煤礦沖擊地壓智能管控平臺開發(fā)與應(yīng)用

王 浩 殷海晨

（山東能源集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

監(jiān)測監(jiān)控與防沖工程是煤礦沖擊地壓防治的兩項主要工作，其中常用的監(jiān)測監(jiān)控包括鉆屑、應(yīng)力、微震、礦壓、CT、電磁輻射等，常用的防沖工程包括煤層鉆孔、頂板預(yù)裂等。由于專業(yè)性較強(qiáng)，內(nèi)容復(fù)雜，相關(guān)工作的自動化水平一直比較落后，影響災(zāi)害治理和安全生產(chǎn)。

1 平臺開發(fā)概況

在全面提升沖擊地壓防治管理效率的迫切要求下，探索通過智能化信息技術(shù)整合的管理模式，開展了煤礦沖擊地壓智能管控平臺的開發(fā)與應(yīng)用，建立起一套集監(jiān)測信息分析與預(yù)警、防沖工程標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理、過程質(zhì)量控制、安全風(fēng)險防范等方面的綜合信息化管理系統(tǒng)[1-6]。系統(tǒng)運(yùn)用了移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、短信預(yù)警提醒技術(shù)、內(nèi)外網(wǎng)穿透技術(shù)、軟硬件系統(tǒng)集成技術(shù)等最新技術(shù)成果，軟件上實(shí)現(xiàn)了防沖工程數(shù)據(jù)上報審核、工程數(shù)據(jù)智能化分析、基于短信形式的履職提醒、對接第三方平臺的預(yù)警提醒、管控進(jìn)度管理、管控問題閉合管理、文件記名分發(fā)等功能；硬件上通過內(nèi)網(wǎng)穿透技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)融合，采用云端短信平臺實(shí)現(xiàn)短信三網(wǎng)完全覆蓋。依托該平臺，實(shí)現(xiàn)了沖擊地壓防治管理智能化、協(xié)同化、云端化的管理新模式，極大地提高了管理效率。

2 平臺系統(tǒng)組成

沖擊地壓智能管控平臺[7]，是在WEB 基礎(chǔ)上開發(fā)的煤礦安全數(shù)字化系統(tǒng)，充分利用國際先進(jìn)的計算機(jī)軟件技術(shù)，吸收國外煤礦安全管理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)先進(jìn)的煤礦安全管理技術(shù)，開發(fā)的一套適合中國煤礦安全管理模式，實(shí)行動態(tài)管理控制方式的計算機(jī)管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)邏輯上由客戶端、客戶端接口服務(wù)程序、服務(wù)器端和數(shù)據(jù)庫四層架構(gòu)組成，如圖1。其中服務(wù)器端由應(yīng)用服務(wù)器、內(nèi)網(wǎng)穿透用路由器以及通訊網(wǎng)絡(luò)等組成。客戶端由后臺Web 管理客戶端、手持智能終端、監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)接口程序等組成。

圖1 智能管控平臺系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要分成三層。第一層是瀏覽器，煤礦企業(yè)各階層工作人員通過瀏覽器就能夠進(jìn)入安全管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)用戶終端；第二層是應(yīng)用服務(wù)器，利用WEB 服務(wù)器將處理后的信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反饋和接收訪問請求；第三層是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，利用機(jī)房數(shù)據(jù)服務(wù)器收集和處理，以及存儲相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。其中，在這個系統(tǒng)中，WEB Services 是最主要的部分。

沖擊地壓智能管控平臺主要是為了借助Internet發(fā)揮B/S 優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)安全基本信息管理和支持領(lǐng)導(dǎo)決策。在面向業(yè)務(wù)管理時，支持工作人員對信息的日常業(yè)務(wù)管理和處理事務(wù)的輔助決策，以滿足日常工作中信息的復(fù)雜和大量等要求。而支持領(lǐng)導(dǎo)決策主要是以B/S 模式構(gòu)建，以支持領(lǐng)導(dǎo)對信息的發(fā)布與查詢，以及處理和輔助決策。

