【文章编号】１００４—７３４４（２０１３）０３—００１２—０２ 煤矿数字化远程综合监控系统设计与实现 梁海欣 申志敏 （国投新登郑ｙ，Ｉ，Ｉ煤业有限公司 河南省登封市４５２４７７） 摘要：目前我国煤矿的安全事故频发，究其原因有很多，重要的一方面就是未真正建立煤矿安全生产的监控管理，很多煤 矿企业的安全监控手段比较落后，没有很好地建立完善的安全生产监测监控体系，尤其是那些乡镇煤矿。针对目前煤矿安全生产方面 的问题，加快建设煤矿数字化远程综合监控系统显得特别重要。本文结合有关的工程实例分析煤矿数字化远程综合监控系统设计与 实现。 关键词：煤矿；数字化；远程综合监控；系统：设计；实现 数字化远程综合监控技术是集数字通信技术、计算机网络、微电子 技术以及软件技术等于一身。在煤矿安全生产中建立数字化远程综合监 控系统，在一定范围内联网，不仅可以远程、实时和集中监控煤矿井下：亡 作人员的分布情况以及瓦斯的防治情况等，而且可以根据掌握的情况及 时调整工作方式，或者是停止生产和撤离人员等，另外还能实时地对井 下采掘位置进行跟踪，有效地避免越层越界开采，从而确保安全生产。本 文首先阐述煤矿数字化远程综合监控系统发展，其次结合有关的工程实 例分析煤矿数字化远程综合监控的系统设计，然后介绍了该系统中的关 键技术。 位、压力、流量、水泵的开停等。虽然该系统解决机械化采掘需求，但是性 价比较低、通用性能差，很难满足多媒体、现场总线和软硬件发展要求。 第三阶段，综合的监控系统。为满足多媒体、现场总线和软硬件发展要 求，该系统诞生了，不仅可实时监测控制煤矿的各类环境参数和生产参 数等，而且可实现在一些方面多功能、多参数的实时监控。第四阶段，远 程的监控系统。近些年，我国高度重视煤矿的安全生产，并且成立专门煤 矿安全的监察机构，但因煤矿分布广泛、数量多，难以实施有效监控。根 据煤矿安全生产的发展要求，随着对远程监控系统的要求不断提高，建 立数字化远程综合监控系统是当务之急。 ｌ煤矿数字化远程综合监控系统发展 煤矿安全生产的监控系统大致经历四个阶段：第一阶段，单一参数 的监控系统。最早煤矿关注的项目是借助信息技术实时监测以及预警煤 矿井下的危险源。该系统主要监测井下的通风情况以及瓦斯情况 由＝Ｆ 伴随着煤矿机械化采掘程度的提高，单一参数的监控系统所具有监测的 容量小、监测单一、电缆用量比较大，传输距离比较近，且系统的性价比 等特点，很难满足煤矿发展需求。第二阶段，多参数的单一方面的监控系 统。该阶段是伴随着信息技术以及传感器技术的不断发展的，其中环境 安全的监控系统监测环境参数，如，甲烷的浓度、二氧化碳的浓度、矿尘 的浓度、湿度、风压湿度等，安全生产的监控系统监测阀门状态、水仓７Ｊ（ ２煤矿数字化远程综合监控的系统设计和实现 ２．１工程概况 目前大部分煤矿企业，虽然已安装工业电视系统、安全监控系统、人 员定位系统以及地测图形的处理平台，而在应用方面存在很多问题，如 很多信息孤岛，由于这些系统的生产厂家不相同，管理起来很困难，不能 把信息有效地传输出去，很难实现省级煤炭安全监管部门集中监控及管 理各个煤矿。针对这种情况，必须尽快设计和实现煤矿数字化的远程综 合监控。 ２．２网络设计 按照目前煤炭行业的监管模式。省级煤炭安全生产监督管理局管辖 输；最后是要在尊重国家相关法律法规的基础上，灵活运用相关部门制 定的规则，以降低煤炭运输中的资金耗费，从而保证煤炭销售中的正常 供应，以满足用户对煤炭的预定需求。 ２．２加大对市场的调研力度。 加大对市场的调研力度是当前解决煤炭销售管理问题的外在要求。 我们这里提到的加大对市场的调研力度主要包括两方面的内容：①是对 当地市场供需情况的调研，以及当地竞争对手的调研，对当地资料的掌 握和分析可以使得我们做出正确的销售决策；②我们需要对国家大方向 的有所掌握，要密切关注国家经济、法律、技术环境的变动，及时根 据这些变化调整企业的销售管理方向。 