數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析在神東機(jī)電調(diào)度中的應(yīng)用與研究

邱彪

[摘 要]設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析技術(shù)在礦區(qū)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集、分析、處理、診斷、預(yù)測(cè)及健康管理等功能的全過程管控，對(duì)神東主要設(shè)備（采、掘、機(jī)、運(yùn)、通）的生產(chǎn)運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，通過設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的回歸分析，結(jié)合專家支持系統(tǒng)的人工智能，對(duì)設(shè)備生產(chǎn)計(jì)劃、配套、大修合理性等關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估，結(jié)合綜合評(píng)估最優(yōu)指標(biāo)指導(dǎo)礦井生產(chǎn)，根據(jù)客戶需求，完成煤炭定制化生產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析；統(tǒng)一監(jiān)測(cè)；信息采集；一張圖；智能分析

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2017）07-0379-01

引言：所謂數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析能夠?qū)Υ罅繉?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)加工和智能分析，將現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與公司現(xiàn)有的資產(chǎn)管理信息結(jié)合，并快速判斷與分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障定位等分析功能。

一、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析的硬件基礎(chǔ)

智能監(jiān)控調(diào)度臺(tái)有自動(dòng)升降，報(bào)警控制和環(huán)境控制功能?？山y(tǒng)一管理各系統(tǒng)報(bào)警，各系統(tǒng)報(bào)警統(tǒng)一有序管理，全部由智能控制器輸出，包括語音、蜂鳴、多彩預(yù)警燈帶以及幾種模式的組合形式，操控臺(tái)智能控制器采用開放平臺(tái)，可支持不同用戶使用的不同業(yè)務(wù)需求，可通過開放接口，與各種生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)接，可通過軟件控制相關(guān)設(shè)備動(dòng)作和報(bào)警輸出，在重要報(bào)警等應(yīng)急指揮狀態(tài)下，可自動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)度臺(tái)到適宜的高度便于工作人員站立高效工作。

信息顯示設(shè)置方面可對(duì)測(cè)點(diǎn)分類設(shè)置，可定義報(bào)警信息的顏色，報(bào)警蜂鳴聲的時(shí)長、長鳴或間鳴，指定報(bào)警燈光顏色，指定燈光閃爍或常亮，設(shè)置低等級(jí)報(bào)警持續(xù)時(shí)間閥值，設(shè)置達(dá)到閥值后報(bào)警升級(jí)的類型等，并能夠?yàn)V除大量干擾信息，突出的顯示有效信息。

機(jī)房內(nèi)配置UPS不間斷電源，可保障監(jiān)測(cè)中心電源中斷后，備用不間斷電源及時(shí)投入使用。機(jī)房的各種保護(hù)接地齊全，并保證可靠接地。機(jī)房網(wǎng)絡(luò)接入從神東信息管理中心接入兩條萬兆光纜，并確保兩條光纜接入的萬兆環(huán)網(wǎng)滿足網(wǎng)絡(luò)安全暢通的要求。

多屏信息互動(dòng)，一機(jī)多屏，多屏放置不同信息窗口，聯(lián)動(dòng)呈現(xiàn)多種形式的信息。聯(lián)動(dòng)面板、視頻窗口，以及各級(jí)別一覽圖、設(shè)備圖紙資料等均可聯(lián)動(dòng)。管理人員均可在自己的辦公室，根據(jù)權(quán)限使用系統(tǒng)，看到與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心同樣的監(jiān)控畫面。

通過神東現(xiàn)有虛擬化的磁盤存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)1年以上設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)。并可通過增加存儲(chǔ)設(shè)備容量或云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)永久存儲(chǔ)，且不影響對(duì)長期歷史數(shù)據(jù)的查詢調(diào)用并具有斷點(diǎn)續(xù)存功能：因神東現(xiàn)有很多設(shè)備數(shù)據(jù)源自身有緩存數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)源通訊中斷一段時(shí)間恢復(fù)后，系統(tǒng)可提取并存儲(chǔ)。軟件功能方面，所有分析模塊均為結(jié)合實(shí)際需求定制，重要突出報(bào)表數(shù)據(jù)抽取分析功能。

二、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析系統(tǒng)功能規(guī)劃與實(shí)施

系統(tǒng)分析功能可滿足神東對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)智能分析的業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)分析由系統(tǒng)自動(dòng)完成，無需人為干預(yù)，系統(tǒng)可定制相關(guān)工具，建立設(shè)備數(shù)據(jù)分析模型，自動(dòng)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析和管理設(shè)備數(shù)據(jù)分析與健康管理周報(bào)涉及的數(shù)據(jù)分析指標(biāo)。設(shè)備分析指標(biāo)主要包括有效生產(chǎn)時(shí)間、無效運(yùn)行時(shí)間、日常檢修時(shí)間、預(yù)防性檢修時(shí)間、設(shè)備故障時(shí)間、其它故障時(shí)間、停限產(chǎn)時(shí)間、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、開機(jī)率、標(biāo)準(zhǔn)開機(jī)率、單位產(chǎn)煤耗時(shí)、設(shè)備運(yùn)行效率、故障率、負(fù)荷率、噸煤能耗、噸煤直接成本、噸煤間接成本、成套設(shè)備綜合效能、設(shè)備安裝配套合理性分析、硬度系數(shù)、夾矸系數(shù)、涌水量系數(shù)、壽命系數(shù)、新舊度系數(shù)、泵站均衡性、泵站保障指標(biāo)等設(shè)備分析指標(biāo)。

對(duì)于已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可對(duì)任意歷史時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史回放分析。系統(tǒng)擴(kuò)展性要求具備開放性、兼容性和擴(kuò)展性，能夠結(jié)合神東今后大數(shù)據(jù)分析的發(fā)展方向，滿足設(shè)備健康管理對(duì)數(shù)據(jù)分析不斷深化的需求。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力方面，能處理不少于30萬個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，后期可按比例增加網(wǎng)絡(luò)帶寬和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器數(shù)量，平滑升級(jí)到處理不少于50萬個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

