摘要:為了打造車集煤礦智能礦山建設(shè)，提高車集煤礦安全生產(chǎn)運(yùn)營水平，對(duì)煤礦智能管控平臺(tái)業(yè)務(wù)流程建設(shè)及其監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，管控平臺(tái)核心業(yè)務(wù)架構(gòu)主要分為設(shè)備層、控制層、生產(chǎn)執(zhí)行層、經(jīng)營管理層與決策層5個(gè)層次，重點(diǎn)分析了安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、隱患排查治理、掘進(jìn)等智能管控平臺(tái)業(yè)務(wù)流程建設(shè);設(shè)計(jì)了其監(jiān)控平臺(tái)，主要智能監(jiān)控平臺(tái)主要功能、智能聯(lián)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)等。研究把安全生產(chǎn)相關(guān)子系統(tǒng)集成到一個(gè)平臺(tái)，使生產(chǎn)信息業(yè)務(wù)部門橫向到邊，可為智能礦山建設(shè)提供安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

　　關(guān)鍵詞:智能管控平臺(tái);業(yè)務(wù)流程;安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控;隱患排查治理;監(jiān)控平臺(tái)

　　“智能礦山安全生產(chǎn)管控平臺(tái)”是車集煤礦安全生產(chǎn)管控平臺(tái)各業(yè)務(wù)板塊生產(chǎn)運(yùn)營管理信息化建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及總體指導(dǎo)框架，是生產(chǎn)運(yùn)營管理相關(guān)子系統(tǒng)及其內(nèi)部各要素之間有效組合運(yùn)行的動(dòng)力機(jī)制、建設(shè)機(jī)制和發(fā)展機(jī)制的模型化設(shè)定，以保證平臺(tái)及系統(tǒng)功能統(tǒng)一規(guī)劃、相互協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)一致、資源共享、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

　　煤礦機(jī)電評(píng)職知識(shí)： 煤礦機(jī)電設(shè)備維修論文要求多少字發(fā)表

　　平臺(tái)提供生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、模塊化分析的整體框架，對(duì)內(nèi)提供統(tǒng)一、面向應(yīng)用的總線接口以及面向第三方應(yīng)用的控件調(diào)用接口，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)應(yīng)用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)調(diào)用和服務(wù);對(duì)外提供基于插件式的子系統(tǒng)功能模塊集成，能夠?qū)崿F(xiàn)子系統(tǒng)的統(tǒng)一集成和發(fā)布、展示;平臺(tái)框架的核心模塊可結(jié)合車集煤礦的管理需求，定制各子系統(tǒng)共享的基本業(yè)務(wù)模塊，降低子系統(tǒng)集成的復(fù)雜程度。管控平臺(tái)結(jié)合生產(chǎn)、管理的模式，在子系統(tǒng)應(yīng)用層面劃分為智能管調(diào)中心、礦山安全中心、運(yùn)營管理中心、自動(dòng)化控制中心等應(yīng)用中心，實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)深層分析和綜合利用。平臺(tái)決策分析模塊可根據(jù)管理需要，定制分析模式，提供基于各生產(chǎn)中心以及全礦井?dāng)?shù)據(jù)的綜合分析利用，為決策提供參考依據(jù)[1-4]。

　　1管控平臺(tái)業(yè)務(wù)流程建設(shè)

　　1.1核心業(yè)務(wù)架構(gòu)

　　智能礦山業(yè)務(wù)架構(gòu)是在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范及安全運(yùn)維保障體系下，按分層設(shè)計(jì)模式，分為設(shè)備層、控制層、生產(chǎn)執(zhí)行層、經(jīng)營管理層與決策層5個(gè)層次。設(shè)備層、控制層、生產(chǎn)執(zhí)行層是智能化礦井建設(shè)的主要內(nèi)容。智能管控平臺(tái)由生產(chǎn)執(zhí)行及生產(chǎn)管理、調(diào)度管理、機(jī)電管理、“一通三防”、綜合分析、應(yīng)急救援等業(yè)務(wù)模塊構(gòu)成，系統(tǒng)涵蓋了煤炭采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各個(gè)環(huán)節(jié)，是一體化管理信息系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了和經(jīng)營管理、控制監(jiān)測(cè)等信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)。

