國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目在葫蘆素煤礦中的應(yīng)用

雷東勇

(中煤集團(tuán)葫蘆素煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017317)

0 引言

“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第3次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有3個(gè)層次：一是感知層，即利用 RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息；二是網(wǎng)絡(luò)層，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去；三是應(yīng)用層，把感知層得到的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實(shí)際應(yīng)用。

國(guó)家高度重視物聯(lián)網(wǎng)在煤礦領(lǐng)域的發(fā)展，發(fā)改委、財(cái)政部《關(guān)于同意在海鐵聯(lián)運(yùn)等7個(gè)領(lǐng)域開展國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程的復(fù)函》(發(fā)改辦高技〔2012〕2101號(hào))，有力地推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。根據(jù)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)工作的意見》(國(guó)辦發(fā)〔2013〕99號(hào))國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和中煤集團(tuán)決定在中天合創(chuàng)開展國(guó)家礦井安全生產(chǎn)監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程項(xiàng)目建設(shè)。

葫蘆素煤礦以國(guó)家礦井安全生產(chǎn)監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程建設(shè)為契機(jī)，基于物聯(lián)網(wǎng)智能感知、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)建設(shè)一流的數(shù)字化礦井，探索出一套礦井安全管理、減員增效和應(yīng)急救援的新模式，為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)礦山、感知礦山、打造中國(guó)現(xiàn)代化安全礦山提供了現(xiàn)實(shí)范例。

1 葫蘆素煤礦物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)

1.1 建設(shè)內(nèi)容

監(jiān)測(cè)監(jiān)控：主要包括安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、分布式光纖測(cè)溫、井下作業(yè)人員管理、礦山壓力監(jiān)測(cè)、膠輪車運(yùn)輸監(jiān)控、束管監(jiān)測(cè)、噴霧降塵監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)通信：主要包括礦井控制網(wǎng)絡(luò)、礦井無線通信、信息系統(tǒng)安全、礦井廣播、調(diào)度通信系統(tǒng)。

應(yīng)用系統(tǒng)：主要包括礦井綜合監(jiān)控集成平臺(tái)、生產(chǎn)執(zhí)行層系統(tǒng)。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)礦井?dāng)?shù)字化：應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和過程控制技術(shù)，對(duì)礦井各安全、生產(chǎn)的子系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，通過綜合監(jiān)控集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)安全、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、融合和處理，將加工處理后的數(shù)據(jù)應(yīng)用于各個(gè)安全、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理和決策之中，使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。

優(yōu)化礦井工作流程：以煤礦工作流程為基礎(chǔ)，對(duì)礦井的工作流程進(jìn)行優(yōu)化完善。在礦井建成投產(chǎn)后，依據(jù)礦井組織結(jié)構(gòu)和管理流程，適時(shí)建立物資供應(yīng)、財(cái)務(wù)、機(jī)電設(shè)備、安全管理、生產(chǎn)管理等體系的信息化管理模塊，形成對(duì)煤礦、企業(yè)各個(gè)工作流程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量、進(jìn)度和成本進(jìn)行有效管理和控制，并在管理過程中不斷地優(yōu)化完善已有流程，實(shí)現(xiàn)礦井管理的“準(zhǔn)”和“細(xì)”。

“兩化”深度融合戰(zhàn)略：貫徹落實(shí)國(guó)家安全生產(chǎn)管理總局關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)“兩化”深度融合的戰(zhàn)略。圍繞生產(chǎn)過程自動(dòng)化、生產(chǎn)管理精細(xì)化、企業(yè)管理信息化、信息管理集約化，統(tǒng)一、規(guī)范信息化建設(shè)，發(fā)揮信息化在礦井管控、安全生產(chǎn)和精細(xì)化管理中的關(guān)鍵作用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 建設(shè)范圍

安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)范圍主要在葫蘆素煤礦21102采煤工作面，21204主、輔運(yùn)巷掘進(jìn)工作面、21204主回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面(21204工作面切眼貫通后調(diào)整為21204采煤工作面)，主要回風(fēng)巷、主要變電所、皮帶機(jī)頭、煤倉(cāng)、主通風(fēng)機(jī)房等重要區(qū)域。

