基于移動互聯(lián)的煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

鄭志宏

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

移動互聯(lián)為信息時代的代名詞，逐漸在各行各業(yè)中得到廣泛的推廣和應(yīng)用，具有信息收集快、足，傳輸、處理數(shù)據(jù)及時等優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi)煤礦企業(yè)普遍存在安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)不健全、技術(shù)不成熟等問題，遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。隨著移動互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，可以對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化，通過移動終端和GPRS等技術(shù)對通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的改善，實(shí)現(xiàn)對于事故隱患的早發(fā)現(xiàn)與早消除[1]。

1 現(xiàn)階段煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國煤礦通風(fēng)管理科學(xué)化程度低、瓦斯?jié)舛瘸繛樵斐墒鹿手饕?，約占據(jù)整體事故發(fā)生率的60%。針對煤礦通風(fēng)管理方面存在的問題，相關(guān)安全規(guī)定中明確提出了通風(fēng)機(jī)需采用一用一備的方式，并且是單母線分段的雙回路供電系統(tǒng)，而實(shí)際應(yīng)用卻存在很多問題和隱患，例如：通風(fēng)機(jī)的冷機(jī)啟動和掛網(wǎng)穩(wěn)定性低下，引發(fā)瓦斯聚集隱患，每次倒機(jī)都可能發(fā)生安全事故；基于供電系統(tǒng)現(xiàn)存的單母線分段工作模式，如發(fā)生電源故障，需要人工方式來切斷故障電源并打開備用電源，造成風(fēng)機(jī)停機(jī)延長，勢必造成不必要的通風(fēng)事故幾率提升。目前，我國遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)推廣滯后；國內(nèi)煤礦生產(chǎn)企業(yè)在安全生產(chǎn)防護(hù)方面技術(shù)水平良莠不齊，質(zhì)量差距較大。目前，我國的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀為國有煤礦為主、中小規(guī)模并存，造成我國煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管難度較大，無論在技術(shù)裝備水平還是安全生產(chǎn)質(zhì)量等方面均與世界先進(jìn)水平差距較大。據(jù)統(tǒng)計，在我國為數(shù)不多的大型煤礦中，相當(dāng)一批煤礦企業(yè)完全缺少監(jiān)控系統(tǒng)，更別提網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)；同時，相當(dāng)一部分中小煤礦無論是生產(chǎn)設(shè)備還是監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備長期運(yùn)轉(zhuǎn)超負(fù)荷，更新滯后，安全隱患令人堪憂。

2 基于移動互聯(lián)的煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)概述

值得關(guān)注的是，伴隨我國移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，移動終端普及，已呈現(xiàn)出由單一傳輸向多功能轉(zhuǎn)化的顯著趨勢，互聯(lián)網(wǎng)與終端的無縫銜接趨勢為煤礦通風(fēng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的智能化搭建創(chuàng)造了便利，互聯(lián)網(wǎng)平臺勢必更好地在工業(yè)生產(chǎn)活動監(jiān)控中起到重要作用，用戶也能夠即時通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全審查、任務(wù)調(diào)度等。在煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控方面應(yīng)用廣泛的移動互聯(lián)技術(shù)，有GPRS、Android技術(shù)，以及移動互聯(lián)與終端設(shè)備技術(shù)等。首先，GPRS技術(shù)，理論傳輸速率可高達(dá)171.2 kb/s，以GSM無線高速數(shù)據(jù)分組傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)。這一技術(shù)自2002年于中國移動通信行業(yè)應(yīng)用后便出現(xiàn)在市場上，廣泛為客戶所認(rèn)可，極大應(yīng)用于多媒體傳播、大眾生活以及工業(yè)生產(chǎn)活動中?；诖?，煤礦通風(fēng)機(jī)工作運(yùn)行及安全狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸便成為了可能，當(dāng)然整個過程的開展需要以移動互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸作為基礎(chǔ)。其次，Android技術(shù)，這一技術(shù)最早于2009年問世并開始使用直至大規(guī)模推廣，伴隨其技術(shù)成熟度的日漸提高，其逐漸躋身于移動技術(shù)前列，使用比例不斷攀升；與其他移動互聯(lián)技術(shù)相比，其顯著優(yōu)勢在于相對較高的兼容性、便攜性以及良好的開放性，以Android技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)生產(chǎn)、安全數(shù)據(jù)獲取更為方便、易行；煤礦技術(shù)工作人員可將基于Android技術(shù)的監(jiān)控設(shè)備隨身佩戴，隨時隨地調(diào)研數(shù)據(jù)。此外，移動互聯(lián)與終端設(shè)備技術(shù)是上述兩種技術(shù)的基礎(chǔ)，是通過將互聯(lián)網(wǎng)與移動通信設(shè)備有機(jī)結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的，用于借助于手機(jī)、PDA等終端設(shè)備，能夠隨時隨地基于網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行訪問，使得“遠(yuǎn)程”真正實(shí)現(xiàn)可能[2]。

