)采集及管理工具

采集管理各類圖形信息，管理空間對象，編輯維護(hù)各類監(jiān)控圖及動畫。

2.9 手機(jī)移動終端查詢

可通過手機(jī)端APP、微信推送、查詢重要數(shù)據(jù)和信息。

3? 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

平臺通過將多個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集接入，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)測、系統(tǒng)聯(lián)動、一站式操作等功能?？梢苑譃閿?shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)服務(wù)器層和業(yè)務(wù)處理層。核心部分包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)加工、邏輯處理單元、報(bào)警監(jiān)測、測點(diǎn)信息管理、實(shí)時數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)推送、接口管理等模塊。

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集器需要與各個類型系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，包括OPC接口、文件接口、硬件接口、第三方接口等?？梢愿鶕?jù)需要靈活配置各種類型接口。所有采集器均可通過靈活配置選擇集中部署或者分布式部署。當(dāng)采用集中部署時，采集器和數(shù)據(jù)服務(wù)之間直接通過消息管道進(jìn)行通信，保證數(shù)據(jù)的高效傳輸。當(dāng)采集器分布式部署時，系統(tǒng)支持采集器級聯(lián)，形成多級實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，最終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器。采集器與實(shí)時數(shù)據(jù)存儲之間通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致通信中斷時，采集器能自動緩存實(shí)時數(shù)據(jù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時再將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)，保證數(shù)據(jù)的完整性。為了保證數(shù)據(jù)的正確性和完整性，數(shù)據(jù)服務(wù)模塊將從采集器獲取到的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理，以便提供給上層應(yīng)用，主要包括數(shù)據(jù)一致性驗(yàn)證、數(shù)據(jù)可靠性分析、錯誤數(shù)據(jù)剔除等。

3.2 測點(diǎn)管理

測點(diǎn)信息是實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。測點(diǎn)信息管理主要用來維護(hù)測點(diǎn)信息。當(dāng)下層生產(chǎn)子系統(tǒng)的測點(diǎn)發(fā)生變化時，能夠根據(jù)已有信息對測點(diǎn)變化做出增加、修改、刪除測點(diǎn)的響應(yīng)。當(dāng)收到下層的異常信息時，能夠自動識別、防止測點(diǎn)誤刪除、導(dǎo)致測點(diǎn)丟失等。

3.3 報(bào)警監(jiān)測

報(bào)警監(jiān)測主要負(fù)責(zé)根據(jù)測點(diǎn)信息以及用戶配置的報(bào)警信息等，對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)收到超限、超量程、狀態(tài)異常等符合報(bào)警條件的數(shù)據(jù)時，或者發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸中斷，或者符合用戶配置的報(bào)警條件等時，報(bào)警監(jiān)測系統(tǒng)及時產(chǎn)生報(bào)警，并能通過數(shù)據(jù)推送模塊將報(bào)警發(fā)送到關(guān)注該報(bào)警的上層業(yè)務(wù)。

3.4 數(shù)據(jù)存儲

系統(tǒng)除了將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)推送給上層業(yè)務(wù)外，為了提高系統(tǒng)的效率，將數(shù)據(jù)存入實(shí)時數(shù)據(jù)庫。實(shí)時數(shù)據(jù)推送和實(shí)時數(shù)據(jù)庫對外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口。針對數(shù)據(jù)存儲部分，系統(tǒng)后臺還會定期數(shù)據(jù)備份、定時清理、一致性校驗(yàn)、數(shù)據(jù)遷移等操作，確保數(shù)據(jù)安全可靠。

3.5 數(shù)據(jù)推送

客戶端通過請求訂閱當(dāng)前關(guān)注的測點(diǎn)信息和實(shí)時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訂閱支持對所有測點(diǎn)進(jìn)行任意分組，滿足各種類型的業(yè)務(wù)需要。業(yè)務(wù)訂閱信息成功后，會立即收到所請求數(shù)據(jù)的最新信息。

3.6 運(yùn)行監(jiān)測

實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)平臺需要接入大量的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)故障、網(wǎng)絡(luò)中斷、采集器異常等都可能造成數(shù)據(jù)異常。因此，必須對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

3.7 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測功能

（1）網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)時監(jiān)測與采集器之間的網(wǎng)絡(luò)連接。

（2）采集器監(jiān)測：通過采集器監(jiān)測模塊定時與采集器交互獲得采集器的運(yùn)行狀態(tài)，從而在發(fā)生問題時及時定位解決。

（3）數(shù)據(jù)庫管理監(jiān)測：實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)平臺數(shù)據(jù)庫因?yàn)榫哂写罅康臄?shù)據(jù)，需要有一定的自維護(hù)功能，這些自維護(hù)功能一般通過定時作業(yè)執(zhí)行腳本來完成，需要對此進(jìn)行監(jiān)測，便于保證數(shù)據(jù)庫健康運(yùn)行。

（4）系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測：系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測用來監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可以判斷包括接收處理數(shù)據(jù)的當(dāng)前值、峰值、CPU占用、內(nèi)存占用等情況，避免系統(tǒng)過載而導(dǎo)致異常。

4? 結(jié)語

傳統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度信息化系統(tǒng)，存在嚴(yán)重的不足，用戶往往面對多種多樣的子系統(tǒng)，以及多種多樣條塊分割的子系統(tǒng)邏輯，而被迫分割自身的業(yè)務(wù)邏輯，以各類子系統(tǒng)的不同方式分別去實(shí)現(xiàn)自身的某一部分業(yè)務(wù)目的。

生產(chǎn)綜合監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng)以調(diào)度業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，把分散在各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、融合，并在一張圖中進(jìn)行集中展示，去除信息孤島，保證數(shù)據(jù)一致性;統(tǒng)一接入、統(tǒng)一發(fā)布生產(chǎn)視頻，為露天煤礦調(diào)度指揮中心提供一體化的調(diào)度指揮平臺，對各單位生產(chǎn)作業(yè)全過程進(jìn)行全方位的監(jiān)測、預(yù)警、指揮、分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)的下達(dá)及反饋、突發(fā)事件管理及各級調(diào)度人員的信息交互的作用。

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