淺談煤礦運(yùn)行過程計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)踐

曹天泉　曲秀敏

摘要：該文首先分析了煤礦運(yùn)行過程計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，然后對(duì)其體系結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式以及功能進(jìn)行了分析，最后對(duì)其在煤礦運(yùn)行過程中的實(shí)踐情況進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦運(yùn)行過程；計(jì)算機(jī)；遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)；實(shí)踐

煤炭作為我國(guó)的主要能源之一，其總消耗量已經(jīng)超過了百分之八十。隨著各行各業(yè)對(duì)煤炭資源需求的增加，煤礦開采得到了迅速的發(fā)展。眾所周知安全問題作為煤礦運(yùn)行過程中的首要問題，當(dāng)前在該方面依然存在很多的問題。盡管目前在煤礦運(yùn)行中已經(jīng)使用了監(jiān)控系統(tǒng)，但是多數(shù)都無法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)自動(dòng)化的要求。為了更好地滿足煤礦現(xiàn)代化安全生產(chǎn)的要求，就必須實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化。

1.煤礦計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

第一，由于系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可依，這就是使得系統(tǒng)的兼容性不強(qiáng)，而且所開發(fā)的系統(tǒng)的針對(duì)性很強(qiáng)，顯而易見對(duì)煤礦運(yùn)行過程的監(jiān)控就存在一定的局限性，無法實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)控；第二，系統(tǒng)中的通信和傳輸協(xié)議不統(tǒng)一，傳輸方式單一，同時(shí)系統(tǒng)實(shí)用性低，不能構(gòu)建更多的冗余系統(tǒng)，因此是很難滿足煤礦運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控要求的；第三，系統(tǒng)的診斷以及維護(hù)功能不夠完善，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)異常數(shù)據(jù)的監(jiān)控，卻不能及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控診斷和維護(hù)。

2.計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

由數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)以及客戶端的應(yīng)用程序系統(tǒng)共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過礦井中本身的監(jiān)控系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)采集工作，該種監(jiān)控系統(tǒng)將所采集的數(shù)據(jù)由ODE以及FTP技術(shù)通過接口發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中完成處理；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以接收有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送的煤礦數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行管理儲(chǔ)存，在網(wǎng)協(xié)平臺(tái)上將數(shù)據(jù)顯示處理來，其作為系統(tǒng)的服務(wù)端口。通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)新遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和GIS信息的更新，確保監(jiān)控結(jié)果和煤礦運(yùn)行過程中的實(shí)際狀況相一致，也就是真實(shí)的將實(shí)際情況反映出來。系統(tǒng)以模塊的形式對(duì)不同用戶所發(fā)出的數(shù)據(jù)出請(qǐng)求進(jìn)行處理的同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控到的數(shù)據(jù)、信息以及處理的結(jié)果進(jìn)行記錄；客戶端的應(yīng)用程序系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)操作界面，可根據(jù)不同用戶對(duì)界面的要求將適合需要的操作界面制定出來。在客戶端應(yīng)用程序認(rèn)證之后就可以獲得和GIS同步數(shù)據(jù)處理中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密以確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

3.計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)以及功能

3.1系統(tǒng)的組網(wǎng)方式

在我國(guó)煤礦遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)有了三十多年的歷史了，盡管我國(guó)多數(shù)煤礦都安裝應(yīng)用了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在取得了一定效果的同時(shí)依然存在很多的問題，這給煤礦企業(yè)的發(fā)展帶來嚴(yán)重的影響。存在的問題在上文的現(xiàn)狀中已經(jīng)進(jìn)行了分析。針對(duì)當(dāng)前存在的問題，為了使得煤礦遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能力以及煤礦企業(yè)綜合管理水平得到有效提高，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦運(yùn)行過程中全面有效監(jiān)控，確保生產(chǎn)的安全性，就應(yīng)通過以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)和CAN總線技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦運(yùn)行過程的全面監(jiān)控，即就是要建立計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)。而實(shí)際上，很多煤炭開采都是在山區(qū)，如果采用這樣的組網(wǎng)方式將會(huì)需要投入大量的人力、物力和財(cái)力?；诖朔N情況，為了找到效益和成本之間的最佳平衡點(diǎn)，選用礦用無線網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是科學(xué)合理地選擇。下圖為計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控組網(wǎng)體系圖。

3.2系統(tǒng)的功能

計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能有：信息的采集顯示、多媒體功能、預(yù)防危險(xiǎn)的功能、數(shù)據(jù)管理功能以及安全報(bào)警功能。其中采集顯示信息功能就是系統(tǒng)可以將監(jiān)測(cè)到的有用信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫當(dāng)中，用戶可以隨時(shí)根據(jù)自己的需要在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行查找，系統(tǒng)可以將查找的結(jié)果顯示給用戶，用戶從所提供的結(jié)果當(dāng)中就可以找到所需的信息；多媒體功能系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和處理，同時(shí)可以完成煤礦運(yùn)行中各個(gè)重要地方以及相關(guān)人員的圖片以及視頻等在內(nèi)的多媒體資料的傳輸，這樣用戶就可以更加全面的對(duì)監(jiān)測(cè)的情況進(jìn)行了解；危險(xiǎn)預(yù)防主要是用戶通過對(duì)數(shù)據(jù)庫所收集材料的整理分析，有針對(duì)性地對(duì)安全隱患進(jìn)行預(yù)防，為安全生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；用戶通過數(shù)據(jù)管理功能可以將數(shù)據(jù)資料根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如刪除、增加以及修改；安全報(bào)警主要包括三個(gè)作用：第一，對(duì)信息系統(tǒng)安全的保護(hù)，如果遇到非授權(quán)用戶或者是外來攻擊，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)阻止以保證數(shù)據(jù)的安全性；第二，系統(tǒng)若監(jiān)測(cè)到危險(xiǎn)就會(huì)進(jìn)行報(bào)警，系統(tǒng)如果發(fā)現(xiàn)在監(jiān)測(cè)的結(jié)果中存在危險(xiǎn)就會(huì)進(jìn)行報(bào)警以保證設(shè)備的安全；第三，如果系統(tǒng)自身存在異常情況時(shí)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便于及時(shí)得到處理。

