淺談監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用探討

葉濤濤　孫明志　吳文科

摘要：監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中起著重要作用，其具有方便、智能、自動化等優(yōu)點，通過合理應(yīng)用，能有效提高企業(yè)經(jīng)濟、社會效益，加強安全生產(chǎn)工作，進而為煤礦企業(yè)的發(fā)展提供保障。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng);煤礦;應(yīng)用

安全是煤礦生產(chǎn)的首要任務(wù)，但由于井下作業(yè)環(huán)境惡劣，不確定因素多，在作業(yè)過程中易發(fā)生各種安全事故。為有效減少安全事故的發(fā)生，應(yīng)結(jié)合實際情況建立健全監(jiān)控調(diào)度指揮體系。本文重點分析了監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用探討。

一、系統(tǒng)設(shè)計原則

1、易于集成。在實際工作中，為最大限度地減少系統(tǒng)建設(shè)中的各種問題，需確保各種信息系統(tǒng)能在短時間內(nèi)快速整合。而且還應(yīng)確保信息系統(tǒng)具有很強的通用性，在工作中遵循最基本的工作原則，確保接入子系統(tǒng)后能與其他平臺實現(xiàn)無障礙工作，充分發(fā)揮各系統(tǒng)的作用，為煤礦各項工作的順利開展提供保障。

2、具有很強的開放性與兼容性。在工作過程中，要確保系統(tǒng)具有很強的開放性，不能為用戶執(zhí)行霸王條款，可有效集成國內(nèi)外各種優(yōu)秀的子系統(tǒng)，確保用戶有很大的選擇余地，確保不同子系統(tǒng)能兼容。

3、具有較強聯(lián)動性。在監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)建設(shè)中，還應(yīng)保證系統(tǒng)具有一定聯(lián)動性。一個完善的信息平臺可實時顯示各種數(shù)據(jù)信息，還能有效將通信、視頻系統(tǒng)相互融合，在工作中，各種數(shù)據(jù)和信息等可實時共享，更好地實現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動，有效消除不同系統(tǒng)間的各個界限。在實際工作中，只要工作人員能合理應(yīng)用各種信息系統(tǒng)，就能高效、快速地完成工作。

4、減少維護頻率及難度。在后續(xù)系統(tǒng)維護保養(yǎng)中，應(yīng)盡可能降低維護工作難度，減少維護頻率，以簡單維護為目標(biāo)，提高系統(tǒng)整體運行效率。

5、具有較強抗干擾能力。在生產(chǎn)和工作過程中，相關(guān)工作需在井下進行，然而，由于井下環(huán)境復(fù)雜，所以許多外部因素可能會嚴(yán)重干擾正常工作的開展。在這種情況下，有必要提高信息系統(tǒng)的抗干擾能力，使其能有效抵抗工作過程中各種外部因素的影響，同時還應(yīng)保證系統(tǒng)具有較強的抗噪音性能。

6、較遠(yuǎn)的傳輸距離。地下礦井的深度和長度都較大，只有確保信息系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離無障礙傳輸，才能更好地監(jiān)控和指揮各項工作，為其他工作的順利開展提供保障，提高各項工作的安全性。

7、提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。在工作過程中，既要保證系統(tǒng)具有較高工作效率，又要保證系統(tǒng)具有較低成本造價。在監(jiān)控系統(tǒng)中，礦用隔爆視頻系統(tǒng)及光纖傳輸系統(tǒng)是主要組成部分之一。

二、簡述監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)

分析煤礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵點，在三維可視化平臺上建立及完善監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)，實時分析及采集煤礦生產(chǎn)中的人力資源和環(huán)境安全等，進行三維數(shù)字化監(jiān)控，有效結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)，聯(lián)系數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、虛擬仿真等技術(shù)手段，加強安全生產(chǎn)監(jiān)管。目前，監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容。

1、完善煤礦安全生產(chǎn)在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。在實際工作中，相關(guān)管理人員可實時檢測及監(jiān)控井下人員與設(shè)備位置、關(guān)鍵工作區(qū)域、井下溫濕度、有害氣體含量等，并對其進行分析、預(yù)警，然后通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)信息，開展相關(guān)調(diào)度工作，做好事前防范，加強對工作環(huán)境的管控，提高安全生產(chǎn)水平，為其他后續(xù)工作的順利開展提供保障。

2、完善工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。在生產(chǎn)過程中，通過建立完善的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的自動化控制。同時，實際工作中，能更好地實現(xiàn)運輸監(jiān)控系統(tǒng)、自動排水通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等多個監(jiān)控系統(tǒng)的自動化，盡可能減少人力資源的使用，避免因人為失誤操作造成的嚴(yán)重安全事故，提高整體生產(chǎn)工作的安全性，加強生產(chǎn)工作的自動化控制。

3、完善煤礦數(shù)據(jù)庫。在安全生產(chǎn)工作過程中，為了保證各項工作有序進行，確保各職能部門在各項工作中相互協(xié)調(diào)配合，在工作過程中要深入挖掘數(shù)據(jù)中蘊含的深層含義，模擬煤礦生產(chǎn)及安全工作需求，為后續(xù)工作的順利開展提供保障。