　　1.2業(yè)務(wù)網(wǎng)流程建設(shè)針對(duì)煤礦運(yùn)營主業(yè)務(wù)流程開展梳理與建設(shè)工作，煤礦智能管控平臺(tái)業(yè)務(wù)流程建設(shè)包括安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、隱患排查治理、采煤、掘進(jìn)、機(jī)電運(yùn)輸、地測(cè)防治水、“一通三防”、職業(yè)病危害防治、應(yīng)急管理、調(diào)度、環(huán)境保護(hù)等。本文重點(diǎn)分析安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、隱患排查治理業(yè)務(wù)流程建設(shè)。

　　1.2.1安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控需要對(duì)礦井單位風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)管控情況進(jìn)行匯總監(jiān)管，把控各單位各類風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和管控情況，重點(diǎn)針對(duì)礦井重大風(fēng)險(xiǎn)管控落實(shí)情況進(jìn)行定期檢查，預(yù)防重大事故發(fā)生。對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告、制度文件進(jìn)行系統(tǒng)管理，在線查看，方便用戶;對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分專業(yè)統(tǒng)計(jì)，對(duì)紅橙黃藍(lán)四色等級(jí)在餅狀圖中統(tǒng)計(jì)，查看各級(jí)別風(fēng)險(xiǎn)比例;在一張圖中對(duì)所有風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行四色標(biāo)定，方便用戶查看風(fēng)險(xiǎn)位置以及風(fēng)險(xiǎn)詳情;重大風(fēng)險(xiǎn)劃定風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，設(shè)置區(qū)域人數(shù)上限，關(guān)聯(lián)人員定位系統(tǒng)，區(qū)域人員超限報(bào)警;跟蹤檢查風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)情況，在系統(tǒng)中進(jìn)行更新。

　　1.2.2隱患排查治理隱患排查流程主要是對(duì)隱患排查治理工作的描述，其內(nèi)容包括各部門對(duì)隱患的排查“五定”，系統(tǒng)分級(jí)管理，對(duì)隱患整改檢查落實(shí)，對(duì)責(zé)任人進(jìn)行考核等。井上下發(fā)現(xiàn)隱患需要手動(dòng)記錄，升井或檢查結(jié)束后錄入系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)排查出來的隱患可直接使用移動(dòng)終端智能巡檢系統(tǒng)實(shí)時(shí)錄入，并進(jìn)行“五定”，方便隱患信息的及時(shí)傳遞。隱患整改落實(shí)情況同樣可以在井下上傳到系統(tǒng)中，提高隱患排查治理效率;隱患信息在系統(tǒng)中進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，用戶可以隨時(shí)查看隱患排查治理情況，解決了書面文件統(tǒng)計(jì)、查詢的困難;隱患分級(jí)管理，重大隱患A類、重大隱患B類、一般隱患C類、一般隱患D類，一般隱患中可現(xiàn)場(chǎng)整改的當(dāng)班整改，登錄系統(tǒng)記錄，不可現(xiàn)場(chǎng)整改的指定整改人限期整改;在一張圖標(biāo)定隱患位置，并展示隱患詳細(xì)信息。

　　1.2.3掘進(jìn)掘進(jìn)專業(yè)主要負(fù)責(zé)巷道開掘業(yè)務(wù)，包含對(duì)掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程及技術(shù)措施的編制、巷道變形量觀測(cè)、月度的技術(shù)例會(huì)、掘進(jìn)專業(yè)隱患排查及安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化檢查等內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行周期檢查、自動(dòng)預(yù)警報(bào)警。可直接登錄安全生產(chǎn)運(yùn)營管理平臺(tái)查看地質(zhì)說明書、通風(fēng)系統(tǒng)圖及供電系統(tǒng)圖等相關(guān)資料，更方便進(jìn)行資料查看，提高資料查找搜集的效率。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可使用龍軟GIS軟件，自動(dòng)生成巷道斷面圖、交叉點(diǎn)及車場(chǎng)、煤倉等圖形，提高設(shè)計(jì)效率;設(shè)計(jì)圖修改確定后上傳至安全生產(chǎn)運(yùn)營管理平臺(tái)，共享給各使用單位，減少圖紙打印及曬圖等工作。

　　2智能監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　2.1主要特性

　　系統(tǒng)利用工業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)整合供電、膠帶系統(tǒng)、水泵系統(tǒng)等全礦所有安全生產(chǎn)相關(guān)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。經(jīng)整合后數(shù)據(jù)可直接在可視化應(yīng)用門戶中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與報(bào)警，以實(shí)現(xiàn)對(duì)全礦安全生產(chǎn)工況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與掌握;同時(shí)還可將安全生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，建設(shè)全礦統(tǒng)一的安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)對(duì)全礦安全生產(chǎn)歷史狀況的查詢與分析[5-7]。