2.2 智能感知體系

感知體系范圍：葫蘆素煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)感知體系包括：甲烷、二氧化碳、一氧化碳、風(fēng)速、氧氣等智能傳感器，將第三方非智能傳感器轉(zhuǎn)換為智能信號(hào)轉(zhuǎn)換器，以及智能分站和分布式激光甲烷監(jiān)測(cè)主機(jī)。

信號(hào)轉(zhuǎn)換：通過智能信號(hào)轉(zhuǎn)換器將第三方非智能傳感器信號(hào)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)，比如采集第三方集成系統(tǒng)的電壓表、電流表、采集第三方系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)等等，包括甲烷、二氧化碳、一氧化碳、風(fēng)速、氧氣等智能傳感器將數(shù)據(jù)最終傳輸至智能分站或分布式激光瓦斯監(jiān)測(cè)主機(jī)。

智能感知特點(diǎn)：①自動(dòng)識(shí)別感知類型；②自動(dòng)感知裝卸行為；③同測(cè)點(diǎn)智能感知設(shè)備可以異常驗(yàn)證；④同類型的智能感知設(shè)備可以異常檢測(cè)。

智能感知網(wǎng)絡(luò)體系：面向物聯(lián)網(wǎng)的井下智能感知網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)感知、傳感器自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和拓?fù)洌档土藢?shí)施、部署過程中人為配置導(dǎo)致的可能失誤，使管理監(jiān)測(cè)人員在地面就可以對(duì)井下的感知網(wǎng)絡(luò)完全掌握。

2.3 智能傳輸平臺(tái)

構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤礦安全生產(chǎn)智能傳輸平臺(tái)，在葫蘆素煤礦中央變電所、東翼盤區(qū)變電所、西翼盤區(qū)變電所、調(diào)度室機(jī)房部署4臺(tái)KJJ660型礦用隔爆兼本安型以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成光纖傳輸環(huán)網(wǎng)，通過地面與井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊傳輸。

2.4 服務(wù)平臺(tái)

在調(diào)度中心機(jī)房部署網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器、工控機(jī)、顯示器等硬件設(shè)備構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)平臺(tái)，如圖1所示。

圖1 服務(wù)平臺(tái)構(gòu)成

2.5 智能監(jiān)控平臺(tái)

定制化開發(fā)具有系統(tǒng)圖(如圖2)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖(如圖3)、區(qū)域安全評(píng)價(jià)圖、電源管理等智能化功能的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件。

圖2 智能監(jiān)控平臺(tái)導(dǎo)航圖

圖3 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖

2.6 智能傳感器校驗(yàn)平臺(tái)

在礦井儀器維修室搭建了甲烷傳感器校驗(yàn)裝置、一氧化碳傳感器校驗(yàn)裝置、便攜式甲烷傳感器校驗(yàn)設(shè)備、便攜式一氧化碳傳感器校驗(yàn)設(shè)備各1套，保障甲烷和一氧化碳傳感器的正常標(biāo)校。

2.7 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成果

測(cè)點(diǎn)分布：示范項(xiàng)目在葫蘆素煤礦21102采煤工作面，21204主、輔運(yùn)巷掘進(jìn)工作面、21204主回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面(21204工作面切眼貫通后調(diào)整為21204采煤工作面)，主要回風(fēng)巷、主要變電所、皮帶機(jī)頭、煤倉(cāng)、主通風(fēng)機(jī)房等重要區(qū)域共部署測(cè)點(diǎn)46個(gè)，斷電控制點(diǎn)11個(gè)。

主要實(shí)現(xiàn)功能：①分布式激光甲烷傳感器可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無源瓦斯監(jiān)測(cè)；②不受交叉氣體、粉塵、溫度等工況條件干擾，不存在零點(diǎn)漂移；③構(gòu)建面向物聯(lián)網(wǎng)的智能感知網(wǎng)絡(luò)體系；④風(fēng)速風(fēng)向溫度傳感器實(shí)現(xiàn)“三合一”集成，降低采購(gòu)成本；⑤基于可視化綜合展示，直觀反映單元業(yè)務(wù)和監(jiān)測(cè)區(qū)域的安全態(tài)勢(shì)；⑥專家分析子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警、邏輯報(bào)警和趨勢(shì)異常診斷，超前感知、及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、總結(jié)安全事故規(guī)律；⑦電源遠(yuǎn)程充放電控制和智能管理，可延長(zhǎng)電池壽命；⑧激光甲烷傳感器使用壽命長(zhǎng)、不易損壞；⑨系統(tǒng)支持多種信號(hào)制式接入，兼容性強(qiáng)。

