淺談煤礦自動(dòng)化調(diào)度信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李冠華

【摘 要】隨著我國(guó)能源的緊缺局面的不斷顯現(xiàn)，能源危機(jī)已經(jīng)成為人們熱議的一個(gè)話題。為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī)，我國(guó)的能源生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始感覺(jué)到了前所未有的壓力。因此，加強(qiáng)管理，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高科技技術(shù)在能源企業(yè)中的應(yīng)用，以科技提高生產(chǎn)力是我國(guó)煤礦企業(yè)目前亟待解決的一大難題。

【關(guān)鍵詞】煤礦；礦山；自動(dòng)化調(diào)度；信息系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

【中圖分類號(hào)】C931.6【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）02-0134-02

我國(guó)的煤礦是我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要的支點(diǎn)，只要煤礦企業(yè)集體停止生產(chǎn)，我國(guó)的百分之八十的城市就將陷入黑暗之中，煤礦的生產(chǎn)不僅與我們的生活息息相關(guān)，而且煤礦也是保證我國(guó)工業(yè)能源的與工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。因此，提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著十分重要的意義。煤礦自動(dòng)化調(diào)信息系統(tǒng)是一種綜合的集監(jiān)視、控制、管理、指揮、協(xié)調(diào)于一體的信息化系統(tǒng)。在信息技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等的支撐之下，煤礦的自動(dòng)化調(diào)度信息系統(tǒng)通常囊括了語(yǔ)音通信系統(tǒng)、視頻通信系統(tǒng)、煤礦的信息系統(tǒng)等。我國(guó)較為先進(jìn)的煤礦目前已經(jīng)整體實(shí)現(xiàn)了數(shù)字礦山的發(fā)展戰(zhàn)略，這對(duì)于煤礦企業(yè)而言意義非凡。

1 煤炭工業(yè)管理模式及其特點(diǎn)

1.1 煤礦管理模式的特點(diǎn)

我國(guó)絕大多數(shù)煤礦仍在延續(xù)傳統(tǒng)的煤礦管理模式與管理架構(gòu)。我國(guó)通常的煤礦管理模式是自頂向下的金字塔式的管理架構(gòu)，即最上層是礦務(wù)局或者是集團(tuán)總公司。再向下一層就是礦級(jí)單位，礦級(jí)單位之下還有班組。班組既是是煤礦的最基層的單位，又是煤礦的主要生產(chǎn)者。通常由最上層即局或者總公司對(duì)于下屬各煤礦的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)安排、生產(chǎn)規(guī)劃指導(dǎo)、生產(chǎn)布局調(diào)整等，而由次一級(jí)的礦級(jí)生產(chǎn)管理部門負(fù)責(zé)生產(chǎn)過(guò)程的執(zhí)行、生產(chǎn)系統(tǒng)的管理與維護(hù)、生產(chǎn)設(shè)備的更新與改造。礦級(jí)的生產(chǎn)部門也是金字塔式的組織架構(gòu)，礦級(jí)單位的最上層為礦長(zhǎng)，礦長(zhǎng)的直屬單位為各生產(chǎn)職能部門、各科室、各分管礦長(zhǎng)。由各分管礦長(zhǎng)以及各職能科室管理各班組、各區(qū)隊(duì)、各具體的生產(chǎn)、維修、管理、操作、后勤等部門的運(yùn)作。我國(guó)煤礦系統(tǒng)中的主要職能科室通常包括生產(chǎn)技術(shù)科室、生產(chǎn)調(diào)度科室、安全監(jiān)察處、機(jī)電科、通風(fēng)科等科室。職能科室直接與生產(chǎn)班組以及各具體的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程之間進(jìn)行組織、指揮、管理、協(xié)調(diào)、執(zhí)行等工作。具體的職能部門屬于上級(jí)部門的指令與計(jì)劃的落實(shí)層，不但要執(zhí)行各項(xiàng)具體的生產(chǎn)任務(wù)還要對(duì)生產(chǎn)的過(guò)程以及具體的管理實(shí)施過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)、完整的記錄，記錄的形式通常是作業(yè)記錄、統(tǒng)計(jì)臺(tái)帳等。