　　智能監(jiān)控平臺(tái)以“安全監(jiān)控實(shí)時(shí)化，過程控制自動(dòng)化”為目標(biāo)，基于“工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線+無線”技術(shù)，利用多種軟硬件接口(OPCUA、驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)庫、平面文件、DDE/NETDDE、PLC、子網(wǎng)等)，構(gòu)建全礦井統(tǒng)一、穩(wěn)定、高效的集控平臺(tái)，以原煤生產(chǎn)為主線，對(duì)“采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、洗”等主要安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)，進(jìn)行多要素全流程的集中、協(xié)同、優(yōu)化控制與智能運(yùn)行，主要功能包括安全監(jiān)測(cè)、目標(biāo)定位、融合通信、生產(chǎn)過程自動(dòng)控制等。

　　智能監(jiān)控選用國際知名大型組態(tài)軟件與定制開發(fā)相結(jié)合模式進(jìn)行建設(shè)，數(shù)據(jù)采集原則上從井下PLC、分站、讀卡器、智能儀表等硬件設(shè)備統(tǒng)一采集，數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，多系統(tǒng)協(xié)同控制，界面按需組態(tài)。平臺(tái)軟件功能應(yīng)符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范。應(yīng)根據(jù)行業(yè)實(shí)際情況結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，提出一套科學(xué)、先進(jìn)、可靠、實(shí)用的解決方案。

　　2.2平臺(tái)組態(tài)軟件配置

　　此次組態(tài)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器基于冗余架構(gòu)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件完全支持冗余架構(gòu)體系。數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)I/O點(diǎn)數(shù)按照無限點(diǎn)配置。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成對(duì)煤礦各生產(chǎn)和安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)構(gòu)架數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與支撐平臺(tái)，由實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)煤礦各生產(chǎn)和安全系統(tǒng)過程數(shù)據(jù);建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來源有實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)經(jīng)過精度降低、過濾)與煤礦各生產(chǎn)和安全系統(tǒng)一些設(shè)備初始資料數(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)架構(gòu)考慮了系統(tǒng)的先進(jìn)性、良好的擴(kuò)展性、監(jiān)控系統(tǒng)的可實(shí)施性，在整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采用GEIFIX，并配備獨(dú)立的ProficyHistorian為歷史數(shù)據(jù)庫，使車集煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從開工開始就具備海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢分析的能力，并為日后信息管理和調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)提供完整的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫集成，以減少接口數(shù)量，解決數(shù)據(jù)傳遞瓶頸，降低系統(tǒng)集成成本、升級(jí)成本、維護(hù)成本等。

　　3智能監(jiān)控平臺(tái)主要功能

　　(1)信息的綜合功能。將需接入的各子系統(tǒng)信息通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換方式與智能監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，并將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合處理。礦井智能監(jiān)控平臺(tái)負(fù)責(zé)將實(shí)時(shí)、歷史及綜合分析后的信息提供給系統(tǒng)中的用戶。要求網(wǎng)絡(luò)功能滿足礦井需求，具有良好的可靠性、兼容性、擴(kuò)容性，支持C/S、B/S模式。

　　(2)Web瀏覽功能。可將各子系統(tǒng)顯示的各類實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形(符合要求的)轉(zhuǎn)換為HTML或XML，供用戶通過IE瀏覽。(3)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分級(jí)管理。設(shè)定不同權(quán)限，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)信息、設(shè)備運(yùn)行信息及其他信息分類顯示。(4)實(shí)時(shí)報(bào)警、故障記錄。為用戶提供各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)報(bào)警信息，包括超限報(bào)警、開關(guān)報(bào)警、系統(tǒng)設(shè)備的故障記錄。(5)完整的事件記錄。對(duì)涉及系統(tǒng)配置操作、 對(duì)子系統(tǒng)實(shí)施控制的操作及其他重要操作都進(jìn)行記錄，包括操作時(shí)間、操作者、操作碼及描述、節(jié)點(diǎn)名等，為系統(tǒng)的事故追查及重演提供重要信息。