所有信息在一張圖上呈現(xiàn)，圖形是基于CAD圖形格式和三維組態(tài)兩種模式，可實(shí)現(xiàn)組態(tài)圖形、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和GIS信息合一，“一張圖”樣式可滿足神東個(gè)性化需求。系統(tǒng)能根據(jù)查詢對(duì)象的業(yè)務(wù)關(guān)系和空間位置，把附近的和有關(guān)聯(lián)的設(shè)備、視頻、通訊、人員、及各類傳感器監(jiān)測(cè)參數(shù)等對(duì)象抽取出來分類聚合。

數(shù)據(jù)庫類型和應(yīng)用方式，同時(shí)具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫二者結(jié)合使用，關(guān)于數(shù)據(jù)接口協(xié)議和神東統(tǒng)一的數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)兼容，針對(duì)大量快速變化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，滿足不大于5秒讀取一次數(shù)據(jù)的使用需求，同時(shí)可滿足對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢和應(yīng)用的便捷性，可隨時(shí)查詢調(diào)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

三、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析平臺(tái)的信息整合

接入神東原有的主運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、綜采設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、順槽皮帶監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、工業(yè)視頻等所有各類系統(tǒng)，并保證各系統(tǒng)具備原有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上可靠運(yùn)行。

系統(tǒng)平臺(tái)具有豐富的可兼容接口，可保證神東現(xiàn)有各相關(guān)系統(tǒng)如EAM、ERP、CMES、綜采動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、區(qū)域自動(dòng)化等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的隨時(shí)可靠接入。系統(tǒng)平臺(tái)配套的CAD采集工具，能夠和神東煤炭集團(tuán)生產(chǎn)部的一張圖對(duì)接，實(shí)現(xiàn)礦井實(shí)體的空間信息管理。

四、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與智能分析技術(shù)應(yīng)用主要目的

對(duì)神東在用的主要設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。改變?cè)蟹窒到y(tǒng)獨(dú)立監(jiān)測(cè)的模式，所有監(jiān)測(cè)設(shè)備既可以按照井下位置信息進(jìn)行區(qū)域集中顯示，也可以按照設(shè)備類型分類顯示。通過對(duì)各子系統(tǒng)輸出的信息進(jìn)行整合，系統(tǒng)可讓操作人員和管理人員脫離一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)界面，集中完成各種業(yè)務(wù)。

“一張圖”實(shí)現(xiàn)信息可視化，統(tǒng)一接入各系統(tǒng)信息，并在“一張圖”動(dòng)態(tài)展示，有公司、礦井、子系統(tǒng)圖等多級(jí)畫面。平時(shí)信息簡單明了，報(bào)警時(shí)有關(guān)信息分級(jí)分狀態(tài)按需顯示。設(shè)備監(jiān)測(cè)、運(yùn)行動(dòng)畫和總攬信息合一，包括通訊和視頻在內(nèi)，全部操作均可在一張圖上完成，常用信息一鍵調(diào)出，90%信息不超過3次點(diǎn)擊。在一個(gè)界面，就能完成以往在多個(gè)系統(tǒng)中才能完成的操作，信息按需呈現(xiàn)。

將設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與公司現(xiàn)有的ERP（EAM）、CMES等系統(tǒng)接口融合，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控、查詢、分析。在分析層和展示層之間接入專家支持系統(tǒng)，通過設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一關(guān)聯(lián)分析與實(shí)時(shí)預(yù)警，快速判斷設(shè)備故障并分析設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間、效率、成本以及設(shè)備效能等關(guān)鍵性指標(biāo)。通過設(shè)備運(yùn)行等信息，進(jìn)行設(shè)備故障自動(dòng)記錄、統(tǒng)計(jì)、分析，并可智能篩選后建立設(shè)備運(yùn)行故障和更換備件數(shù)據(jù)庫，最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障后的智能判斷并反饋至在用設(shè)備顯示終端上，并可對(duì)倉庫備件的數(shù)量和名稱提出備用指導(dǎo)。

數(shù)據(jù)加工、智能分析和自動(dòng)生成報(bào)表，系統(tǒng)打通調(diào)度監(jiān)控和設(shè)備管理業(yè)務(wù)兩條線，結(jié)合接入的多系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工統(tǒng)計(jì)，智能分析。設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)備資產(chǎn)管理信息關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)可定制化自動(dòng)生成各類報(bào)表，包括EXCEL報(bào)表、柱狀圖、餅狀圖等圖形化分析報(bào)表。

結(jié)束語

神東是煤炭行業(yè)首家用“互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備管理”的模式開創(chuàng)煤炭行業(yè)的大數(shù)據(jù)先例，通過整合設(shè)備信息管控與論證力量，總結(jié)出了一種“信息化的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集分析方法”針對(duì)綜采工作面采煤機(jī)、泵站、三機(jī)等設(shè)備以及綜采工作面數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)、PM系統(tǒng)等綜合集成需求，將持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)工作，突破設(shè)備壽命薄弱環(huán)節(jié)及大數(shù)據(jù)分析模型搭建，煤礦地質(zhì)條件、故障與預(yù)測(cè)分析技術(shù)，設(shè)備關(guān)鍵部件剩余壽命預(yù)測(cè)技術(shù)，并以綜采工作面設(shè)備為驗(yàn)證對(duì)象，開展煤炭定制化生產(chǎn)的試驗(yàn)與驗(yàn)證，形成綜采工作面設(shè)備的一體化的設(shè)備管理體系。

參考文獻(xiàn)

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