2.8 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

激光氣體分析技術(shù)領(lǐng)先、精度高、抗干擾：采用分布式激光甲烷裝置具有在線自動(dòng)校準(zhǔn)、斷電監(jiān)測(cè)、傳感器自動(dòng)感知、自動(dòng)識(shí)別而且長(zhǎng)距離(>5 000 m)無源瓦斯監(jiān)測(cè)功能，在傳感器沒有電源供應(yīng)的情況下，仍然能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并上傳數(shù)據(jù)。

使用更穩(wěn)定、靈敏、智能：采用的激光甲烷傳感器克服了傳統(tǒng)催化燃燒原理傳感器標(biāo)校周期短，容易中毒的缺點(diǎn)，不存在受高瓦斯沖擊損壞的現(xiàn)象。激光甲烷傳感器在長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月不標(biāo)校的情況下，仍然能夠精確監(jiān)測(cè)。

構(gòu)建面向物聯(lián)網(wǎng)的智能感知網(wǎng)絡(luò)體系：通過智能分站、智能傳感器、智能信號(hào)轉(zhuǎn)換器，構(gòu)建自動(dòng)感知、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)拓?fù)涞闹悄芨兄W(wǎng)絡(luò)體系。當(dāng)新接入或拆除智能傳感器時(shí)，上位機(jī)可自動(dòng)識(shí)別并顯示傳感器的拆裝行為，保證了地面對(duì)于井下監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和變化的掌握。

可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域可視化綜合展示：通過建立可視化綜合展示平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)面向單元業(yè)務(wù)安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)知、提前識(shí)別等功能展示。

自動(dòng)拓?fù)鋱D監(jiān)控：可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)拓?fù)洌庇^展示地面核心交換機(jī)、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、分站、傳感器、控制設(shè)備之間的物理連接層次關(guān)系和運(yùn)行狀態(tài)，地面對(duì)井下狀態(tài)完全掌握一覽無余，直觀反映單元業(yè)務(wù)和監(jiān)測(cè)區(qū)域的安全態(tài)勢(shì)。

關(guān)聯(lián)設(shè)備物聯(lián)同步自動(dòng)拓?fù)洌嚎梢灾庇^展示設(shè)備、儀器之間的連接關(guān)系、電源電量和運(yùn)行狀態(tài)，通過字體變紅、閃爍等方式提示設(shè)備異常運(yùn)行狀態(tài)，并支持電池充放電管理的中央控制。基于策略的自動(dòng)化或者手工的電源遠(yuǎn)程充放電控制和智能管理，有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。

可視化專家分析子系統(tǒng)：系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分級(jí)報(bào)警、邏輯報(bào)警和趨勢(shì)異常診斷，超前感知，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，總結(jié)安全事故規(guī)律。

3 綜合監(jiān)控集成平臺(tái)應(yīng)用

3.1 建設(shè)內(nèi)容

中煤集團(tuán)葫蘆素煤礦綜合監(jiān)控集成平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容包括：建立全礦井基于網(wǎng)絡(luò)的大型開放式分布控制系統(tǒng)；集成統(tǒng)一各種通訊協(xié)議規(guī)約的數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)全礦各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的集中監(jiān)視和控制。通過礦井環(huán)網(wǎng)將全礦各主要環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成到綜合監(jiān)控集成平臺(tái)，由平臺(tái)統(tǒng)一處理各種數(shù)據(jù)規(guī)約，最終實(shí)現(xiàn)平臺(tái)各系統(tǒng)監(jiān)控、分析、處理等功能，以實(shí)現(xiàn)礦井安全高效集中生產(chǎn)，達(dá)到少用人、低成本、高效率的目標(biāo)，提高礦井整體安全生產(chǎn)水平。

3.2 大型開放式分布控制系統(tǒng)

葫蘆素煤礦綜合監(jiān)控集成平臺(tái)由應(yīng)用服務(wù)器、采集服務(wù)器、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、工程師站、操作員站等設(shè)備構(gòu)成。通過礦井控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

服務(wù)器冗余：綜合監(jiān)控集成平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用具有容錯(cuò)機(jī)制的服務(wù)器，使得系統(tǒng)冗余摒棄了對(duì)軟件冗余的依賴性。在發(fā)生軟件故障時(shí)保證動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的完整性保留原來的內(nèi)存數(shù)據(jù)，同時(shí)，可以做到故障的追溯。