1.2 煤炭企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

煤炭工業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中具有以下一些特點(diǎn)：

（1）我國(guó)的煤炭生產(chǎn)工人師傅們通常都會(huì)幽默地稱自己為“地下工作者”，這種恢諧的說(shuō)法一方面如實(shí)地反映了我國(guó)一線煤炭生產(chǎn)工人的生產(chǎn)狀況，另一方面也揭示出了我國(guó)的煤炭行業(yè)的整體生體特點(diǎn)。由于煤炭工業(yè)的作業(yè)對(duì)象通常深埋于地下，而地下的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，目前的技術(shù)尚無(wú)法對(duì)地下的情況完全清晰地掌握與了解。因此，生產(chǎn)的過(guò)程與場(chǎng)所也必須隨著地下的情況不斷地進(jìn)行變化與調(diào)整。

（2）我國(guó)煤炭企業(yè)生產(chǎn)的最大的特點(diǎn)就是地下的生產(chǎn)作業(yè)情況較為艱苦。水、瓦斯、煤塵、塌方、冒頂?shù)仍S多不確定性因素隨時(shí)都可能會(huì)出現(xiàn)，生命安全與人身安全隨時(shí)可能遭受威脅。

（3）煤礦的生產(chǎn)過(guò)程涉及采掘、通風(fēng)，提升運(yùn)輸、排水、機(jī)電、調(diào)度通信等多種技術(shù)，專業(yè)面廣，需各學(xué)科、多工種相互配合 。

根據(jù)煤礦生產(chǎn)過(guò)程特殊性，安全生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)該作為煤礦信息化中一個(gè)重要內(nèi)容，其生產(chǎn)調(diào)度及決策難度比其他行業(yè)大。因此，煤礦自動(dòng)化調(diào)度信息系統(tǒng)不能套用流程行業(yè)或離散制造業(yè)的模式，應(yīng)該研究具有煤礦特色的煤礦智能綜合調(diào)度系統(tǒng)。

2 煤礦自動(dòng)化調(diào)度信息系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

2.1 生產(chǎn)計(jì)劃管理功能

包括生產(chǎn)接續(xù)計(jì)劃和設(shè)備配套計(jì)劃。實(shí)現(xiàn)了接續(xù)計(jì)劃的全過(guò)程管理，接續(xù)計(jì)劃與設(shè)備配套、大項(xiàng)修、購(gòu)置計(jì)劃的聯(lián)動(dòng)編制，建立了設(shè)備配套知識(shí)庫(kù)，自動(dòng)生成綜、連采設(shè)備配套計(jì)劃。

2.2 調(diào)度管理功能

包括計(jì)劃管理、安全管理、生產(chǎn)管理、隱患排查、應(yīng)急指揮及預(yù)案管理、調(diào)度記錄、圖表臺(tái)賬。

2.3 調(diào)度匯報(bào)功能

包括班/日匯報(bào)、旬，月匯報(bào)、專題/季節(jié)性匯報(bào)、重大事件及突發(fā)事件匯報(bào)。從3次當(dāng)班生產(chǎn)及安全情況，到發(fā)生傷亡事故或重大非傷亡事故等重大事故等，都要按照匯報(bào)程序及時(shí)匯報(bào)。

2.4 調(diào)度指揮功能

包括調(diào)度通信系統(tǒng)、可視化調(diào)度、調(diào)度大屏。調(diào)度過(guò)程中，可以顯示生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和畫面、礦井生產(chǎn)數(shù)據(jù)、井下多路工業(yè)電視監(jiān)控圖像，從而協(xié)助煤礦安全管理人員實(shí)時(shí)掌握煤礦安全生產(chǎn)情況，提高調(diào)度指揮的效率。

2.5 安全環(huán)境監(jiān)控功能

包括實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)井下人員監(jiān)控、產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)單位井下生產(chǎn)環(huán)境、井下人員、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，直觀詳盡了解各生產(chǎn)單位當(dāng)前生產(chǎn)安全狀態(tài)，針對(duì)出現(xiàn)的安全隱患報(bào)警提示。

2.6 生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控功能

煤礦生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化是生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境監(jiān)控、生產(chǎn)過(guò)程信息綜合利用等方面的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化。

