煤礦信息化協(xié)同管控平臺的應(yīng)用

夏偉

摘要

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，信息技術(shù)得到了快速發(fā)展，在各領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛。本文將探究煤礦信息化協(xié)同管控平臺的設(shè)計與應(yīng)用，以體現(xiàn)該平臺在業(yè)務(wù)間協(xié)同管理及控制、降低成本、減少安全隱患、提高生產(chǎn)效率等方面發(fā)揮的重要作用。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) 煤礦生產(chǎn) 管控平臺 應(yīng)用

近年來，煤礦企業(yè)引入信息技術(shù)，尤其是綜合自動化與信息化系統(tǒng)構(gòu)建日趨普遍，使得企業(yè)信息化水平逐步提高，信息成果也從開始從單一監(jiān)控系統(tǒng)逐步朝向綜合自動化平臺升級與轉(zhuǎn)變，使信息化覆蓋面更廣，進一步保障了生產(chǎn)安全、提高了生產(chǎn)效率。煤礦信息化協(xié)同管控平臺憑借信息化與自動化優(yōu)勢產(chǎn)生，可快速、有效采集數(shù)據(jù)，為決策提供了更為科學(xué)依據(jù)，大大推動了煤礦企業(yè)的發(fā)展與進步。

1 信息化協(xié)同管控平臺架構(gòu)與設(shè)計

1.1 平臺架構(gòu)

將系統(tǒng)分為6部分，數(shù)據(jù)的存儲、傳輸、采集及控制等有著對應(yīng)的系統(tǒng)層，可以與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議一起實現(xiàn)控制指令的是數(shù)據(jù)的采集層與數(shù)據(jù)控制層，從而實現(xiàn)礦井下人員及設(shè)備雙向通訊;網(wǎng)絡(luò)傳輸層，使用移動通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)、無線網(wǎng)及手機與智能終端結(jié)合使用，將一個完整的企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)形成;數(shù)據(jù)存儲層，可以獨立對數(shù)據(jù)存儲，比如，GIS數(shù)據(jù)就可以單獨存放在數(shù)據(jù)存儲層中，為系統(tǒng)中其他層提供地理信息服務(wù);要想分析業(yè)務(wù)邏輯，必須依靠分析處理層，然后再將分析后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)經(jīng)Q策分析層;分析決策層，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對安全、生產(chǎn)、管理及經(jīng)營等多項關(guān)聯(lián)關(guān)系深入分析，提供多種協(xié)同管理與控制策略，包括應(yīng)急聯(lián)動決策、設(shè)備啟停決策等，從而降低事故發(fā)生率;表示層主要提供的服務(wù)是用戶接口服務(wù)，適用于設(shè)備終端，常見于智能手機。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計方法

基于SVG技術(shù)與動態(tài)在線組態(tài)技術(shù)是生產(chǎn)過程模擬現(xiàn)實中，平臺可實現(xiàn)的技術(shù)，可以對生產(chǎn)過程子系統(tǒng)自由在線組態(tài)，包括安全監(jiān)控、人員定位等，呈現(xiàn)出真實的生產(chǎn)場景，反映設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)，在系統(tǒng)關(guān)鍵協(xié)同控制方法上，發(fā)現(xiàn)各子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)較強的各類關(guān)系，通過數(shù)據(jù)采集分類與訓(xùn)練方法，并且達到協(xié)同控制效果，通過系統(tǒng)間的聯(lián)動關(guān)系。策略包括設(shè)備運行-用電分析策略、人員出勤一產(chǎn)量分析策略及瓦斯超限一人員撤離策略等有關(guān)生產(chǎn)及設(shè)備運行安全方面的多種策略。

2 平臺實現(xiàn)與應(yīng)用

2.1 平臺技術(shù)與實現(xiàn)

平臺中各項技術(shù)實現(xiàn)均依據(jù)特定框架，即NET框架，同時也是技術(shù)基礎(chǔ)，依靠C/S架構(gòu)設(shè)計程序，包括數(shù)據(jù)采集程序與解析程序兩種，這些共同構(gòu)成了一個相對完整的用戶服務(wù)接口，依靠B/S架構(gòu)提供，可以對多個關(guān)聯(lián)的關(guān)系進行分析，保證協(xié)同控制策略得以充分執(zhí)行，通過利用Microsoft SQL server 2012。各種插件運行環(huán)境由Web基礎(chǔ)框架提供，由數(shù)據(jù)、模型及服務(wù)、用戶接口幾部分將模塊構(gòu)成，在基礎(chǔ)平臺之上運行通過寄宿方式。