圖4 葫蘆素綜合監(jiān)控集成平臺(tái)分布式架構(gòu)

應(yīng)用服務(wù)器：通過組件化的方式，將從數(shù)據(jù)采集服務(wù)器獲取各安全生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行收集處理，報(bào)警管理，歷史數(shù)據(jù)管理，應(yīng)用診斷，應(yīng)用開發(fā)部署管理等功能集成到一個(gè)分布式平臺(tái)中。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：安裝Historian，它是工廠數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，具備高速的數(shù)據(jù)采集和海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能，并直接支持以SQL方式對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢。該服務(wù)器選用容錯(cuò)服務(wù)器平臺(tái)，增大服務(wù)的安全穩(wěn)定性。

WEB服務(wù)器：用于為WEB用戶提供訪問、瀏覽甚至控制的條件。為保證工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全，該服務(wù)器部署在控制網(wǎng)絡(luò)上，通過隔離網(wǎng)閘設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)加密轉(zhuǎn)換為管理網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供訪問服務(wù)。

工程師站：平臺(tái)分布式部署一臺(tái)工程師站，統(tǒng)一對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)編程，工程師站負(fù)責(zé)所有軟件的開發(fā)環(huán)境，包括系統(tǒng)建模、監(jiān)控畫面開發(fā)等。

操作員站：平臺(tái)部署若干臺(tái)操作員站，安裝平臺(tái)客戶端軟件，用于監(jiān)控各個(gè)子系統(tǒng)的工況、設(shè)備的狀態(tài)、控制各種設(shè)備的運(yùn)行，作為各個(gè)子系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)。各個(gè)子系統(tǒng)的操作員站通過交換設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行互聯(lián)。

3.3 集成統(tǒng)一各種通訊協(xié)議規(guī)約的數(shù)據(jù)

硬件系統(tǒng)數(shù)據(jù)源：高速的數(shù)據(jù)采集功能允許平臺(tái)能與各種硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，如AB，Siemens等主要廠商的控制設(shè)備或任何的開放控制網(wǎng)絡(luò)通訊。IO Server/DA Server采用基于TCP/IP的通訊協(xié)議，可以采集諸如Modbus、PLC等總線方式。

軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)源：采用OPC技術(shù)大大豐富了組態(tài)平臺(tái)的設(shè)備與軟件連接和集成功能。除此之外，平臺(tái)還可以支持任何的OPC Server，能夠從任何的OPC Server中獲取數(shù)據(jù)，這也是最常用的與控制系統(tǒng)連接的方式之一。除了OPC還包括一些FTP超文本連接、DDE數(shù)據(jù)連接等方式。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源：在工業(yè)應(yīng)用里，數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)交換平臺(tái)十分常見，平臺(tái)支持和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，通過ADO訪問手段，可以輕松取得其他通用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如MS SQL SERVER、ORACLE等的數(shù)據(jù)。

3.4 全礦的集中監(jiān)視和控制

以壓風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接入為例，葫蘆素壓風(fēng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)已完全實(shí)現(xiàn)無人值守，達(dá)到減人增效、高效管理的目的。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：葫蘆素壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)由基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由主機(jī)，PLC控制站，顯示操作箱，風(fēng)量、風(fēng)速、溫度、壓力等傳感器以及控制軟件等組成。PLC控制站硬件應(yīng)提供以太網(wǎng)電口或光口，軟件通過驅(qū)動(dòng)通信，經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)接入綜合監(jiān)控集成平臺(tái)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 葫蘆素煤礦空壓機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

監(jiān)測(cè)功能：通過直觀界面顯示壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)、壓風(fēng)流量、排氣溫度和壓力、冷卻劑溫度等參數(shù)，以及空壓機(jī)運(yùn)行供電參數(shù)等數(shù)據(jù)。

監(jiān)控功能：可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無人值守，可從調(diào)度室實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程“啟動(dòng)”和“停止”，可遠(yuǎn)程切換系統(tǒng)控制方式“遠(yuǎn)程”或“就地”，以及通過設(shè)置“自動(dòng)切換時(shí)間”等參數(shù)設(shè)定空壓機(jī)自動(dòng)切換等控制操作。

