地下采礦生產(chǎn)過程中自動化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

吳 軍

（中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院，河南 鄭州 451191）

數(shù)據(jù)采集可以讓地下采礦生產(chǎn)過程中自動化監(jiān)控的情況可以通過寬帶傳輸，在屏幕上可以顯示出來便于采集。自動化檢測系統(tǒng)可以緊密聯(lián)系生產(chǎn)和計(jì)劃。工作工程中不會再因?yàn)闇y量標(biāo)記的延誤而等待或受阻,也不會因?yàn)槿鄙賹?shí)時(shí)的采礦工作時(shí)的時(shí)效信息而延誤采礦進(jìn)程。可以明顯提高工作效率,讓工程辦公室對采礦生產(chǎn)過程中的自動化監(jiān)控成為可能，進(jìn)而對全程進(jìn)行有效指揮。監(jiān)控系統(tǒng)不但可以帶來上述明顯的直接經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以間接提高工作效率，帶來更大的收益。

1 采礦生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)的構(gòu)建

（1）生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)所含元素。生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)的構(gòu)建需要聯(lián)系礦產(chǎn)信息化規(guī)劃以及采礦項(xiàng)目的需求，結(jié)合企業(yè)自身情況和管理技術(shù)，按照企業(yè)信息建設(shè)的規(guī)定和相關(guān)要求，以技術(shù)前衛(wèi)、調(diào)試靈活便利、應(yīng)用廣泛又不乏經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，可以對項(xiàng)目信息流形成有效控制[1]。企業(yè)在生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)主要涵蓋有：地下地質(zhì)環(huán)境檢測系統(tǒng)、地下采礦員工考勤定位和聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、礦石運(yùn)輸管理系統(tǒng)以及企業(yè)信息化管理系統(tǒng)。生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)按照企業(yè)內(nèi)不同機(jī)構(gòu)的職能各不相同，進(jìn)而在在不同信息管理體系的構(gòu)建時(shí)采取層次分明的邏輯結(jié)構(gòu)，將生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)內(nèi)部組織管理模式和不同地區(qū)的布局情況來進(jìn)行多層次的劃分，從而可以使大規(guī)模信息交流網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜問題分解成為多個(gè)比較簡單的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行處理。

垂直型多層網(wǎng)絡(luò)簡化了大量信息傳遞的處理，方便了不同部門對內(nèi)部信息處理和監(jiān)控，加快了企業(yè)內(nèi)不同業(yè)務(wù)的協(xié)作和規(guī)?；奶幚怼Ｔ谄髽I(yè)信息組織管理中，根據(jù)不同部門的地域分布，信息傳輸網(wǎng)絡(luò)可以垂直分為核心層、聚集層和前端層3個(gè)層次。

（2）生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)的目的。生產(chǎn)過程一體化系統(tǒng)的目的是采用網(wǎng)絡(luò)信息管理的方法，按照相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，建造一個(gè)優(yōu)秀的互聯(lián)網(wǎng)信息傳遞平臺，達(dá)到信息有效安全傳遞的目的。并且在這個(gè)基礎(chǔ)上增強(qiáng)各個(gè)部門的聯(lián)動性，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)和高品質(zhì)數(shù)據(jù)等的通信服務(wù)。

根據(jù)不同企業(yè)機(jī)構(gòu)的地理位置、平面布置以及在信息處理監(jiān)控過程中的需求，可以多樣化的控制數(shù)據(jù)使其滿足企業(yè)在對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性需求、管理及時(shí)性的要求、數(shù)據(jù)安全性級別、網(wǎng)絡(luò)安全性等；生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)控制系統(tǒng)之間經(jīng)過安全隔離進(jìn)行互聯(lián)；利用網(wǎng)絡(luò)平臺對生產(chǎn)控制過程數(shù)據(jù)信息的集成，使企業(yè)經(jīng)營管理與生產(chǎn)過程控制融為一體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享、生產(chǎn)監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度管理、自動化生產(chǎn)辦公。

2 自動化監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集

（1）數(shù)據(jù)采集體系的構(gòu)建。企業(yè)信息一般以垂直的體系結(jié)構(gòu)傳輸，根據(jù)這種信息傳輸特質(zhì)可以構(gòu)建一條垂直層體系信息傳輸流，采礦生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)處于企業(yè)信息流管理體系結(jié)構(gòu)中的中間層。然而在不同的企業(yè)信息管理過程中，信息管理體系可能存在差別，以及考慮到企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門信息的安全性和信息的多樣性，我們又可以將信息傳輸流分為三個(gè)層次，分別為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)集中層和數(shù)據(jù)應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)應(yīng)用層主要用于溝通服務(wù)器和各個(gè)應(yīng)用站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在各平臺的交流共享。其中數(shù)據(jù)集中層的職能是分析收集到的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集層的職能是利用數(shù)據(jù)緩存的接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存及發(fā)布，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)掌控達(dá)到對數(shù)據(jù)的有效利用。

