礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用研究

孫 旭,梁 習(xí)

（魯西礦業(yè)梁家煤礦，山東 龍口 265700）

礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性直接影響著礦山的生產(chǎn)效益和安全生產(chǎn)。然而，由于礦山環(huán)境的復(fù)雜多變，如溫度、濕度、灰塵、噪音等，以及礦山生產(chǎn)的高強(qiáng)度和高風(fēng)險(xiǎn)，給礦山機(jī)電設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制和管理帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)和難度。因此，如何利用現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，提高礦山機(jī)電設(shè)備的智能化水平，提高礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性，降低人員的工作量和風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)礦山生產(chǎn)的現(xiàn)代化和信息化，成了當(dāng)前礦山機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域的一個(gè)重要和緊迫的課題。近年來(lái)，隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，如5G、衛(wèi)星通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等，為遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用提供了更多的可能性和潛力。

1 礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵意義

1.1 遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以提高礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率

遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)分析和處理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除設(shè)備的故障和異常，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和優(yōu)化，根據(jù)生產(chǎn)需求和環(huán)境變化，調(diào)整設(shè)備的參數(shù)和工作模式，提高設(shè)備的效率和性能。例如，在煤炭開采過程中，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主運(yùn)皮帶系統(tǒng)的智能控制，無(wú)人值守，根據(jù)皮帶負(fù)載、速度、溫度等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶運(yùn)行狀態(tài)，避免皮帶停堆、打滑、斷裂等故障，提高皮帶運(yùn)輸效率和安全性。

1.2 遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以提高礦山機(jī)電設(shè)備的安全性

遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和預(yù)警，通過智能視頻分析、傳感器網(wǎng)絡(luò)等手段，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警設(shè)備的異常情況，如溫度過高、壓力過大、漏電、火災(zāi)等，避免事故的發(fā)生或擴(kuò)大。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程操作和管理，通過無(wú)線通信、GPS定位等手段，可以減少或避免人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或惡劣環(huán)境，如井下、高空、高溫區(qū)域等，降低人員的工作強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)。例如，在井下輔運(yùn)系統(tǒng)中，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輔運(yùn)車輛的遠(yuǎn)程駕駛，無(wú)需人員進(jìn)入井下進(jìn)行操作，提高輔運(yùn)車輛的安全性和靈活性。

1.3 遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以提高礦山機(jī)電設(shè)備的信息化水平

遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)分析和處理，提取有價(jià)值的信息，為礦山生產(chǎn)的決策和管理提供支持。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)共享和交換，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、區(qū)塊鏈等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)或部門數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，形成礦山信息化的整體架構(gòu)。例如，在礦山綜合集控系統(tǒng)中，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)如安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)的集成和展示，提高礦山信息化的水平和效果。

2 礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用的基本原則

2.1 以需求為導(dǎo)向

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，應(yīng)該以需求為導(dǎo)向，根據(jù)不同礦山機(jī)電設(shè)備的特點(diǎn)和功能，選擇合適的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和方案，滿足礦山機(jī)電設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制和管理的需求。不同的礦山機(jī)電設(shè)備可能有不同的運(yùn)行環(huán)境、工作模式、數(shù)據(jù)類型、通信方式等，因此需要根據(jù)具體情況，定制設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，避免一刀切或盲目跟風(fēng)。例如，在井下輔運(yùn)系統(tǒng)中，由于井下環(huán)境復(fù)雜多變，信號(hào)傳輸受到干擾，因此需要采用無(wú)線通信、GPS定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔運(yùn)車輛的遠(yuǎn)程駕駛。

2.2 安全為前提

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，應(yīng)該以安全為前提，保證遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，防止遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或失效，影響礦山機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行或造成事故。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的抗干擾能力、故障診斷能力、故障恢復(fù)能力等，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的數(shù)據(jù)安全保障措施，防止數(shù)據(jù)泄露、篡改、刪除等，維護(hù)礦山企業(yè)和相關(guān)人員的權(quán)益。例如，在主運(yùn)皮帶系統(tǒng)中，通過利用智能視頻分析、傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警皮帶運(yùn)行中可能出現(xiàn)的異常情況，如溫度過高、壓力過大、漏電、火災(zāi)等。

