智慧礦山多系統(tǒng)井下融合與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)安全防控技術(shù)探析

鄧巧平

（中鼎國際建設(shè)集團(tuán)江西礦山隧道建設(shè)有限責(zé)任公司，江西南昌330096）

目前，國內(nèi)各大煤礦都建立了監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，用來保障煤礦的安全生產(chǎn)和工作人員的生命安全，但是這些系統(tǒng)大多獨(dú)立運(yùn)行，而且每個(gè)系統(tǒng)的傳感器和安全裝置都是有限的，因此不能進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集。各個(gè)監(jiān)測類型的系統(tǒng)，盡管應(yīng)用的場境有著較大的差異，但是在結(jié)構(gòu)上基本一致，以燃?xì)狻⑺⒒稹㈨敯濉⒎蹓m等常見的煤礦災(zāi)害為例，在礦井中，一般采用“傳感器采集—數(shù)據(jù)集成傳輸—應(yīng)用邏輯控制”的結(jié)構(gòu)，一些傳感器設(shè)備在技術(shù)指標(biāo)上有類似的需求，但是當(dāng)前各個(gè)傳感器設(shè)備無法共用，數(shù)據(jù)共享困難[1]。另外，礦井的開采深度和強(qiáng)度也在持續(xù)增加，災(zāi)害的發(fā)生也從單一的災(zāi)害類型逐漸演變?yōu)槎酁?zāi)種的藕合，使應(yīng)急響應(yīng)和避險(xiǎn)規(guī)劃變得更加困難。

目前，全國主要煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)電力供應(yīng)等系統(tǒng)已經(jīng)在中心站層面上實(shí)現(xiàn)了初步融合，但礦井內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，感知單元會(huì)因?yàn)槿藛T、環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)的頻繁變動(dòng)而產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)從采集單元發(fā)送到數(shù)據(jù)平臺(tái)所需要的時(shí)間大大延長，再加上技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)等不可預(yù)測的原因，會(huì)造成短時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)大量的集中，造成中央站的卡頓或停機(jī)，導(dǎo)致應(yīng)急響應(yīng)的時(shí)間推后。為了解決這一問題，本文以邊界協(xié)同控制為研究對象，設(shè)計(jì)和研制了一種基于邊界協(xié)同控制的分站，實(shí)現(xiàn)了智能礦山安全管理的多系統(tǒng)集成與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。

1 多系統(tǒng)井下融合必要性

由于礦井內(nèi)各種監(jiān)控設(shè)備的不斷更新和廣泛應(yīng)用，使得礦井的自動(dòng)化和信息化程度得到了提高。但是，在設(shè)計(jì)各種監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)候，“智能礦山”的概念和建設(shè)目的都不清楚，各個(gè)系統(tǒng)的行標(biāo)也是彼此獨(dú)立的，因此，各個(gè)系統(tǒng)都沒有從總體上來考慮，由于只針對某一具體的應(yīng)用，導(dǎo)致在同一個(gè)礦井甚至在一個(gè)采場中反復(fù)地使用相同或相近的裝備，從而導(dǎo)致了礦山的安全和生產(chǎn)過程的管理日趨復(fù)雜。經(jīng)過對當(dāng)前煤礦使用的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要存在以下幾種問題：

（1）傳感層設(shè)備之間由于通訊協(xié)議之間具有差異，影響了數(shù)據(jù)在不同設(shè)備之間的傳遞和共享，存在著指令不能響應(yīng)的危險(xiǎn)。由于各個(gè)系統(tǒng)彼此獨(dú)立，在傳感設(shè)備的邊緣層使用了不同的通訊協(xié)議，使得多個(gè)系統(tǒng)的兼容性下降，多個(gè)系統(tǒng)的融合度很低，不能進(jìn)行統(tǒng)一的采集、傳輸、控制和供電。另外，目前大多數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)都是以井下中心平臺(tái)為基礎(chǔ)，根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的安全評分標(biāo)準(zhǔn)，或者采用現(xiàn)有的評估方法，建立一個(gè)基于礦井安全評估的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)相關(guān)作業(yè)區(qū)域的環(huán)境指標(biāo)，估算出工作區(qū)當(dāng)前的安全等級(jí)，并給出相應(yīng)的安全反應(yīng)措施，這種方法的優(yōu)勢是不需要進(jìn)行太多的邊界運(yùn)算，它僅依賴于一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和決策，具有很好的結(jié)構(gòu)，但是它的缺點(diǎn)是運(yùn)行周期太長，并且在網(wǎng)絡(luò)層或者中心站點(diǎn)的平臺(tái)發(fā)生故障的時(shí)候，不能確保完成所需執(zhí)行的指令。