3 基于移動互聯(lián)技術(shù)的通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本設(shè)計要求

遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要有現(xiàn)場微處理器控制部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、數(shù)據(jù)庫三部分。通過對通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的電壓、電流、風(fēng)壓等數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)在處理器處理后通過DTU傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，完成相對應(yīng)的控制操作。

通過設(shè)計可以對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，設(shè)計時基于移動互聯(lián)技術(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控要遵循幾點(diǎn)基本要求：第一，因礦井環(huán)境復(fù)雜多變，要保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，保證在發(fā)生突發(fā)事件時的可靠性；第二，要保證在深度礦井中終端信號的傳輸穩(wěn)定，即便在金屬屏蔽較多的井下也能保證做到網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求；第三，提供數(shù)據(jù)的高速傳輸，滿足視頻監(jiān)控、終端定位、生產(chǎn)和安全相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作；第四，能夠達(dá)到礦井下各工段、各設(shè)備、井上和井下之間的協(xié)同工作和智能調(diào)度；第五，防爆、防水、防干擾，在沒有外部電源的情況下能有長時間的續(xù)航能力[3]。

4 基于移動互聯(lián)的通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)展望

在未來發(fā)展過程中，煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化特點(diǎn)將更為顯著。第一，網(wǎng)絡(luò)化方面。系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是安全生產(chǎn)的前提，如今，隨著我國煤炭行業(yè)安全監(jiān)測要求的日漸提升，很多公司圍繞這一問題展開了項目推廣。然而迄今為止，煤炭行業(yè)安全監(jiān)控尚且未形成統(tǒng)一一致的通信協(xié)議，即系統(tǒng)間的信息共享未切實(shí)落實(shí)，各自間相互獨(dú)立，與外界相對封閉，更別提全網(wǎng)更高安全級別的實(shí)現(xiàn)與落實(shí)。鑒于我國當(dāng)前煤炭行業(yè)安全尤其是通風(fēng)機(jī)安全狀態(tài)監(jiān)控尚且無統(tǒng)一協(xié)議，未來關(guān)于此議題的相關(guān)工作有待于推進(jìn)。第二，數(shù)字化方面。數(shù)字化即基于收集獲得的信息，由模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)換為數(shù)字狀態(tài)，進(jìn)而基于一定的協(xié)議開展進(jìn)一步的編碼等，推動各系統(tǒng)間無縫連接，最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理與調(diào)控。煤礦行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程使得礦下災(zāi)害視頻監(jiān)控成為可能。第三，經(jīng)濟(jì)化方面。當(dāng)前，我國煤礦行業(yè)所使用的多為光纖、視頻電纜，這兩種信號傳輸形式或多或少會受到惡劣環(huán)境的影響，在發(fā)生人為破壞、碰撞時信號傳輸會受到干擾乃至中斷?；诖?，如何尋找一種成本低廉、維護(hù)便捷、信號傳輸質(zhì)量高的方式值得在未來繼續(xù)探索。第四，移動化方面。這里所指的移動化主要是針對移動無線通信而言的，更加適用于煤礦行業(yè)礦下作業(yè)[4]。

在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的登錄界面通過選擇服務(wù)器和端口號，輸入不同權(quán)限的登錄賬號進(jìn)行系統(tǒng)登錄。在登錄后的主界面中包含通風(fēng)機(jī)實(shí)時監(jiān)控模塊、設(shè)備安全操控模塊、系統(tǒng)預(yù)警模塊、歷史數(shù)據(jù)查詢模塊和遠(yuǎn)程維護(hù)模塊，點(diǎn)擊任意模塊即可進(jìn)入相對應(yīng)模塊的功能操作界面。其中通風(fēng)機(jī)實(shí)時監(jiān)控模塊主要顯示通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和通行參數(shù)；設(shè)備安全操控模塊主要是操作員對通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控；系統(tǒng)預(yù)警模塊主要是實(shí)時掌握通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，在超限時實(shí)時報警；歷史數(shù)據(jù)查詢模塊主要對通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)方便調(diào)出查詢，并提供通風(fēng)機(jī)曲線運(yùn)行分析和周期內(nèi)報表自動統(tǒng)計功能；遠(yuǎn)程維護(hù)模塊主要通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和相關(guān)專業(yè)技術(shù)參數(shù)設(shè)置，對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)給予維護(hù)意見，需要定期更新專業(yè)技術(shù)參數(shù)[5]。

5 結(jié)語

基于移動互聯(lián)的煤礦通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互遠(yuǎn)程控制，利用終端和數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)信息的傳輸實(shí)現(xiàn)操控人員對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)隱患及時預(yù)警和處理，從本質(zhì)上降低了煤礦安全事故的發(fā)生幾率，具有十分重要的推廣應(yīng)用價值。