煤矿综合自动化数据集成平台建设的思考

【摘 要】煤矿综合自动化系统的建立是煤矿信息化建设的基础，要真正实现煤矿企业信息化与工业化两化深度融合，就必须把这些松散的生产自动化子系统、安全监测自动化子系统、井上下监测系统等进行集成，使各子系统采集到的数据和图像存放在统一数据存储平台内，形成统一的安全生产调度指挥平台，实现综合调度和集成管理，为煤矿安全高效生产提供科学决策依据。

【关键词】综合自动化；信息化；数据集成；平台建设

随着电子技术和计算机技术的发展和普及，企业的信息化程度已经成为决定企业效益和国家经济增长的战略资源，利用信息技术提高企业管理效率和管理水平，提升企业核心竞争力，已经成为国家和企业关注的热点。当前，国内煤炭开采环境日趋复杂，开采深度不断增加，开采成本不断加大，劳动密集型的劳动体制和粗放型的管理方式，使煤炭企业的可持续发展受到严重挑战。近几年，作为两化融合的重要组成部分，国内煤炭行业综合自动化系统建设发展十分迅速，水平逐步提高，但大多数仍处在分散控制阶段，信息集成度低，数据挖掘不够，井下作业仍处于劳动密集型阶段。为了降低成本，实现本质安全高产高效、在国际竞争中立于不败之地，加大数据集成和管理集成力度、实现“生产过程自动化、经营管理信息化，科学决策数字化”已经成为煤炭企业发展的必然趋势。

1 确立建设和集成方案，做好单机自动化系统建设

单机自动化是整个自动化系统建设和集成的基础。信息化管理职能部门要对矿井各主要生产系统，以及设备情况、软硬件的设施、应用系统的厂家、现有子系统的应用情况等进行详细的摸底核实，对于以前建成的自动化子系统具体问题具体分析，对新建的单机自动化子系统要严格把关，要求建设厂家能够提供兼容的、开放的接口，明确要建设、改造和接入的自动化子系统，规划信息传输平台、数据存储平台以及数据集成平台的建设方案，并且对数据存储方式作统一的规划和安排，确保数据挖掘和系统集成的顺利进行。

2 整合生产子系统，实现生产过程信息化集成

生产子系统主要包括工作面监测系统、胶带机控制系统、提升及装卸载集控系统、地面储装运系统和洗煤厂集控系统、矿山供电系统、大巷轨道运输系统、大型固定设备集控系统等，通过对这些系统的集成，实现从煤炭采掘、运输到原煤入洗生产全系统的数据监测监控。根据工作面监测系统，掌握采煤、开掘工作面的瓦斯、风量、温度、以及采掘机械设备的情况，指挥一线生产；通过井下胶带机控制系统，了解目前各胶带机控制系统、煤仓煤位、给煤机、大型设备的运行情况，及时安排煤炭的运输及远程控制运输系统的起停；通过提升及装卸载集控系统，掌握提升及装卸载设备的健康状况，以及当天的出煤量，并可以根据现场情况，远程开停提升及装卸载装置；通过地面储装运系统，了解地面胶带机和设备的目前状况，并根据煤种和各煤仓的仓位，决定煤流的方向；通过洗煤厂集控系统，控制和监视入洗煤的数量、入洗设备状况和洗精煤的储存等；通过大型固定设备集控系统掌握各通风系统、压风系统和排水系统的运行状况及存在的问题，保证矿井通风压风排水系统的安全运行；通过矿井大巷轨道运输系统，了解各个矿车的运行情况和安全情况，并通过无线传输向矿车司机指令实现矿车的调配；通过供电系统的运行，实现了对矿井供电系统的监测监控，实现遥测、遥调、遥信、遥控的功能，对矿井防掉闸、短路等事故的发生起到很好的预防作用。

通过对生产系统全过程的集成，实现对整个生产流程的控制，如果中间一个环节出现故障，或者某一个设备出现报警，就可以立即安排相关环节作出调整，同时，也可以及时掌握各生产单位的生产环境、及时考核各生产单位的生产情况、采煤数量。通过生产管理的集成，既提高了管理效率，也为安全高效生产的安排提供依据，为预防事故的发生提供了最可靠的参考。

3 整合安全监测子系统，实现安全监测信息化集成

通过对人员定位系统、安全监测系统、井下应急广播系统的集成，实现安全监测信息化集成。当事故发生时，人员定位系统会根据安全监测系统检测的数据，自动判断人员是否需要撤离，当参数超过预置阈值，自动利用井下应急广播系统播放撤离信息，并向调度人员反馈危险信号。调度人员根据人员定位系统所提供的图表、图形，迅速了解有关人员的位置情况和矿车分布情况，通过井下应急广播系统，快速通知井下人员撤离的方向，并利用矿井大巷轨道运输安全综合保障系统调动矿车到危险地区接应撤离的职工，让他们快速安全撤离，及时采取相应的救援措施，达到安全生产、快速救援的效果。