（2）大量投入功能類似的設(shè)備，造成系統(tǒng)功耗增加。目前，各煤礦的監(jiān)控類型都是完全獨(dú)立的，各監(jiān)控層次的設(shè)備因協(xié)議和傳輸格式的不統(tǒng)一，導(dǎo)致各設(shè)備只能在現(xiàn)有的系統(tǒng)中獨(dú)立運(yùn)行，不能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)在不用設(shè)備系統(tǒng)中的共享。比如，在同一工作區(qū)，一氧化碳、煙霧、溫度傳感器的技術(shù)指標(biāo)完全能夠消防監(jiān)測的需要，但由于不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，所以不僅要重新安裝同樣的傳感器，還要將電纜、供電設(shè)施等必要的設(shè)備重復(fù)配置，這樣不僅會(huì)增加建設(shè)成本，還會(huì)加大維修費(fèi)用，提高系統(tǒng)的使用難度。另外，目前在礦井中設(shè)置的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)并沒有“去重”，而是直接進(jìn)行了融合，結(jié)果表明，如果不按照規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工，很容易造成能耗難以降低，造成融合后的能耗增加。另外，現(xiàn)有的監(jiān)測分站的設(shè)計(jì)多以實(shí)現(xiàn)某一系統(tǒng)的功能為主，并未考慮到大量的運(yùn)算量，而是采用了低功耗、低成本、保量的主控制器。在現(xiàn)有的多個(gè)站點(diǎn)中，因?yàn)槠溆?jì)算能力的欠缺，對多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行融合時(shí)，無法完成大量的邊緣運(yùn)算，數(shù)據(jù)的收集和處理的數(shù)據(jù)量太大，對系統(tǒng)實(shí)時(shí)性有很大的影響。

（3）多個(gè)系統(tǒng)只在井上融合，對主干環(huán)網(wǎng)的依賴性較高，不能獨(dú)立運(yùn)行。針對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)利用特性和業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性，建立了一個(gè)基于監(jiān)控、人員定位、廣播等系統(tǒng)的系統(tǒng)，并結(jié)合相應(yīng)的輔助系統(tǒng)，例如：引導(dǎo)、發(fā)布、供電系統(tǒng)等，建立了礦井“人—機(jī)—環(huán)”協(xié)同管控應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和產(chǎn)品規(guī)范的限制，需要將有關(guān)的設(shè)備集成到井上中心站的平臺(tái)，目前大多數(shù)礦井設(shè)備生產(chǎn)廠家、科研院所已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，其缺點(diǎn)也隨之顯現(xiàn)出來。在井上融合中，每個(gè)系統(tǒng)都占據(jù)了各自的數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)在各個(gè)系統(tǒng)中獨(dú)立使用，共享難度大，不能在井下實(shí)時(shí)獲得對方監(jiān)測數(shù)據(jù)和狀態(tài)。此外，在與主干網(wǎng)分離后，一旦發(fā)生異常，原有的應(yīng)急反應(yīng)方案將會(huì)失效，使其不能獨(dú)立工作，由點(diǎn)式管理向面式管理轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)困難。

因此，在智能化礦井建設(shè)的發(fā)展趨勢下，必須要進(jìn)一步完善煤礦安全監(jiān)測體系中的“人—機(jī)—環(huán)”的綜合管理模式。在礦井智能化的礦井安全控制中，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)系統(tǒng)的集成和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。

2 基于邊緣協(xié)調(diào)管控技術(shù)的多系統(tǒng)融合與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)

針對目前礦井監(jiān)測與整合后的礦井監(jiān)測與集成的主要問題，采用分布式處理、邊緣計(jì)算等技術(shù)，將應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)分級(jí)計(jì)算等工作向邊緣子站延伸。這種方式不僅可以在網(wǎng)絡(luò)的邊緣處理各種應(yīng)用程序和各種數(shù)據(jù)，而且還可以實(shí)現(xiàn)分站和數(shù)據(jù)中心間進(jìn)行數(shù)據(jù)流與控制信息的雙向流通，從而可以降低網(wǎng)絡(luò)壓力，加快信息處理速度，提高分析和判斷能力，從而達(dá)到對“云”、“邊”和“端”等多種負(fù)荷的配合優(yōu)化。

2.1 邊緣協(xié)調(diào)管控分站技術(shù)

為了保障系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行，需要設(shè)計(jì)一種計(jì)算能力強(qiáng)、具有多路線場總線、多種通訊協(xié)議的邊緣協(xié)調(diào)管控分站，該分站既能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集和邊緣計(jì)算，還能夠?qū)崿F(xiàn)安全監(jiān)測。依托多種現(xiàn)場總線，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中設(shè)備的信息采集，將避險(xiǎn)信息及時(shí)發(fā)布到引導(dǎo)屏上，并利用該系統(tǒng)實(shí)時(shí)、精確地播出各監(jiān)控站的警報(bào)狀況。利用以太網(wǎng)對控制標(biāo)識(shí)進(jìn)行預(yù)警，并對其它地區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從而達(dá)到不同地區(qū)的數(shù)據(jù)融合，基于工業(yè)總線和各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集與控制輸出標(biāo)準(zhǔn)的界面，可以收集不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能的全部實(shí)現(xiàn)，信息采集和信息處理模塊實(shí)現(xiàn)分離，數(shù)據(jù)可以長期存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)完整性。圖1顯示了邊界協(xié)同控制子系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。

