煤礦多網(wǎng)智能聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

趙金升 丁宇輝 王鵬 劉偉

1.華洋通信科技股份有限公司； 2.鶴壁煤電股份有限公司第八煤礦

一、引言

人工智能和云數(shù)據(jù)技術(shù)日漸成熟，國內(nèi)外各大中型企業(yè)管控方式也隨之改變，由原有的單機(jī)管理、集中調(diào)度、自動(dòng)化控制，再逐步的向智能化轉(zhuǎn)變，隨著煤礦多次的改革、轉(zhuǎn)型，現(xiàn)在的煤礦也由原來的減人提效向智能管理轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)正處于自動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是智能礦山的必經(jīng)之路。

二、系統(tǒng)研究背景及意義

根據(jù)國家對(duì)煤礦“六大系統(tǒng)”的建設(shè)要求，目前眾多井工礦井已完成了聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)（無線通信、擴(kuò)音廣播、程控電話）、安全監(jiān)控系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)的建設(shè)，但是各系統(tǒng)自成一派，系統(tǒng)之間沒有交集，也缺少統(tǒng)一的操作平臺(tái)。本系統(tǒng)通過統(tǒng)一的調(diào)度平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各預(yù)警系統(tǒng)等與通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)；當(dāng)出現(xiàn)警報(bào)時(shí)， 能進(jìn)行“區(qū)域呼”“群呼”，快速通知危險(xiǎn)區(qū)人員，提高救援效率。

三、系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

1.研發(fā)多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合通信關(guān)鍵技術(shù)，提出多網(wǎng)間互聯(lián)互通的礦井協(xié)同通信新模式，解決了煤礦各類通信系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通的難題。2.研發(fā)了融合通信軟件平臺(tái)、數(shù)字雙工擴(kuò)播通信裝置、VoIP網(wǎng)關(guān)、礦用SIP語音網(wǎng)關(guān)、多網(wǎng)自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)平臺(tái)和礦用本安型擴(kuò)音電話等關(guān)鍵設(shè)備，通過程控調(diào)度臺(tái)實(shí)現(xiàn)了單系統(tǒng)之間、多系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通；實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)區(qū)域呼、群呼的統(tǒng)一調(diào)度指揮。3.實(shí)現(xiàn)融合通信系統(tǒng)與安全監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)控制。

四、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)構(gòu)成

1.煤礦融合通信聯(lián)動(dòng)軟件平臺(tái)；2.礦用SIP語音接入網(wǎng)關(guān)；3.SIP服務(wù)器；4.礦用擴(kuò)播免提電；5.各子系統(tǒng)的通信接口開發(fā)

（二）通信聯(lián)動(dòng)思路

1.設(shè)計(jì)開發(fā)軟件平臺(tái)支持1號(hào)、7號(hào)信令及SIP通信協(xié)議，SIP設(shè)備的狀態(tài)顯示：在線、空閑、通話、故障，具有群呼、組呼、廣播、監(jiān)聽等多種通信功能；2.對(duì)現(xiàn)有程控調(diào)度臺(tái)進(jìn)行軟件升級(jí)，增加區(qū)域呼叫、一鍵呼叫等功能通過1號(hào)、7號(hào)信令傳遞聯(lián)動(dòng)信息和命令。

（三）聯(lián)動(dòng)策略定制

含聯(lián)動(dòng)觸發(fā)的條件、閾值、建立聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)、聯(lián)動(dòng)方式等。瓦斯超限、人員誤闖危險(xiǎn)區(qū)域、井下工人通過人員定位卡的緊急按鈕呼救時(shí)，自動(dòng)呼叫預(yù)設(shè)的電話進(jìn)行語音播報(bào)；自動(dòng)化系統(tǒng)啟動(dòng)、故障預(yù)警時(shí)，能主動(dòng)對(duì)沿線區(qū)域進(jìn)行語音告警。

（四）系統(tǒng)升級(jí)改造設(shè)計(jì)