2.3 以效益為目標(biāo)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，應(yīng)該以效益為目標(biāo)，提高遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的效果、效率、效益等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的優(yōu)化調(diào)節(jié)和管理，提高礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行性能和生產(chǎn)效率，降低礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行成本和維護(hù)成本，增加礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的數(shù)據(jù)分析和處理能力，能夠提取有價(jià)值的信息和知識(shí)，為礦山生產(chǎn)的決策和管理提供支持。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的數(shù)據(jù)共享和交換能力，能夠?qū)崿F(xiàn)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)或部門數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，形成礦山信息化的整體架構(gòu)。

3 礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用的不足之處

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用也存在一些不足之處，如技術(shù)成本高、技術(shù)可靠性低、技術(shù)安全性差等。這些不足之處限制了遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的廣泛性和深入性。因此，如何克服這些不足之處，進(jìn)一步完善遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，是一個(gè)值得深入研究和探討的問題。

3.1 技術(shù)成本高

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用需要建立統(tǒng)一的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)，利用先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和裝置，建立完善的遠(yuǎn)程控制監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制，這些都需要投入大量的資金、人力、物力和時(shí)間，增加了礦山企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)，由于遠(yuǎn)程控制技術(shù)涉及多種專業(yè)領(lǐng)域，如通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、傳感器等，需要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)和更新，這也增加了礦山企業(yè)的人力成本。例如，《推動(dòng)智慧城市落地，大數(shù)據(jù)治理如何發(fā)力》中提到北京市建立了基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的“一網(wǎng)統(tǒng)管”系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及多個(gè)部門和領(lǐng)域，需要投入巨額資金和大量人員。

3.2 技術(shù)可靠性低

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用依賴于通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這些都是易受外界干擾和攻擊的因素，如信號(hào)丟失、網(wǎng)絡(luò)擁塞、黑客入侵等，可能導(dǎo)致遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或失效，影響對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的正常監(jiān)測(cè)和控制，甚至造成嚴(yán)重的后果。同時(shí)，由于礦山環(huán)境復(fù)雜多變，如溫度、濕度、灰塵、噪音等，可能對(duì)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性造成影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析等出現(xiàn)誤差或延遲。例如，《淺析礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用》中提到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用存在著無(wú)法保證控制網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行等問題。

3.3 技術(shù)安全性差

遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用涉及大量的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、共享等，這些數(shù)據(jù)可能包含礦山企業(yè)的機(jī)密信息、隱私信息、敏感信息等，如果沒有有效的數(shù)據(jù)安全保障措施，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、篡改、刪除等，給礦山企業(yè)和相關(guān)人員帶來(lái)?yè)p失或危害。同時(shí)，由于遠(yuǎn)程控制技術(shù)可能存在技術(shù)缺陷或人為失誤，可能導(dǎo)致對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的錯(cuò)誤操作或誤操作，造成設(shè)備損壞或事故發(fā)生，危及人員的生命安全和礦山的生產(chǎn)安全。例如，《城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則》提出了“法治化”的原則，強(qiáng)調(diào)要“遵循國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保障CIM基礎(chǔ)平臺(tái)的合法合規(guī)性，維護(hù)CIM數(shù)據(jù)資源的安全性和權(quán)益”。

4 礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用的具體策略

4.1 建立統(tǒng)一的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的有效遠(yuǎn)程控制，需要建立統(tǒng)一的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的集中管理和協(xié)調(diào)調(diào)度。統(tǒng)一的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、顯示、傳輸?shù)裙δ?，提供友好的人機(jī)交互界面，支持多種遠(yuǎn)程控制方式，如手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制等。統(tǒng)一的遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)通信和信號(hào)傳輸，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性，并支持多種通信方式，如有線通信、無(wú)線通信、衛(wèi)星通信等。例如，在智能化煤礦中，通過建立基于云計(jì)算和5G技術(shù)的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下各類機(jī)電設(shè)備的無(wú)人值守和智能調(diào)度。