4.計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦運(yùn)行過程的實(shí)踐

4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要遵循的基本原則有：實(shí)用性原則、可靠性和安全性原則以及實(shí)時(shí)性和開放性原則。其中實(shí)用性原則就是要找到消耗以及成本之間的最佳結(jié)合點(diǎn)，同時(shí)要保證操作界面的便捷性；由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本目的就是為了保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性以及安全性，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使用具有較高抗干擾能力的設(shè)備，進(jìn)而保證系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中；實(shí)時(shí)性和開放性就是為了保證在工作過程中能對(duì)煤礦運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，要求系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)進(jìn)行多個(gè)任務(wù)操作的能力。

4.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

考慮到計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的基本原則，下面將對(duì)其的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析。

系統(tǒng)的開發(fā)利用struts軟件來完成，系統(tǒng)中的服務(wù)器采用Windows NT Server進(jìn)行操作，客戶端的應(yīng)用系統(tǒng)采用Windows8、Struts+Oracle+JDBC進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server進(jìn)行操作，遠(yuǎn)程模塊用JSP以及MVC進(jìn)行操作。Web應(yīng)用框架是由應(yīng)用瀏覽器服務(wù)器結(jié)構(gòu)B/S和客戶端服務(wù)器C/S結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的，進(jìn)而形成了一種煤礦安全檢測(cè)、監(jiān)控以及管理的分布式瀏覽器服務(wù)器數(shù)據(jù)庫信息發(fā)布系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將其用于煤礦運(yùn)行過程當(dāng)中。通過對(duì)MVC設(shè)計(jì)模式、JDBC技術(shù)、JSP技術(shù)、Struts框架、cS以及BS結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行綜合分析之后將其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須能同時(shí)滿足系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系以及煤礦生產(chǎn)的要求。經(jīng)過綜合分析考慮之后，決定利用JDBC+Oracle+Struts來實(shí)現(xiàn)瀏覽器服務(wù)器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過子系統(tǒng)完成煤礦運(yùn)行中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器BS結(jié)構(gòu)下，這是相關(guān)的管理單位以及生產(chǎn)單位就可以通過網(wǎng)絡(luò)使用Web瀏覽器觀測(cè)到煤礦運(yùn)行的具體情況，可完成對(duì)相關(guān)信息的處理，如果發(fā)現(xiàn)存在安全隱患可以及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理以保證煤礦的安全生產(chǎn)，可以對(duì)生產(chǎn)安全的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行全面的掌握，這可以為以后生產(chǎn)的判斷和決策提供可靠的依據(jù)，通過CS將各部門的決策和建議在CS結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出來。通過該系統(tǒng)煤礦生產(chǎn)單位的工程技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本單位安全的監(jiān)控管理，可以通過系統(tǒng)的軟件平臺(tái)完成包括斷電以及閉鎖等在內(nèi)的遠(yuǎn)程操作。

計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)管理、曲線和數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印以及GIS同步等。首先系統(tǒng)可直接對(duì)用戶的相關(guān)信息進(jìn)行管理和維護(hù)并通過數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)顯示出相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，利用數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的查詢以及監(jiān)控，同時(shí)可以將監(jiān)控的數(shù)據(jù)報(bào)表打印出來，最終將現(xiàn)存以及原有的數(shù)據(jù)以曲線的形式呈現(xiàn)出來，這樣就對(duì)煤礦相同數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系就可以更加直觀的進(jìn)行監(jiān)控。

4.3實(shí)踐效果

計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦運(yùn)行過程的實(shí)踐中，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的服務(wù)器和采集器在接收到系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之后會(huì)及時(shí)對(duì)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，對(duì)客戶端的請(qǐng)求進(jìn)行接受的前提就是整個(gè)煤礦系統(tǒng)功能的完成，在完成接受之后服務(wù)將會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)娇蛻舳?。這時(shí)只需啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行身份驗(yàn)證，就可以進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦運(yùn)行過程中各種情況的采集、分析以及處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控結(jié)果的準(zhǔn)確判斷。依據(jù)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控結(jié)果，相關(guān)的工作人員才能對(duì)監(jiān)控的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，確保處理是有針對(duì)性進(jìn)行的。

隨著計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在我國(guó)煤礦運(yùn)行過程中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的全方位監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息的有效處理，保證了生產(chǎn)的安全。由此可見，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)將煤礦運(yùn)行過程中的實(shí)踐是可行的，獲得了良好的效果，其在煤礦中將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用，保證煤礦的安全生產(chǎn)，不斷提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5.結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和進(jìn)步為計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦運(yùn)行過程中的應(yīng)用注入了新的活力，提供了可能性。通過其應(yīng)用，監(jiān)控人員可以及時(shí)準(zhǔn)確的獲得煤礦運(yùn)行過程中的全部信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦運(yùn)行過程的全方位監(jiān)控，這樣在很大程度上就保證了煤礦的安全生產(chǎn)，減少了安全事故的發(fā)生，促進(jìn)了煤礦業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展，使其更好地滿足我們生產(chǎn)和生活中對(duì)煤炭資源的需求，同時(shí)煤礦企業(yè)也產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。