2.7 執(zhí)法管理功能

包括生產(chǎn)單位基本信息管理、遠(yuǎn)程安全信息實(shí)時(shí)監(jiān)控、事故隱患報(bào)警、安全調(diào)度、執(zhí)法信息發(fā)布、監(jiān)看詳細(xì)信息、數(shù)據(jù)共享。

3 煤礦自動(dòng)化調(diào)度信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

3.1 煤礦自動(dòng)化調(diào)度一體化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)

一體化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是一種通用的適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)需求，并滿足未來(lái)發(fā)展需要的網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，是在數(shù)寧交換基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

3.1.1 數(shù)據(jù)傳輸與交換一體化

隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及光纖技術(shù)的發(fā)展，許多數(shù)字程控調(diào)度機(jī)的主機(jī)之間，主控與被控之間都已使用了光纖連接傳輸數(shù)據(jù)和信息，特別是虛擬調(diào)度機(jī)方式的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)端調(diào)度交換模塊功能化，一般都運(yùn)用光纖與主機(jī)相連，交換與傳輸已無(wú)清晰的界線，在應(yīng)用中可將JSQ-31、-512型調(diào)度總機(jī)設(shè)備中，將NO7信令相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)接口，內(nèi)嵌入調(diào)度機(jī)中，礦調(diào)度在兩至三個(gè)模塊之間采用光纖連接。

3.1.2 光纖光端設(shè)備資源的綜合利用

在數(shù)字視頻技術(shù)，圖像壓縮編碼、視頻數(shù)字傳輸技術(shù)發(fā)展成熟的今天，圖像通信已是綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)（ISDN）中的一個(gè)應(yīng)用十分廣泛的業(yè)務(wù)，瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)控信號(hào)、工業(yè)電視、會(huì)議電視、可視電話等都以成熟地在通信網(wǎng)中大量應(yīng)用。

3.1.3 調(diào)度機(jī)與行政網(wǎng)的兩網(wǎng)合一

調(diào)度通信網(wǎng)與行政通信網(wǎng)的分離有著其歷史原因，由于技術(shù)設(shè)備可靠性及功能單一落后的調(diào)度機(jī)等諸多原因，形成了如今的全國(guó)大多數(shù)煤礦行業(yè)有著行政交換系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，形成兩套獨(dú)立運(yùn)行或環(huán)路中繼互連的通信網(wǎng)絡(luò)。

3.2 煤礦自動(dòng)化調(diào)度信息系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求

3.2.1 數(shù)據(jù)接口

系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)與運(yùn)銷、ERP、省局煤炭信息系統(tǒng)等，統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，避免重復(fù)錄入。

3.2.2 系統(tǒng)非功能需求

（1）精度要求。數(shù)據(jù)采集率≥90%；動(dòng)態(tài)信息及時(shí)率≥90%；靜態(tài)信息全而率≥90%；信息準(zhǔn)確率≥90%。

（2）時(shí)間特性：響應(yīng)時(shí)間：局域網(wǎng)≤5秒，城域網(wǎng)≤10秒，廣域網(wǎng)≤20秒，實(shí)時(shí)信息刷新劇期≤60秒。

3.2.3 適應(yīng)性和靈活性

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境要求為Web應(yīng)用模式，服務(wù)器端進(jìn)行配置安裝后，對(duì)客戶端的要求較低，客戶端不需要任何安裝，通過(guò)瀏覽器即可訪問(wèn)。

4.結(jié)語(yǔ)

以響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，以人為本，以堅(jiān)持安全生產(chǎn)為前提，保障人身安全為責(zé)任，從根本上排除隱患，充分的提高煤礦生產(chǎn)安全性和設(shè)備的先進(jìn)性，同時(shí)減少政府的開支和執(zhí)法部門的工作量，大大提高了監(jiān)管力度及質(zhì)量。通過(guò)對(duì)以上技術(shù)的應(yīng)用將取代人員監(jiān)視、測(cè)量、電話通知的傳統(tǒng)方法，實(shí)現(xiàn)了智能化，為國(guó)家節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力，操作上既靈敏方便又安全，為國(guó)家在煤礦的安全建設(shè)上做出了巨大貢獻(xiàn)，并且具有非常深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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