4.2 利用先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和裝置

為了提高對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制效果，需要利用先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的精確操作和優(yōu)化調(diào)節(jié)。先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的智能識(shí)別、故障診斷、狀態(tài)預(yù)測(cè)、參數(shù)優(yōu)化等功能，提高對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能的了解和把握。先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的靈活操縱、精細(xì)調(diào)整、快速響應(yīng)等功能，提高對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性的保障。例如，在露天礦中，通過利用無(wú)人駕駛技術(shù)和裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦卡車等重型運(yùn)輸車輛的自動(dòng)駕駛和智能調(diào)度。

4.3 建立完善的遠(yuǎn)程控制監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制

為了保障對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制質(zhì)量，需要建立完善的遠(yuǎn)程控制監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制過程和結(jié)果的有效監(jiān)督和評(píng)估。完善的遠(yuǎn)程控制監(jiān)督機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制人員、設(shè)備、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)等要素的全面監(jiān)測(cè)和管理，發(fā)現(xiàn)并解決遠(yuǎn)程控制過程中可能出現(xiàn)的問題和風(fēng)險(xiǎn)，保證遠(yuǎn)程控制的安全性和穩(wěn)定性。完善的遠(yuǎn)程控制評(píng)估機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制效果、效率、效益等指標(biāo)的定量分析和評(píng)價(jià)，反饋并改進(jìn)遠(yuǎn)程控制的質(zhì)量和水平。例如，在礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，通過建立基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的遠(yuǎn)程控制監(jiān)督和評(píng)估模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制的智能監(jiān)督和評(píng)估。

5 礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 通信技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用

通信技術(shù)是遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的基礎(chǔ)和保障，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)通信和信號(hào)傳輸，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性。隨著通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，如5G、衛(wèi)星通信、光纖通信等，未來(lái)將有更多的通信方式和手段被應(yīng)用于礦山機(jī)電設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的高速、高效、高質(zhì)量的遠(yuǎn)程控制。例如，在露天礦中，通過利用5G技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦卡車等重型運(yùn)輸車輛的自動(dòng)駕駛和智能調(diào)度。

5.2 人工智能技術(shù)的集成和應(yīng)用

人工智能技術(shù)是遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的核心和動(dòng)力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的智能識(shí)別、故障診斷、狀態(tài)預(yù)測(cè)、參數(shù)優(yōu)化等功能，提高對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和性能的了解和把握。隨著人工智能技術(shù)的不斷集成和發(fā)展，如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等，未來(lái)將有更多的人工智能技術(shù)被應(yīng)用于礦山機(jī)電設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的精準(zhǔn)操作和優(yōu)化調(diào)節(jié)。

5.3 數(shù)字孿生技術(shù)的構(gòu)建和應(yīng)用

數(shù)字孿生技術(shù)是遠(yuǎn)程控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的延伸和拓展，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的數(shù)字化建模和仿真模擬，提供友好的人機(jī)交互界面和可視化展示。隨著數(shù)字孿生技術(shù)的不斷完善，如虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、物理仿真等，未來(lái)將有更多的數(shù)字孿生技術(shù)和場(chǎng)景被應(yīng)用于礦山機(jī)電設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的全面監(jiān)測(cè)和管理。

6 結(jié)束語(yǔ)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)是一種利用通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程或危險(xiǎn)區(qū)域的設(shè)備或系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制和管理的技術(shù)。在礦山機(jī)電設(shè)備中，遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以有效提高礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性，降低人員的工作量和風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)礦山生產(chǎn)的現(xiàn)代化和信息化。