系統(tǒng)報(bào)警、曲線分析功能：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓風(fēng)機(jī)報(bào)警信息的查詢及分析；可以實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行記錄的追溯和查詢；可以實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行曲線的分析等功能，如圖6所示。

圖6 葫蘆素煤礦空壓機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析界面

3.5 綜合監(jiān)控集成平臺(tái)優(yōu)點(diǎn)分析

葫蘆素煤礦綜合監(jiān)控集成平臺(tái)依靠先進(jìn)的管理理念，采用現(xiàn)代化信息與自動(dòng)化技術(shù)，建立全礦井監(jiān)測(cè)、控制、管理一體化的、基于網(wǎng)絡(luò)的大型開放式分布控制系統(tǒng)，具有完善的生產(chǎn)管理監(jiān)控功能。通過以太網(wǎng)將相關(guān)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的各種接口類型、各種通訊協(xié)議規(guī)約的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一成基于以太網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議，將煤礦各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、控制、傳輸、處理、顯示、記錄、打印，綜合監(jiān)控集成平臺(tái)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)收發(fā)所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并為監(jiān)控人員提供完備的圖形、趨勢(shì)、報(bào)表等工藝監(jiān)控畫面，從而實(shí)現(xiàn)井上井下各安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)所有具備條件的電氣設(shè)備均能在地面調(diào)度指揮控制中心進(jìn)行集中監(jiān)視和控制，形成全礦井安全、生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的過程控制自動(dòng)化、生產(chǎn)綜合調(diào)度指揮和業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)化，以保證對(duì)全礦井安全生產(chǎn)狀況和生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和調(diào)度管理，使礦井安全高效集中生產(chǎn)，達(dá)到少用人、低成本、高效率的目標(biāo)，提高礦井整體安全生產(chǎn)水平。

3.6 示范項(xiàng)目的創(chuàng)新成果

感知層系統(tǒng)創(chuàng)新：建設(shè)了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的感知層系統(tǒng)創(chuàng)新，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過以傳感器、射頻技術(shù)、ZigBee等技術(shù)建設(shè)的子系統(tǒng)，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可定位更準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定、通訊傳輸可適應(yīng)井下復(fù)雜環(huán)境、系統(tǒng)運(yùn)行更加安全。

通訊層創(chuàng)新：建設(shè)了以網(wǎng)絡(luò)通訊為中心的通訊層創(chuàng)新，采用TD-SCDMA的3G通信技術(shù)、IP通訊廣播、工業(yè)千兆環(huán)網(wǎng)等方式搭建了全礦井綜合網(wǎng)絡(luò)中心，與傳統(tǒng)工業(yè)環(huán)網(wǎng)相比，覆蓋面全面提高、通訊速率更快、網(wǎng)絡(luò)訪問更加安全快捷。

應(yīng)用層創(chuàng)新：建設(shè)了綜合分析的應(yīng)用層創(chuàng)新。通過建立綜合監(jiān)控集成平臺(tái)、企業(yè)門戶、調(diào)度管理、安全管理、生產(chǎn)管理、能耗管理等模塊，將全礦各方面信息綜合匯總、綜合管理、綜合分析，以PC端、移動(dòng)端等方式實(shí)時(shí)顯示，為各層管理者提供決策依據(jù)。

4 結(jié)語

葫蘆素煤礦以國(guó)家礦井安全生產(chǎn)監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程建設(shè)為契機(jī)，基于物聯(lián)網(wǎng)智能感知、大數(shù)據(jù)分析、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)建設(shè)高效、環(huán)保的數(shù)字化礦井。利用先進(jìn)技術(shù)建設(shè)了全面分析管理模塊，大大提高了礦井的安全管理、利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的綜合管控平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無人值守，實(shí)現(xiàn)減員增效，切實(shí)做到了以提高煤礦生產(chǎn)效率和管理水平為目的的信息化建設(shè)。

通過葫蘆素煤礦國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)成果及所取得的成效，在國(guó)家大力推行“兩化”融合契機(jī)下，煤炭領(lǐng)域必須盡快完成技術(shù)升級(jí)、深化改革、創(chuàng)新工作模式，通過建設(shè)綠色環(huán)保的智慧化礦山、利用先進(jìn)技術(shù)，全面提高生產(chǎn)效率、提高安全生產(chǎn)。葫蘆素煤礦為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)礦山、感知礦山、打造中國(guó)現(xiàn)代化安全礦山提供了現(xiàn)實(shí)范例。