沖擊地壓智能管控平臺中，硬件將以高速Internet 局域網(wǎng)的傳輸方式和專用的服務(wù)器為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)建立。利用WEB 技術(shù)中的JSP 技術(shù)，結(jié)合煤礦企業(yè)管理的實(shí)際情況和數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，在支持所有腳本語言的同時方便煤礦用戶對該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，使用戶請求的處理速度快而有效，確保煤礦企業(yè)各部門人員的信息傳輸都能夠通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)安全管理信息的錄入和查詢、修改和刪除、瀏覽和輸出等。由于沖擊地壓智能管控平臺的數(shù)據(jù)量很大，因此，在處理和傳輸?shù)臅r候，要求服務(wù)器的性能以及網(wǎng)絡(luò)寬帶必須達(dá)到實(shí)際所需的條件，一般專用服務(wù)器與寬帶，才能保證信息數(shù)據(jù)的及時和準(zhǔn)確傳輸。

沖擊地壓智能管控平臺結(jié)構(gòu)將采用MySql、Apache Tomcat 分別作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等，同時將利用eclipse 作為平臺的開發(fā)工具。

3 沖擊地壓智能管控流程與功能設(shè)計

3.1 系統(tǒng)功能概述

系統(tǒng)的功能和流程設(shè)計完全遵照沖擊地壓管理標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)定要求，又充分考慮到不同單位的特點(diǎn)和習(xí)慣。軟件功能設(shè)計主要涵蓋防沖工程管理、崗位履職管理、預(yù)警管理、管控進(jìn)度管理、管控問題閉合管理、文檔記名分發(fā)、系統(tǒng)管理等功能，采用模塊化開發(fā)理念，每個模塊獨(dú)立開發(fā)應(yīng)用，模塊間通過數(shù)據(jù)庫融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)相互調(diào)用。智能管控平臺功能結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 智能管控平臺功能結(jié)構(gòu)

3.2 防沖工程管理模塊

各工程施工單位登錄系統(tǒng)可以在防沖工程管理下進(jìn)行煤粉檢測、卸壓鉆孔、爆破斷頂以及斷底等工程的數(shù)據(jù)上報，防沖辦公室審核后存入數(shù)據(jù)庫。審核不通過的可以修改重新上報或者直接刪除。系統(tǒng)每天、每月自動生成分析報表，并可以根據(jù)日期范圍、施工單位以及作業(yè)位置等條件手動統(tǒng)計分析。防沖工程上報數(shù)據(jù)處理流程如圖3。

圖3 防沖工程上報數(shù)據(jù)處理流程圖

3.3 崗位履職管理模塊

管理員可以根據(jù)每個崗位設(shè)置不同履職任務(wù)，履職任務(wù)可以設(shè)置定時或者手動等方式提醒參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)履職任務(wù)觸發(fā)條件對相應(yīng)崗位人員進(jìn)行短信提醒，系統(tǒng)發(fā)送短信提醒后會自動生成提醒記錄，管理人員可以查看人員的履職記錄。

3.4 預(yù)警管理模塊

提供1～4 級預(yù)警等級，管理員可以給不同等級維護(hù)提醒人員。通過直連應(yīng)力、微震、礦壓等監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)實(shí)時分析是否產(chǎn)生預(yù)警，產(chǎn)生預(yù)警后根據(jù)相應(yīng)等級給對應(yīng)人員發(fā)送短信提醒。管理人員可通過后臺查看預(yù)警記錄以及人員接收情況。

3.5 進(jìn)度管控模塊

實(shí)現(xiàn)對卸壓工程施工進(jìn)度的管控處理；實(shí)現(xiàn)對沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)安裝進(jìn)度、預(yù)警信息的管控；實(shí)現(xiàn)對工作面推進(jìn)度、限員管理及其他防沖措施落實(shí)的管控。

3.6 問題閉合管控模塊

實(shí)現(xiàn)對沖擊地壓風(fēng)險管控、隱患排查、日常檢查問題的分類、集中統(tǒng)計，顯示問題整改的全流程；實(shí)現(xiàn)了對沖擊地壓預(yù)警信息的分類、統(tǒng)計，顯示預(yù)警信息處理的全流程；實(shí)現(xiàn)對防沖措施落實(shí)情況的閉合管理，顯示相關(guān)作業(yè)地點(diǎn)防沖措施實(shí)施進(jìn)度、剩余工作量；實(shí)現(xiàn)對問題、預(yù)警、工程閉合情況的智能分析，生成閉合情況臺賬報表。