圖1 邊緣協(xié)調(diào)管控分站硬件架構(gòu)圖

所述分站包括處理單元、有線通信單元、無線通信單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和人機(jī)交互部分。以STM32MP157為主要控制器，計(jì)算能力高，接口豐富，主要用于數(shù)據(jù)計(jì)算和邏輯運(yùn)算；有線通信系統(tǒng)由RS485 總線和CAN總線組成，它們的功能是對總線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行通信，以太網(wǎng)絡(luò)的功能是與中心站、人員定位管理系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)之間進(jìn)行信息的交流的渠道；無線系統(tǒng)包括4G 模組、Lora 無線模塊，用于分站和4G網(wǎng)絡(luò)的通訊以及Lora 無線傳感器的數(shù)據(jù)采集；該數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備是一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)單元，用以儲(chǔ)存必要數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的配置信息，并能在網(wǎng)路中斷時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，在網(wǎng)絡(luò)再連接時(shí)，根據(jù)具體的運(yùn)算法則進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，人機(jī)交互系統(tǒng)的組成為紅外遙控裝置和顯示器，確保重要的狀態(tài)信息顯示。該系統(tǒng)采用紅外遙控器和5寸彩色屏幕，以完成必要的信息輸入接口。

在軟件方面，分站要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，并給出合理的邏輯控制命令，并與定位站、廣播站、中心站進(jìn)行通信，對報(bào)文進(jìn)行及時(shí)的處理。分站中包括兩個(gè)核心模塊，數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，ARM內(nèi)核的功能是數(shù)據(jù)計(jì)算，該模塊開發(fā)的基礎(chǔ)是Linux 操作系統(tǒng)，M4 內(nèi)核功能是數(shù)據(jù)采集，該模塊開發(fā)的基礎(chǔ)是freertos。分站中的大量任務(wù)以多進(jìn)程的方式完成，在此過程中，大量的數(shù)據(jù)通過共享內(nèi)存的方式在設(shè)備間時(shí)間交互，各個(gè)處理間通過socket 來傳遞共享內(nèi)存key，在進(jìn)程中采用多線程的開發(fā)，通過消息隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用信號(hào)量等技術(shù)實(shí)現(xiàn)線程同步。為了提升分站系統(tǒng)功能升級(jí)的便捷性，還需要給分站添加遠(yuǎn)程升級(jí)模塊。圖2顯示了邊界協(xié)調(diào)控制分站的數(shù)據(jù)處理軟件的結(jié)構(gòu)。

圖2 邊緣協(xié)調(diào)管控分站數(shù)據(jù)處理軟件結(jié)構(gòu)圖

2.2 多系統(tǒng)融合技術(shù)

通過RS485 和CAN 等常用的總線接口，通過統(tǒng)一的傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)傳送格式，能夠?qū)Ω鞣N傳感層設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的采集，并在數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳送。應(yīng)用層采用統(tǒng)一的邏輯控制，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、穩(wěn)定，控制指令穩(wěn)定可靠、傳輸數(shù)據(jù)格式正確、各設(shè)備間配合密切，響應(yīng)迅速。

邊界協(xié)同控制分站采用一般的現(xiàn)場總線將各系統(tǒng)的傳感器連接起來，但在進(jìn)行連接之前，必須對各個(gè)感應(yīng)器進(jìn)行統(tǒng)一的編碼，傳感器可以利用該晶片自身的UID 來實(shí)現(xiàn)對每個(gè)器件的獨(dú)特標(biāo)識(shí)，利用該唯一ID 為主要關(guān)鍵標(biāo)識(shí)，對各傳感層裝置進(jìn)行統(tǒng)一的識(shí)別，確保各傳感層的設(shè)備信息能夠由各邊界分站進(jìn)行統(tǒng)一的采集，由于各分站的數(shù)據(jù)傳送格式是一致的，因此各傳感器裝置都能被其它的系統(tǒng)所辨識(shí)。該系統(tǒng)能夠按照需要進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別和使用，達(dá)到數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸、數(shù)據(jù)共享的目的，同時(shí)也可以減少系統(tǒng)的重復(fù)投資，從而降低系統(tǒng)的總體能耗。多個(gè)體系整合的原理框圖見圖3。