4、合理搭建三維可視化平臺。在完善監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)完善三維可視化平臺。在實際工作中，相關(guān)人員只需通過建模仿真即可構(gòu)建井下環(huán)境，并從三維角度進行觀察分析，為相關(guān)工作的順利開展提供保障。此外，在構(gòu)建三維可視化平臺過程中，應(yīng)將煤礦生產(chǎn)決策系統(tǒng)、在線監(jiān)測監(jiān)控和自動化系統(tǒng)、安全生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)等有效集成，使工作人員能通過三維可視化平臺對煤礦安全工作環(huán)境等進行實時檢測及調(diào)度指揮。

5、完善智能化服務(wù)體系。實際工作中，完善生產(chǎn)經(jīng)營決策平臺，合理運用智能化工具，不斷推動各項工作朝著更加智能化方向發(fā)展，從而有效減少人力資源的使用，減少工作人員工作量，避免因人為原因造成重大決策失誤，提高生產(chǎn)效率。

三、系統(tǒng)功能設(shè)計

1、動態(tài)檢測。在實際生產(chǎn)中，通過使用Web能完成動態(tài)信息平臺的構(gòu)建，使用合理的軟件支持其正常工作，通過統(tǒng)一的門戶加強對系統(tǒng)安全的管控。合理配置及規(guī)劃不同生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵報警點，有效滿足工作人員實際工作需求，可通過查看流程圖了解相關(guān)報警信息。此外，還應(yīng)建立相關(guān)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)庫的完善，能實時修改及繪制工藝流程圖和工藝參數(shù)等。

2、應(yīng)用功能的設(shè)計。完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)后，需對整體生產(chǎn)工作進行監(jiān)控。要建立完善的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，先要以數(shù)據(jù)庫作為實際數(shù)據(jù)信息的來源，自動采集及存儲生產(chǎn)過程中的所有數(shù)據(jù)信息。此外，組態(tài)軟件還可作為平臺基礎(chǔ)，加強管理層及控制層間的聯(lián)系與溝通，這樣，一些重要的數(shù)據(jù)信息能有效呈現(xiàn)在企業(yè)管理層中，而且也能快速分析，從而提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益，促進企業(yè)生產(chǎn)能力的提高。

3、礦用隔爆視頻系統(tǒng)。目前，隔爆型視頻產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于煤礦中，在實際應(yīng)用中，從型式上主要分為隔爆型、本安型。防爆視頻產(chǎn)品從功能上主要分為固定式、活動式。在井下調(diào)度工作過程中，固定式隔爆視頻產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)勢，可用于泵房、絞車房等場所。整體安裝調(diào)試工作難度也較小，符合低成本特點，在前幾年已得到廣泛應(yīng)用。

當(dāng)前，隨著我國信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子技術(shù)和集成電路等也在不斷發(fā)展。在這種情況下，井下視頻監(jiān)控技術(shù)也取得了飛速的進步及發(fā)展，并取得了顯著的發(fā)展成效。與固定視頻監(jiān)控技術(shù)相比，煤礦監(jiān)控技術(shù)在煤礦生產(chǎn)一體化中具有絕對優(yōu)勢及經(jīng)濟效益，這與煤礦監(jiān)控技術(shù)在后期的發(fā)展趨勢密切相關(guān)。

在實際生產(chǎn)過程中，一體化視頻監(jiān)控設(shè)備集成了多種電子信息技術(shù)，包括礦用光纖通信技術(shù)、礦用視頻監(jiān)控技術(shù)等多個技術(shù)協(xié)同發(fā)展，能實時傳輸井下生產(chǎn)圖像，并在圖像中準(zhǔn)確跟蹤定位工作人員及生產(chǎn)設(shè)備，從而實時了解及獲取各種數(shù)據(jù)信息。

4、光纖傳輸信息系統(tǒng)。在工作與生產(chǎn)過程中，光纖傳輸系統(tǒng)起著重要的作用，它是連接系統(tǒng)及地面的重要傳輸系統(tǒng)之一，為了合理應(yīng)用，可通過一體化攝像設(shè)備等實時傳輸視頻、語音和控制指令等，使用光端機傳輸綜合信號，還可有效減少信號在傳輸過程中的損耗，從而提高信號的抗干擾能力。另外，在傳輸過程中，可使用單模光纖或多模光纖進行傳輸，視頻圖形和信號指令等可同步傳輸，從而降低系統(tǒng)成本開支。

5、分析數(shù)據(jù)趨勢。數(shù)據(jù)趨勢分析的主要功能是分析圖形化數(shù)據(jù)，使工作人員能隨時觀察數(shù)據(jù)庫中的任意一個時刻狀態(tài)。同時，相關(guān)人員還可隨時對某一溫度點和壓力點等進行實時分析，然后以曲線形式顯示實時數(shù)據(jù)信息，幫助工作人員了解過去生產(chǎn)工作的變化趨勢。

6、數(shù)據(jù)報警。在實際工作中，該工作能自動記錄系統(tǒng)的狀態(tài)變化，若生產(chǎn)過程中發(fā)生事故，可作為分析事故原因的依據(jù)，對其進行深入分析研究。此外，系統(tǒng)還具有報警機制，如低報、偏差、變化率等多個報警功能。

參考文獻：

[1]王玉婷.煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度信息管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[D].太原：山西大學(xué)，2015.

[2]魯?shù)虑?淺談監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用探討[J].科技與創(chuàng)新，2021（04）.