4 整合视频监测子系统，实现工业电视系统集成

视频通讯技术在煤矿生产中得到广泛的使用，由于前期缺乏统一规划和管理，相关部门根据各自所需，自行设计安装，视频设备厂家各异，网络重复敷设问题十分严重，造成资源的浪费，也不能形成网络互通，资源共享。为了解决这个问题，综合自动化建设工程除了把这些视频系统整合起来之外，还要在原煤生产流程的关键部位、采掘头面、重要搭接点、大型设备峒室、乘人点等安装摄像仪，并在调度集控中心和相关单位计算机上显示相关图像，加强对生产过程、生产安全设施和职工行为的监管，并根据现场图像内容作出进一步的处理措施，以达到减少事故、避免事故的作用，使调度员可以随意切换，第一时间掌握重点头面、重要岗位的监控信息和安全监测情况。

视频监控主要用于主运输设备运行状态的监视。工业电视系统主要由井上部分、井下部分、调度室主控部分及流媒体部分组成。

工业电视系统必须具备的功能：

1）管理服务功能

对整个网络监控系统的信息进行统一处理，其中包括信息的设置、信息的记录、信息的存储、信息的转发及信息的查询。对监控地点及用户信息的编辑，包括新建、修改、删除。对用户进行权限设置，对用户的操作请求进行权限认证，并实时记录来自客户端的操作，同时生成操作日志，并可对其进行维护与查询以及巡检与校时功能。

2）流媒体服务功能

通过流媒体视频服务器，通过网络接口与远端编码器相连，实时接收视频流数据，并临时存储在缓冲区，根据客户端的请求，把缓冲区的视频数据转发给客户端，从而完成流媒体的播放和传输。

3）视频监控功能

视频监控模块是系统的主要客户端软件，根据不同设置可以实现类似主控和分控功能。具有远程设置DVRDVS参数、远程实时浏览视频图像、远程控制云台及镜头以及视音频文件的回放等功能。

4）硬盘录像功能

工业电视系统能够实现硬盘录像功能，以备查询，且检索方便，可以复制，根据需要，设置录像可以保存的时间，并可以方便的对存储的流媒体文件进行WEB管理。

5 深入数据挖掘整合，实现综合调度指挥

为了实现全方位的综合管理，综合自动化系统还必须建设综合调度指挥平台。综合调度指挥平台主要负责把接入的信息进行实时数据采集，利用信息融合技术、故障诊断技术、专家系统分析等技术对数据进行处理，并以良好的人机界面进行控制、显示和查询。主要功能如下：整合综合自动化各子系统和大型设备运行情况、起停情况、设备参数、故障情况、报警情况、以及录像信息。

综合调度指挥平台负责将实时、历史数据信息进行分析综合，然后对各系统进行隐患预测、规律总结，并将信息在有效时间内以数据列表和曲线图的形式提供给系统中的相关用户，为用户进行设备检修和采取必要措施提供决策依据。系统可以查询任何系统中设备的开停情况，如开停时间、次数等，可查看累计量信息及统计图表，还可查看整个系统的网络故障信息，方便用户管理。系统可将各子系统显示的各类实时动态、动画等图形转换为HTML或XML，通过IE浏览。

当系统出现故障和报警的时候会自动弹出窗口或弹出报警条，根据用户自定义的等级严重性排序，并提供声光报警，依据其影响程度进行分类、分级。对所有涉及系统配置操作，对子系统实施控制的操作及一些重要的操作，系统都进行完整的记录，包括操作时间、操作者、操作码及描述、节点名等。为系统的事故追查及重演提供重要的信息。系统能自动统计出任何一个时间段的报警故障以及操作记录。

综合调度指挥平台具有综合各子系统的数据，实现对煤的生产过程进行全过程监测，包括采掘工作面、胶带机及大巷运输、提升及装卸载、地面储装运、动力洗选等全过程的监测。

综合调度指挥平台为矿井提供联动预案调度系统，当各个子系统发生报警信号时，根据预先设定好的预案，自动弹出预案提示，使调度指挥人员及时正确的处置事故，在矿井允许的情况下还可调用指定子系统，进行联动，及时高效的应对突发事件。配置联动报警预案，为管理人员提供灵活自由的设置，提供报警信息和联动预案动作的查询，便于管理人员管理。

综合调度指挥平台必须具备与集团公司总调生产调度系统和安全监测系统进行连接，统一数据传送格式，在集团公司安全监测系统中能读取生产矿安全监测系统、人员定位系统和工业电视系统所需的全部数据。

安全生产调度指挥平台通过对自动化子系统中生产系统、辅助系统、安全系统、工业电视系统、经营管理系统等数据的集成，以图形和表格方式进行数据的综合性展示，形成全矿安全生产系统图、各专业子系统图、指标分析、生产趋势图，具有报表管理、图纸管理、历史数据分析、系统预警管理、系统故障管理、数据联动分析、系统效能分析、设备工况预警分析、领导带班管理等功能，实现对现场的远程监测监控、集中调度管理等日常管理业务。通讯系统实现应急电话、无线通讯和有线电话三网合一，调度中心可通过任何一种途径实现对现场的调度指挥。

生产系统、安全监测、工业电视、经营管理系统等各信息化系统集成后，各子系统采集到的数据和图像均存放在统一数据存储平台内，通过统一的安全生产调度指挥平台，矿调度人员和决策人员可以非常方便查询到所需要的各种信息，掌握企业的生产经营情况和实时动态，查询各种历史数据和图像，并根据综合信息对生产系统进行协调指挥，为科学决策、快速反应提供可靠的数据保证。