（2）數(shù)據(jù)采集體系各部分職能。①數(shù)據(jù)采集層：對礦山生產(chǎn)過程中各種器件的信息進(jìn)行采集，經(jīng)過分析和處理之后上傳到數(shù)據(jù)集中層。

②數(shù)據(jù)集中層：數(shù)據(jù)集中層的主要職能是將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識、處理、存儲以及應(yīng)用，形成一個(gè)可以對信息進(jìn)行有效處理的終端。③數(shù)據(jù)應(yīng)用層：在數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，生成一個(gè)與生產(chǎn)過程緊密聯(lián)系的功能系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內(nèi)，可以對全平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、指揮、監(jiān)控以及管理。

3 在地下采礦過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的收益

（1）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的直接效益。自動化監(jiān)控系統(tǒng)最大的職能便是可以有效的降低測量過程中的費(fèi)用，其中含有地面勘測以及航測。自動化監(jiān)控系統(tǒng)并不會徹底消除人工測量，只會減少甚至避免人工測量時(shí)產(chǎn)生的誤差。測量工作的減少量和地下采礦設(shè)備數(shù)量有著密切關(guān)系并且可以使測量人員去做靈活需要人工經(jīng)驗(yàn)的工作。以及其他費(fèi)用的節(jié)省在于工程隊(duì)成員的數(shù)量以及他們資歷經(jīng)驗(yàn)的豐富程度。根據(jù)研究表明，一個(gè)大規(guī)模的礦山在這個(gè)項(xiàng)目上可以節(jié)約60萬元人民幣以上。并且,倘若有足夠的礦山設(shè)備裝有這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng),那么,整個(gè)項(xiàng)目每年可節(jié)約下來的航測費(fèi)用可達(dá)十多萬元。有時(shí)在極端的天氣條件下，航測的精度也會受到影響，從而延誤了測量時(shí)間也拉低了測量數(shù)據(jù)的品質(zhì)，因?yàn)槠渲写嬖诖罅康拿c(diǎn)無法測量。雖然上述各方面的費(fèi)用降低是自動化監(jiān)控系統(tǒng)的重要方面，但是這個(gè)系統(tǒng)在常規(guī)的人工測量以及地質(zhì)礦石的勘測過程中仍可以發(fā)揮很大功效，可以帶來更大的收益。

（2）數(shù)據(jù)采集帶來的間接受益。進(jìn)行數(shù)據(jù)采集可以實(shí)時(shí)對位置監(jiān)控和地形顯示系統(tǒng)的運(yùn)作展開管控，能有效地加強(qiáng)在作業(yè)過程中對礦石信息的控制。在具體作業(yè)情景下，因?yàn)樘鞖庠蛞约熬嚯x或標(biāo)記不清等原因,操作者對礦體邊界的標(biāo)記分辨不清具體位置,他們必須依靠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)實(shí)際邊界位置。不但如此，操作者還得記住各種物料的拉運(yùn)車輛以及目標(biāo)地點(diǎn)。大量瑣碎的記憶工作，在經(jīng)過長時(shí)間的工作和外界信息擾亂之后，操作者判斷出現(xiàn)差錯(cuò)的概率會顯著增加。

就像前文提到的,自動化監(jiān)控系統(tǒng)通過不同于常規(guī)的操作，對礦石控制的數(shù)據(jù)實(shí)行不斷更新的辦法，使礦體和巖石塊段的具體信息可以直接在駕駛室中完整顯示，而不用依賴人工實(shí)際測量標(biāo)記。

一旦避免了測量人員對礦石數(shù)據(jù)進(jìn)行高負(fù)荷長時(shí)間的測量，就不再會有礦石因?yàn)闃?biāo)記不明而被當(dāng)作廢石處理。并且利用上空俯視的功能可以使操作者的挖掘更急精準(zhǔn)，減少了采礦過程中的失貧化，特別是地處復(fù)雜地形的接觸地帶。自動化監(jiān)控系統(tǒng)將采礦精準(zhǔn)程度提到了一個(gè)更高的層次，為公司帶來更大的收益。

4 結(jié)語

地下采礦生產(chǎn)過程中自動化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的直接效益是使測量費(fèi)用更低，潛在的效益取決于工人的能力和數(shù)量。并且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集還可以增強(qiáng)對礦石的控制，礦石結(jié)構(gòu)在駕駛室里顯示,而不依靠人工測量標(biāo)記，有效避免了人工成本和誤差。