基于杏花煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李 曉 艷

(雞西大學(xué) 電氣與信息工程系，黑龍江 雞西 158100)

1 概述

目前，煤礦安全事故不斷發(fā)生，其中重要原因之一是企業(yè)的安全生產(chǎn)“長(zhǎng)效機(jī)制”還沒(méi)有真正建立起來(lái)，企業(yè)安全生產(chǎn)信息手段落后，礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系不健全，除瓦斯監(jiān)控設(shè)備外，井下生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，比如溫度、電力、壓力、提升、運(yùn)輸?shù)缺O(jiān)測(cè)設(shè)備也是不能令人滿意。另外，對(duì)于煤礦來(lái)說(shuō)，信息快速、實(shí)時(shí)的收集非常重要，但當(dāng)前很多煤礦，特別是有些偏遠(yuǎn)的、小型的煤礦，信息化裝備十分落后，多數(shù)還是傳統(tǒng)的人工管理，有些煤礦甚至根本不具備計(jì)算機(jī)報(bào)送數(shù)據(jù)的能力。因此，在管理難度大、地域廣、人員少、任務(wù)重的情況下，除了安裝適用的監(jiān)控主機(jī)、井下監(jiān)控分站、瓦斯斷點(diǎn)儀及各種傳感器實(shí)現(xiàn)礦井瓦斯的連續(xù)檢測(cè)監(jiān)控外，采用信息化的手段利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，強(qiáng)化監(jiān)控管理利用，開(kāi)發(fā)煤礦安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)并在實(shí)際中應(yīng)用是很有必要的。

2 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)

杏花煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)是一個(gè)以各級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)管單位為主體，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在管轄范圍內(nèi)的井區(qū)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和監(jiān)控，通過(guò)安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，為監(jiān)管部門進(jìn)行科學(xué)決策提供依據(jù)，最大程度地排除事故隱患，杜絕突發(fā)性安全事故的發(fā)生。

其系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)如圖1。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由專用的接口程序組成，安裝在井下監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)PC上，主要負(fù)責(zé)從井下監(jiān)控系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向安全生產(chǎn)監(jiān)控中心實(shí)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)?？梢造`活設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳的周期。

網(wǎng)絡(luò)通訊接口：本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸可采取多種方式，對(duì)于有條件的地方可通過(guò)寬帶和專線的方式接入Internet，對(duì)于距離較遠(yuǎn)，不方便用有線方式連接的可采用GPRS/CDMA或微波方式遠(yuǎn)程無(wú)線通訊。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)：采用HIRIS存儲(chǔ)從井下監(jiān)控系統(tǒng)中采集上來(lái)的生產(chǎn)安全實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可壓縮存儲(chǔ)海量歷史數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)業(yè)務(wù)平臺(tái)：完成系統(tǒng)的初始化設(shè)置，包括組織機(jī)構(gòu)的管理、用戶的管理、權(quán)限的設(shè)置以及維護(hù)等功能，為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)平臺(tái)框架。

安全監(jiān)控與分析系統(tǒng)：進(jìn)行安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查詢、計(jì)算和分析，形成各類安全生產(chǎn)報(bào)表。通過(guò)圖形化的分析工具，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。

應(yīng)急指揮系統(tǒng)：用于應(yīng)對(duì)事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)急預(yù)案的生成、發(fā)布及記錄預(yù)案執(zhí)行情況。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)：全面管理煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)劃編制、生產(chǎn)調(diào)度、班報(bào)記錄、井下考勤、安全培訓(xùn)、用品領(lǐng)用等內(nèi)容。

綜合服務(wù)系統(tǒng)：由大屏幕顯示、短信報(bào)警通知、視屏監(jiān)視系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)組成。

3 系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

由于杏花煤礦各井區(qū)相對(duì)分散，需要根據(jù)井區(qū)所處地域的實(shí)際情況來(lái)確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳的網(wǎng)絡(luò)通訊模式。因地制宜地選擇投資較少、性價(jià)比高的數(shù)據(jù)傳輸方式，可采用 GPRS/CDMA等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊方式，這樣一次性投入較少，并且日常運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，安裝使用方便，更加貼近專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。另外，在GPRS/CDMA等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的地方，可優(yōu)先選擇ADSL寬帶接入方式，通過(guò)共用本地電話線路實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)。在不具備寬帶接入條件的礦井，只能采用電話撥號(hào)方式連接Internet?？梢圆扇￠g斷撥號(hào)的方式，通過(guò)設(shè)置合理的數(shù)據(jù)上傳時(shí)間間隔來(lái)縮短在線時(shí)間，從而大大降低本地網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行費(fèi)用。

從杏花煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)中采集上來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采取集中存儲(chǔ)和管理的方式，即存儲(chǔ)到中央監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。其他各級(jí)監(jiān)控中心和基層監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)Web方式訪問(wèn)中央監(jiān)控中心的Web服務(wù)器，獲得所轄區(qū)域井區(qū)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)。采取這種模式，可以通過(guò)多種安全防范機(jī)制，提高數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)也大大降低了維護(hù)成本，更能夠從技術(shù)手段上保證系統(tǒng)穩(wěn)定、有效地運(yùn)行。

綜上所示，結(jié)合杏花煤礦的實(shí)際情況，根據(jù)安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)的具體要求，整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接方案如下：

中央監(jiān)控中心采用DDN專線接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)分配獲得的公網(wǎng)IP地址建立數(shù)據(jù)接收服務(wù)器和Web服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接收及數(shù)據(jù)的展示。

其他各級(jí)監(jiān)控中心和基層監(jiān)控點(diǎn)采取ADSL方式接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央監(jiān)控中心的Web訪問(wèn)。對(duì)不具備條件的地方，可根據(jù)情況選用GPRS等無(wú)線接入方式。

[1]李勇，陳寶興，等.煤礦安全信息自動(dòng)化探討[J].中國(guó)煤炭，2009，(3).

[2]牛建軍. 煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)綜合管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2009,(1).

[3]黃云梯.管理信息系統(tǒng)[M].北京:高等教育出版社,2009:174～180.

[4]何澤恒.管理信息系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2010:135～138.