　　(6)擴(kuò)展功能。采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口采集各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，接口數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性與可擴(kuò)展性。選用硬件設(shè)備和軟件留有一定的容量，方便擴(kuò)展?jié)M足將來礦井的需求。系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)成為開放式平臺(tái)，以便將來其他管理系統(tǒng)接入。(7)系統(tǒng)安全性。系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、容錯(cuò)性好，具有優(yōu)良的安全驗(yàn)證體系，支持?jǐn)?shù)據(jù)備份，保證系統(tǒng)安全可靠。網(wǎng)頁的訪問必須通過口令，沒有授權(quán)的用戶不能查閱。(8)故障報(bào)警分析統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出昨日、當(dāng)日、當(dāng)前的報(bào)警故障個(gè)數(shù)，并可點(diǎn)擊查看相應(yīng)信息，可按子系統(tǒng)、類別、等級(jí)、日期段等條件查詢和統(tǒng)計(jì)歷史報(bào)警或故障信息。

　　(9)綜合查詢。系統(tǒng)可以查詢?nèi)魏蜗到y(tǒng)中設(shè)備的開停情況，如開啟時(shí)間、次數(shù)等，可查看累計(jì)量的信息及統(tǒng)計(jì)圖表，還可查看系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)故障信息，方便用戶管理。(10)歷史曲線。選擇日期查看某測(cè)點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)的曲線，在曲線的值坐標(biāo)上可以自定義刻度。(11)故障報(bào)警分析。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障和報(bào)警時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出窗口或報(bào)警條，根據(jù)用戶自定義的等級(jí)嚴(yán)重性排序，并提供報(bào)警。(12)融合功能。實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)融合信息集成聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制。

　　4智能監(jiān)控平臺(tái)接入系統(tǒng)

　　5智能聯(lián)動(dòng)平臺(tái)

　　5.1總體設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)包括人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)自動(dòng)化子系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等。

　　(1)跨業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)。智能聯(lián)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)集成了井上下所有的安全、生產(chǎn)、通信、動(dòng)態(tài)目標(biāo)類系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合，同時(shí)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送所有數(shù)據(jù)。該聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)打破了子系統(tǒng)之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)與協(xié)同。

　　(2)超限值聯(lián)動(dòng)。以安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)為核心，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)、巷道膠帶、采煤機(jī)、主膠帶系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急廣播、調(diào)度通信以及人員位置監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)。當(dāng)工作面、掘進(jìn)面等環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超限時(shí)，系統(tǒng)依據(jù)設(shè)定的閾值對(duì)相應(yīng)區(qū)域的饋電開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程分閘或合閘，對(duì)區(qū)域內(nèi)人員進(jìn)行短信、廣播等通知。同時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)彈出相關(guān)超限地點(diǎn)視頻畫面。

　　(3)自動(dòng)與手動(dòng)。系統(tǒng)應(yīng)能提供自動(dòng)與手動(dòng)聯(lián)動(dòng)的設(shè)置。在聯(lián)動(dòng)流程中，系統(tǒng)能根據(jù)聯(lián)動(dòng)條件自動(dòng)聯(lián)動(dòng)，也可以進(jìn)行人為的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)干預(yù)(手動(dòng)聯(lián)動(dòng))。如在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有超限或設(shè)備故障時(shí)，操作員可根據(jù)各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)所反映的現(xiàn)場(chǎng)情況，進(jìn)行人為的系統(tǒng)控制干預(yù)(手動(dòng)控制)。

　　6結(jié)語

　　在智能礦山建設(shè)的整體框架下，采用國內(nèi)一流和世界先進(jìn)的技術(shù)和裝備，建成一個(gè)能用、實(shí)用、管用、高效運(yùn)行的智能化礦井，實(shí)現(xiàn)礦井“管、控、營”一體化，實(shí)現(xiàn)礦井安全可靠化、管理高效化、成本最小化、效益最大化。車集礦安全生產(chǎn)智能管控平臺(tái)建設(shè)按照“總體規(guī)劃、分步實(shí)施、因地制宜、效益優(yōu)先”的總體要求，堅(jiān)持“前瞻性、先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性、開放性”的設(shè)計(jì)原則，吸收國內(nèi)外成熟、先進(jìn)的智能化技術(shù)，并進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新，建設(shè)成一個(gè)國內(nèi)領(lǐng)先的安全、高效、綠色、智能的礦山。

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　　作者：李進(jìn)，高琪