位呈现出来，这就给煤炭企业的销售提供了很好的信息数据分析，为企 业完善服务、制定销售策略、规定销售价格提供了很好的依据；③对企业 内部的员工适时进行培训，重点培养他们的产品质量意识，努力提高企 业内部工作人员的职业技能和素养。 ２．４强化煤炭市场的信息获得 影响煤炭市场销售的因素有很多，其中部分原因是很难被控制的， 这样在很大程度上影响了煤炭销售的稳定性，所以及时并且有效地搜集 到煤炭市场的信息很重要。企业要重视信息网络的构建，要强化煤炭市 场的信息获得，就必须经过调查、研究以保证信息的真实性、准确性和及 时性。根据所得信息对煤炭市场进行综合分析，然后将市场分析结果作 为企业制定销售策略的基础。强化煤炭市场的信息获得也是煤炭企业开 拓国际市场的基础，企业在销售上实现了现代化、网络化、电子化以及科 ２．３规范煤炭企业质量标准。提升煤炭质量 要完善煤炭企业自身的质量监管，要从根源上杜绝质量低劣的 煤炭产生，在煤炭进仓保管之前，要对煤炭的质量确认无误之后才可进 学化才能实现进一步扩大自身的市场销售。 行该项操作，一旦在仓库中发现质量不过关的煤炭要坚决销毁或者实现 ３小结 再生产，要坚决防止质量低劣的煤炭流入市场。在煤炭成品考核阶段，要 本文第一部分分析了国内煤炭行业销售中存在的问题，第二部分对 实行分明的奖罚措施，一旦发现煤炭中掺杂的水分或者其他杂物成分就 存在的问题给出相应的解决措施。从而为煤炭行业的发展提供了认识自 要严惩不贷。尽管有众多的因素都可能对煤炭的质量产生影响，但是那 身、发展自身的可参考资料。 些客观存在的因素都能被人类克服，甚至还能利用那些因素以提升产品 质量，为了达到这样的效果，作为主导煤炭质量的主体，人类必须要规定 参考文献 相应的规则以及制定相关准则。比如：①要完善企业的质量监管，要 ［１］刘春红．当前煤炭销售形势分析与对策．中国能源，第２５卷第ｌ１期． 实行明确的责任制，将责任落实到单个人或者单个部门；②建立、完善煤 ［２］刘道精．煤炭销售中存在的问题及对策探析．企业家天地理论版，２００８，２． ３】徐蔚琴，谢国娥．营销渠道管理【Ｍ】．电子工业出版社，２０ｌ１． 炭质量的网络监管体系，网络质量管理体系的建立是以煤炭购买用户的 【要求为基础，能有效地将煤炭购买者的反馈信息及时且真实地以天为单 ２０１３年２月 燕圈目 该省的各个煤业集团，但其相距的距离一般都比较远，且各个煤业集团 滴确保在多媒体网络环境下，实时显示页面的数据，有效地避免发生抖 与下辖的煤矿比较分散。综合考虑安全可靠传输、见效快和投资少等多 动现象，最终实现了在线动态地配置实时信息以及ＩＥ图形矢量化。如果 方面的因素，进而确定本次的建设方案，主要包括：煤业公司的软硬件平 上级的管理结构向获得详细信息，只要通过网络服务技术提出需求，有 台，省级煤炭安全生产监督管理局的信息中心，各个煤矿的安全监控图 关的下级服务器就会得到请求，立即提交结果，最终确保有效地存储数 像信息、监控数据、生产数据、井下工作人员的分布情况、工作面的采掘 据，确保其完整性和分散性。 情况、数据传输网络、ＩＰ语音等。其中监控系统的网络拓扑图１所示。根 据省级煤炭安全生产监督管理局、基层煤矿单位、煤业集团将整个的信 息传输模式分成２级３层。其中各个煤矿和煤业集团间选择以太网络传 输，传输速率是千兆光纤，对于那些距离比较远的煤矿问选择无线分组 的数据通信方式。而省局和煤业集团间利用双２ＭＳＤＨ专线传递信息，从 而确保能够可靠、稳定地传输图像、语音和数据，同时给未来的采煤市提 供联网接口。 图３软件体系的结构图 ３系统中关键技术的介绍 下面主要介绍的煤矿数字化远程综合监控系统中的关键技术有：① Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ行为的组件技术。