2.2 基本功能集成

綜合自動化系統(tǒng)的基本功能是系統(tǒng)提供的傳統(tǒng)功能，涵蓋了四大模塊中涉及到的30多個子系統(tǒng)，包括管理功能、控制功能、安全管理功能、生產(chǎn)調(diào)度模塊。

2.3 關(guān)聯(lián)關(guān)系的挖掘與利用

挖掘及利用環(huán)境參數(shù)、人員信息、空間地理信息及設(shè)備運行數(shù)據(jù)等關(guān)鍵關(guān)系，主要從以下幾方面體現(xiàn)出來非正常狀態(tài)下的處理機制，針對環(huán)境參數(shù)，非正常狀態(tài)下處理機制與人的不安全因素處理機制針對主要運行設(shè)備，瓦斯報警時的分析與處理策略則是環(huán)境參數(shù)非正常狀態(tài)下的重要體現(xiàn)。系統(tǒng)先將分析模型庫構(gòu)建出來，然后依據(jù)報警位置及等級、依據(jù)空間數(shù)據(jù)庫，精準(zhǔn)確定瓦斯爆炸可能會波及的區(qū)域，并計算出區(qū)域面積，然后進一步計算在這一區(qū)域范圍內(nèi)將會波及的人員數(shù)量，使用到人員定位子系統(tǒng)，借助監(jiān)測子系統(tǒng)、主風(fēng)機系統(tǒng)、無線通訊子系統(tǒng)等將相應(yīng)的指令操作迅速做出，及時發(fā)送人員撤離相關(guān)信息，快速執(zhí)行策略。

主要設(shè)備的各種故障上體現(xiàn)了設(shè)備分非正常狀態(tài)，包括風(fēng)機停風(fēng)故障、通風(fēng)機故障、供電線路故障等常見故障。平臺通過三違法管理子系統(tǒng)與安全隱患閉環(huán)管理子系統(tǒng)，分析建立模型就不安全的因素，從而將分析與預(yù)測機制初步建立起來，將事故發(fā)生率大大降低。詳見圖1所示。

2.4 應(yīng)急救援聯(lián)動控制

系統(tǒng)通過軟硬件結(jié)合方式開展救援聯(lián)動控制，反映出與災(zāi)害相關(guān)的各種信息，無論是波及的區(qū)域還是涉及到的人員，還包括救援信息等，保證應(yīng)急救援預(yù)案得以及時啟動。同時，系統(tǒng)還可以通過其他方式將緊急撤離指令下達，包括語音播報、LED信號牌等，并結(jié)合隱患管理模塊、視頻管理模塊等投影到調(diào)度大屏特定區(qū)域中將相關(guān)區(qū)域的視頻畫面，使信息得到最大化的傳播。提出合理的控制建議，依據(jù)協(xié)同控制模型，并實施遠程控制，為開展相關(guān)的災(zāi)害模擬演練提供支持。

利用改進后的支持度-置信度-Kulczynski度量模式及FP-Growth算法，挖掘分析隱患數(shù)據(jù)在四個維度上，即責(zé)任部門、種類、等級、發(fā)生地點，從而將FP-Tree生成并將頻繁索引項找到，將較強的關(guān)聯(lián)規(guī)則找到在多維空間中。提出針對性建議為相關(guān)部門，從而對危險區(qū)域及重點隱患區(qū)域重點排查，依據(jù)隱患種類與地點間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，也能夠最大限度的降低事故破壞程度。

輔助決策分析，主要是分析評估生產(chǎn)、經(jīng)營、安全等數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)模型，從而將輔助決策水平提高，并提高自動化信息系統(tǒng)應(yīng)用范圍，為智能化的實現(xiàn)創(chuàng)造條件。平臺提供多種決策分析功能，重要設(shè)備的運行信息、作業(yè)環(huán)境等，在成本管理方面也發(fā)揮了顯著作用。

3 結(jié)語

本文主要分析了煤礦信息化協(xié)同管控平臺的架構(gòu)與設(shè)計、平臺的實現(xiàn)與應(yīng)用，包括平臺技術(shù)實現(xiàn)、基本功能、關(guān)聯(lián)關(guān)系挖掘及應(yīng)用、應(yīng)急救援聯(lián)動控制及輔助決策等內(nèi)容，表現(xiàn)了應(yīng)用該平臺比起傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)效率更高、更加智能化提供了協(xié)同控制與輔助決策支持等綜合智能化的分析手段，將煤礦企業(yè)管控的信息化水平進一步增強了，保證了各項生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定與持續(xù)。

參考文獻

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