煤礦信息化協同管控平臺的應用

夏偉

摘要

隨著我國經濟發展水平的不斷提高，信息技術得到了快速發展，在各領域應用日趨廣泛。本文將探究煤礦信息化協同管控平臺的設計與應用，以體現該平臺在業務間協同管理及控制、降低成本、減少安全隱患、提高生產效率等方面發揮的重要作用。

【關鍵詞】信息技術 煤礦生產 管控平臺 應用

近年來，煤礦企業引入信息技術，尤其是綜合自動化與信息化系統構建日趨普遍，使得企業信息化水平逐步提高，信息成果也從開始從單一監控系統逐步朝向綜合自動化平臺升級與轉變，使信息化覆蓋面更廣，進一步保障了生產安全、提高了生產效率。煤礦信息化協同管控平臺憑借信息化與自動化優勢產生，可快速、有效采集數據，為決策提供了更為科學依據，大大推動了煤礦企業的發展與進步。

1 信息化協同管控平臺架構與設計

1.1 平臺架構

將系統分為6部分，數據的存儲、傳輸、采集及控制等有著對應的系統層，可以與標準協議一起實現控制指令的是數據的采集層與數據控制層，從而實現礦井下人員及設備雙向通訊;網絡傳輸層，使用移動通信傳輸網絡，局域網、無線網及手機與智能終端結合使用，將一個完整的企業數據傳輸網絡形成;數據存儲層，可以獨立對數據存儲，比如，GIS數據就可以單獨存放在數據存儲層中，為系統中其他層提供地理信息服務;要想分析業務邏輯，必須依靠分析處理層，然后再將分析后的數據傳輸到決策分析層;分析決策層，采用數據挖掘技術，對安全、生產、管理及經營等多項關聯關系深入分析，提供多種協同管理與控制策略，包括應急聯動決策、設備啟停決策等，從而降低事故發生率;表示層主要提供的服務是用戶接口服務，適用于設備終端，常見于智能手機。

1.2 關鍵技術與設計方法

基于SVG技術與動態在線組態技術是生產過程模擬現實中，平臺可實現的技術，可以對生產過程子系統自由在線組態，包括安全監控、人員定位等，呈現出真實的生產場景，反映設備生產狀態，在系統關鍵協同控制方法上，發現各子系統關聯較強的各類關系，通過數據采集分類與訓練方法，并且達到協同控制效果，通過系統間的聯動關系。策略包括設備運行-用電分析策略、人員出勤一產量分析策略及瓦斯超限一人員撤離策略等有關生產及設備運行安全方面的多種策略。

2 平臺實現與應用

2.1 平臺技術與實現

平臺中各項技術實現均依據特定框架，即NET框架，同時也是技術基礎，依靠C/S架構設計程序，包括數據采集程序與解析程序兩種，這些共同構成了一個相對完整的用戶服務接口，依靠B/S架構提供，可以對多個關聯的關系進行分析，保證協同控制策略得以充分執行，通過利用Microsoft SQL server 2012。各種插件運行環境由Web基礎框架提供，由數據、模型及服務、用戶接口幾部分將模塊構成，在基礎平臺之上運行通過寄宿方式。

2.2 基本功能集成

綜合自動化系統的基本功能是系統提供的傳統功能，涵蓋了四大模塊中涉及到的30多個子系統，包括管理功能、控制功能、安全管理功能、生產調度模塊。

2.3 關聯關系的挖掘與利用

挖掘及利用環境參數、人員信息、空間地理信息及設備運行數據等關鍵關系，主要從以下幾方面體現出來非正常狀態下的處理機制，針對環境參數，非正常狀態下處理機制與人的不安全因素處理機制針對主要運行設備，瓦斯報警時的分析與處理策略則是環境參數非正常狀態下的重要體現。系統先將分析模型庫構建出來，然后依據報警位置及等級、依據空間數據庫，精準確定瓦斯爆炸可能會波及的區域，并計算出區域面積，然后進一步計算在這一區域范圍內將會波及的人員數量，使用到人員定位子系統，借助監測子系統、主風機系統、無線通訊子系統等將相應的指令操作迅速做出，及時發送人員撤離相關信息，快速執行策略。

主要設備的各種故障上體現了設備分非正常狀態，包括風機停風故障、通風機故障、供電線路故障等常見故障。平臺通過三違法管理子系統與安全隱患閉環管理子系統，分析建立模型就不安全的因素，從而將分析與預測機制初步建立起來，將事故發生率大大降低。詳見圖1所示。

2.4 應急救援聯動控制

系統通過軟硬件結合方式開展救援聯動控制，反映出與災害相關的各種信息，無論是波及的區域還是涉及到的人員，還包括救援信息等，保證應急救援預案得以及時啟動。同時，系統還可以通過其他方式將緊急撤離指令下達，包括語音播報、LED信號牌等，并結合隱患管理模塊、視頻管理模塊等投影到調度大屏特定區域中將相關區域的視頻畫面，使信息得到最大化的傳播。提出合理的控制建議，依據協同控制模型，并實施遠程控制，為開展相關的災害模擬演練提供支持。

利用改進后的支持度-置信度-Kulczynski度量模式及FP-Growth算法，挖掘分析隱患數據在四個維度上，即責任部門、種類、等級、發生地點，從而將FP-Tree生成并將頻繁索引項找到，將較強的關聯規則找到在多維空間中。提出針對性建議為相關部門，從而對危險區域及重點隱患區域重點排查，依據隱患種類與地點間的關聯規則，也能夠最大限度的降低事故破壞程度。

輔助決策分析，主要是分析評估生產、經營、安全等數據，結合專業模型，從而將輔助決策水平提高，并提高自動化信息系統應用范圍，為智能化的實現創造條件。平臺提供多種決策分析功能，重要設備的運行信息、作業環境等，在成本管理方面也發揮了顯著作用。

3 結語

本文主要分析了煤礦信息化協同管控平臺的架構與設計、平臺的實現與應用，包括平臺技術實現、基本功能、關聯關系挖掘及應用、應急救援聯動控制及輔助決策等內容，表現了應用該平臺比起傳統的自動化系統效率更高、更加智能化提供了協同控制與輔助決策支持等綜合智能化的分析手段，將煤礦企業管控的信息化水平進一步增強了，保證了各項生產的安全、穩定與持續。

參考文獻

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