在Ｂ／Ｓ的模式体系结构程序中每执行一项 操作就得重新刷新一次页面，在刷新页面的同时，服务器不仅要将所得 的数据发送到客户端，还要将里边的格式信息重新发送，如图片、表格等 格式信息，其占用了大量的带宽。有效地将Ｊａｖａ Ｓｅｒｉｐｔ脚本与Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ行为的组件技术相结合，同时还要通过ＸＳＬ和ＸＭＬ，从而能有效 地分离格式和数据信息，实现Ｗｅｂ的服务器只将关键性的数据传送到里 图１系统的网络拓扑图 边，但是不传送格式信息，最终有效地减少宽带的占用空间。Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ ２＿３数据传输的模式 行为的组件技术主要的应用特点是．ａ．要在微软网站上，将Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ 在各个煤业集团公司间设置流媒体的服务器、调度的应用服务器， 下载下来；ｂ．绑定Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ行为的组件与ｈｔｍｌ的元素；ｃ．提供出ｗｅｂ 同时要专门配备的路由器。其中流媒体服务器主要负责矿井的电视 ｓｅｒｖｉｃｅ的地址：ｄ．借助Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ的行为组件过程中Ｃａｌｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｗｅｂ 图像信息的采集，利用ＶＯＤ的点播方式和ＲＴＰ协议，把采集到的图像信 Ｍｅｔｈｏｄ进行访问。②煤矿数字化远程综合监控系统中的流媒体技术。其 息传输到省级煤炭安全生产监督管理局的信息中心，然后解压转化成模 中流媒体技术，是当今新兴起的一种网络传输技术，其实质是利用互联 拟信号，实时显示在工业电视墙和大屏幕上。调度的应用服务器主要负 网上的实时ＪＩ原序来进行传输和播放视频和音频等不间断的基数据流。本 责采集人员的分布信息、安全监测信息、ＧＩＳ图形信息、生产调度信息等， 项目通过流媒体技术创建流媒体的服务器，有效地处理矿井工业的电视 然后分析储存这些信息，接着在网页上发布信息，最后是上传数据。该项 图像，然后解压缩数据流，借助工业电视以及大屏幕实时显示图像、数 目流媒体传输的逻辑结构如图２所示。 据，从而确保省煤矿安全监督局的有关管理人员对矿井生产情况进行实 时监控。 ４结束语 —■一 目前我国已经有几个省先后建设完成了煤矿数字化远程综合监控 系统，根据调查的结果显示，各种信息的传输都比较可靠稳定。通过该监 控系统，省煤矿安全监督局的有关管理人员能够实时、有效地获取井下 人员的分布情况、矿井的安全生产情况以及采掘进展的情况等各种信 息。通过调查分析调度中心的显示结果，能够很好地达到预期的目标。 参考文献 ［１１贺耀宜，杨晓华，季小燕．煤矿数字化远程综合监控系统的设计与实现【ＪＪ．工矿自 ■ＪＩ叠■ 动化，２００７，４（８）：７５～７７． ［２］李继林．煤矿安全监控系统的现状与发展趋势［Ｊ］．煤炭技术，２００８（１１）． ［３ＪＮ邦全．煤矿安全监测监控系统的发展历程和趋势［Ｊ］．矿业安全与环保（增刊）， ２００７（６）． ■■ｒ｜－ｔｉｔ 图２流媒体传输的逻辑结构 ２．４软件体系的设计 在软件系统设计时，要综合考虑系统的响应速度、稳定性、容错能力 以及可扩展性等多方面因素。其中软件系统的结构图如图３所示。软件 系统的设计采用的模式是Ｂ／Ｓ，包括３层的体系结构。选择的数据库是 ＭＳＳＱＬ Ｓｅｎ，ｅｒ ２００８，主要涉及的技术包括：ＨＴＣ的组件技术、ＤＣＯＭ的组 件技术、ＶＭＬ矢量的图形处理技术、ｗｅｂ ｓｅｎｒｉｃｅ技术等。这样可以很好 Ｉ囵 ２０１３年２月 撞