①集中調(diào)度指揮中心：通過程控調(diào)度臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)程控電話、無線電話、擴(kuò)音電話、局部擴(kuò)播電話的統(tǒng)一調(diào)度指揮。②緊急呼叫：在告警情況下可通過“群呼”功能，實(shí)現(xiàn)礦井所有通話設(shè)備的區(qū)域群體呼叫功能。③互聯(lián)互通：實(shí)現(xiàn)無線電話、程控電話、擴(kuò)播電話、局部擴(kuò)播電話的互通互聯(lián)。④安全監(jiān)控聯(lián)動(dòng)報(bào)警：井下某區(qū)域出現(xiàn)瓦斯超限告警時(shí)，能及時(shí)通知調(diào)度員報(bào)警信息，系統(tǒng)可自動(dòng)或者調(diào)度員通過該井下各區(qū)域廣播播報(bào)報(bào)警信息，通知人員撤離。⑤人員定位尋呼聯(lián)動(dòng)：從地面向井下調(diào)度員可通過程控電話進(jìn)行緊急區(qū)域呼叫或者群呼按鈕實(shí)現(xiàn)井下所有作業(yè)人員定位卡的呼叫，定位卡接收到呼叫時(shí)閃爍報(bào)警燈并發(fā)震動(dòng)，提醒人員發(fā)生緊急情況，需馬上撤離；從井下向地面井下人員可通過定位卡的緊急按鈕向上呼叫，系統(tǒng)自動(dòng)應(yīng)答平臺(tái)向調(diào)度員進(jìn)行通知報(bào)警，調(diào)度員視現(xiàn)場情況通過相應(yīng)區(qū)域的應(yīng)急廣播系統(tǒng)進(jìn)行通知救援或者語音告警。⑥擴(kuò)音電話系統(tǒng)集成及延伸：可完成對(duì)國內(nèi)主流擴(kuò)播系統(tǒng)（如：天 津華寧、山東大齊等擴(kuò)音電話）的集成，實(shí)現(xiàn)井上下擴(kuò)播覆蓋率的全面延伸。⑦井下廣播系統(tǒng)集成：可將礦井下原建廣播系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一集成，實(shí)現(xiàn)調(diào)度臺(tái)對(duì)井下區(qū)域音箱系統(tǒng)的擴(kuò)播，增加廣播覆蓋范圍。⑧自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：自動(dòng)化控制系統(tǒng)操作界面增加區(qū)域廣播播報(bào)功能，當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)或預(yù)警時(shí)，沿線自動(dòng)播報(bào)相應(yīng)語音信息。操作員也可通過喊話對(duì)區(qū)域沿線預(yù)警。

五、系統(tǒng)功能

1.實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話、無線通信、應(yīng)急廣播、皮帶和工作面集控 局部擴(kuò)播系統(tǒng)等語音系統(tǒng)的融合與互聯(lián)互通；2.系統(tǒng)的日常使用操作，通過程控調(diào)度臺(tái)進(jìn)行；3.實(shí)現(xiàn)與人員定位系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、自動(dòng)化子系統(tǒng)、大 數(shù)據(jù)分析預(yù)警系統(tǒng)等的語音聯(lián)動(dòng)；4.具備IVR擴(kuò)展功能，可通過電話實(shí)現(xiàn)監(jiān)測/監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的查詢操作；5.安全、生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)；6.瓦斯超限時(shí)自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行廣播告警，或自動(dòng)撥打預(yù)設(shè) 的電話進(jìn)行語音通知可通過人員定位卡對(duì)井下人員進(jìn)行緊急尋呼，井下人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行廣播告警；7.井下人員通過人員定位卡的緊急按鈕呼救時(shí)，自動(dòng)撥打預(yù)設(shè)的電話進(jìn)行語音通知；8.自動(dòng)化系統(tǒng)啟停車、故障時(shí)，能自動(dòng)對(duì)沿線區(qū)域進(jìn)行廣播告警。

六、社會(huì)效益分析

該系統(tǒng)的建設(shè)提高礦井通信聯(lián)絡(luò)水平、增強(qiáng)應(yīng)急救援能，系統(tǒng)基于程控調(diào)度臺(tái)進(jìn)行操作，使用方便、快捷，一鍵通信、一鍵廣播，緊急時(shí)刻能夠在短時(shí)間內(nèi)快速通知到所有終端，增強(qiáng)了應(yīng)急救援能力。多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，提升安全生產(chǎn)水平，提高生產(chǎn)效率，使煤礦綜合自動(dòng)化和安全管理水平得到大幅度的提升，為煤礦皮帶運(yùn)輸、通風(fēng)、壓風(fēng)、排水、供電等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的無人值守提供了通信聯(lián)絡(luò)技術(shù)保障。提高了管理效率、提高企業(yè)形象、促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、推動(dòng)人工智能的發(fā)展。

結(jié)語：煤礦多網(wǎng)智能聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)作為智能化礦山建設(shè)的一部分，融合了煤礦各重要的生產(chǎn)、安全、調(diào)度等系統(tǒng)，將各系統(tǒng)整合一體，通過將檢測到的報(bào)警事件進(jìn)行分類分析后形成具體的決策并轉(zhuǎn)換成預(yù)警信息，通過異構(gòu)的多網(wǎng)通訊系統(tǒng)，向井危險(xiǎn)區(qū)域或全礦井發(fā)布警告，通知人員撤離，避免煤礦現(xiàn)有系統(tǒng)的單一預(yù)警，錯(cuò)失最佳預(yù)警時(shí)間和人員疏散時(shí)機(jī)，為煤礦智能化奠定良好的基礎(chǔ)，也是煤礦發(fā)展的必經(jīng)之路。