防沖辦公室通過后臺上報管控問題，可以設(shè)置一個或者多個整改部門以及是否短信提醒。整改部門接收到整改問題現(xiàn)場進(jìn)行整改，整改后通過系統(tǒng)上報整改措施。防沖辦可以對整改措施進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收不通過需要進(jìn)行重新整改上報。問題閉合管控流程如圖4。

圖4 問題閉合管控流程圖

3.7 文檔記名分發(fā)模塊

管理人員可以通過系統(tǒng)進(jìn)行記名分發(fā)，可以選擇多個接收人、多個附件上傳以及是否短信提醒。

人員登錄系統(tǒng)可以在已收文檔記名分發(fā)查看收到的所有文檔記名分發(fā)記錄，可以通過發(fā)送人及時間進(jìn)行條件查詢，可以下載攜帶的附件文件。

人員登錄系統(tǒng)可以在已發(fā)文檔記名分發(fā)查看所有發(fā)送的文檔記名分發(fā)記錄，可以根據(jù)標(biāo)題以及時間進(jìn)行條件查詢，可以查看接收人的接收情況。

3.8 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理包括對部門、人員以及角色等信息的維護(hù)。可以對不同人員進(jìn)行精確的權(quán)限管理，并支持對短信平臺具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)置管理。

4 應(yīng)用成效

（1）各子單位可以在平臺下進(jìn)行防沖工程的數(shù)據(jù)上報，防沖辦公室審核后存入數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)自動生成分析報表，并可以根據(jù)多種條件統(tǒng)計分析，極大地減少了檢索信息時間，提高了工作效率，方便數(shù)據(jù)管理及使用人員查詢，有效避免了因人工記錄不詳細(xì)、不準(zhǔn)確造成的信息錯誤。

（2）通過“管控問題”管理功能，實(shí)現(xiàn)了對管控問題的全流程閉合管理，能夠?qū)崟r提醒、跟蹤問題整改情況，整改完畢后及時通知相關(guān)負(fù)責(zé)人。

（3）通過采集功能從其他系統(tǒng)（煤體應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，微震監(jiān)測系統(tǒng)）讀取數(shù)據(jù)，支持從數(shù)據(jù)庫和接口方式全自動采集，并能根據(jù)定制的分析方法進(jìn)行自動化分析。

（4）通過自定義1～4 級預(yù)警指標(biāo)，自動統(tǒng)計采掘工作面設(shè)定范圍內(nèi)（默認(rèn)掘進(jìn)200 m、回采300 m）的微震事件，針對不同工作面進(jìn)行分類預(yù)警，當(dāng)產(chǎn)生預(yù)警后立即通過短信形式發(fā)送給設(shè)定的相關(guān)負(fù)責(zé)人。

（5）通過文檔記名分發(fā)功能實(shí)現(xiàn)將相關(guān)文件便捷傳達(dá)給相關(guān)負(fù)責(zé)人，并通過短信提醒接收人閱讀，能夠?qū)ξ募喿x情況實(shí)時統(tǒng)計和展示。

（6）崗位履職管理能夠設(shè)定特定內(nèi)容的崗位職責(zé)，按照固定的周期定時發(fā)送短信提醒相關(guān)人員履行任務(wù)，防止某些工作因執(zhí)行周期較長而遺漏。

提供文檔庫功能，能夠分類上傳各類技術(shù)資料、會議紀(jì)要等，供相關(guān)人員自行下載使用。

（7）內(nèi)建“工作匯報”功能，相關(guān)人員按日/周/月自行填寫工作總結(jié)和工作打譜，并上報負(fù)責(zé)人進(jìn)行審核，實(shí)現(xiàn)工作日志的規(guī)范化管控。

（8）申請了專用域名，能夠使用互聯(lián)網(wǎng)域名實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)的隨時隨地訪問，大大提高了工作的便利性和連續(xù)性。

5 結(jié)語

綜合長期以來沖擊地壓防治管理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+信息化技術(shù)，在將管理工作流程化的基礎(chǔ)上，探索了智能管控平臺的建設(shè)，將監(jiān)測預(yù)警、履職提醒、防沖工程管控等需要耗費(fèi)職工大量精力的重復(fù)勞動轉(zhuǎn)交由軟件平臺完成，極大地提高了管控效率，且減少了人員疏漏造成的低級錯誤，提高了數(shù)據(jù)利用的可靠性，取得了很好的實(shí)用效果。