圖3 多系統(tǒng)融合框圖

邊緣設(shè)備是本區(qū)域唯一的數(shù)據(jù)融合裝置，它為各個(gè)系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)采集、傳輸通道和業(yè)務(wù)邏輯處理，并對各個(gè)系統(tǒng)的控制命令進(jìn)行響應(yīng)。該分站既能對各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的采集，又能利用各個(gè)系統(tǒng)的控制命令，在業(yè)務(wù)層上建立一個(gè)統(tǒng)一的界面，并按照從地面中心傳來的邏輯指令，把融合后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到需要的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在突發(fā)事件中進(jìn)行數(shù)據(jù)的融合和交互，并能在突發(fā)事件時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯控制。

2.3 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)技術(shù)

通過安全監(jiān)控與監(jiān)控系統(tǒng)的組合，可以啟動(dòng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。比如某個(gè)工作面的瓦斯?jié)舛瘸^上限，這樣，安全監(jiān)測系統(tǒng)就會(huì)停掉或切斷某些特殊地區(qū)的非安全性設(shè)施，并由精確的人員定位系統(tǒng)，通知現(xiàn)場的人員疏散。緊急廣播系統(tǒng)會(huì)播放特定的音頻信號(hào)和語音播報(bào)，播放指定的警報(bào)和疏散路線。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)工作的原理如圖4所示。

圖4 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)框圖

（1）安全監(jiān)控系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)井下融合聯(lián)動(dòng)。在應(yīng)急廣播終端和分站上，通過UPD的方式，實(shí)現(xiàn)各分站與廣播系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，在程序開始后，該分站將接收到的感應(yīng)器的種類、地址等信息進(jìn)行編譯，并將其傳送至廣播系統(tǒng)。在系統(tǒng)參數(shù)正常的情況下，上位設(shè)備的控制廣播終端進(jìn)行控制指令的播報(bào)，一旦區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)甲烷異常的情況，則傳感器的數(shù)據(jù)會(huì)通過互聯(lián)接口推送給廣播系統(tǒng)，廣播系統(tǒng)在收到應(yīng)急信息后，應(yīng)急廣播系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)置好的程序，及時(shí)地向廣播終端發(fā)送緊急狀態(tài)信息，并利用有線的方式向廣播分機(jī)播發(fā)緊急情況。

（2）通過對礦井的監(jiān)控和人員的定位，可以實(shí)現(xiàn)井下的融合。基于礦井綜合應(yīng)急通信系統(tǒng)的安全監(jiān)控與人員定位系統(tǒng)，每隔一段時(shí)間通過人員和定位分站的通訊精確判斷井下工作人員的位置，利用MQTT 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了邊緣分站與人的位置的精準(zhǔn)定位。MQTT 是一種基于訂購—發(fā)布方式的通訊協(xié)議，該協(xié)議中的定位子站根據(jù)緊急聯(lián)動(dòng)預(yù)案的要求，將報(bào)警訂購請求發(fā)送給已經(jīng)接入的邊緣子站點(diǎn)，由于協(xié)議支持一對多的報(bào)文訂閱，所以當(dāng)邊沿分站所管轄的地區(qū)出現(xiàn)緊急聯(lián)接作業(yè)時(shí)，邊沿分站接收到訂購報(bào)文的精確人定位分站的信息。邊沿分站信息可以被多個(gè)定位分站同時(shí)訂購，多個(gè)定位分站在接到緊急情況的情況下，可以對所處位置的分站發(fā)出警報(bào)。該模型既能減少網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞，又能改善數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

3 “人—機(jī)—環(huán)”應(yīng)急聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)

安全監(jiān)視、精確的人員位置定位、緊急廣播、信息發(fā)布是安全聯(lián)動(dòng)控制的核心內(nèi)容。這些系統(tǒng)位于同一個(gè)礦井，甚至同一工作面，系統(tǒng)之間需要完成的功能包括數(shù)據(jù)信息的交互和操作指令的傳遞和執(zhí)行，所以就對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳遞速度提出了較高的要求。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)包括安全生產(chǎn)狀態(tài)、異常預(yù)警狀態(tài)和生產(chǎn)失控狀態(tài)三個(gè)階段，分別從不同的危險(xiǎn)程度出發(fā)，對相應(yīng)的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的人員和設(shè)備進(jìn)行不同層次的應(yīng)急預(yù)案。3個(gè)狀態(tài)下的相應(yīng)的緊急預(yù)案如表1所示。

表1 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案表

分站由中心站軟件（或板載式HMI接口）監(jiān)控參數(shù)信息、并發(fā)布相關(guān)控制指令。該系統(tǒng)對各控制區(qū)的主要大氣參數(shù)（如甲烷、CO、風(fēng)速、風(fēng)向）進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)控人員狀態(tài)，并將采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、風(fēng)機(jī)、帶式輸送機(jī)等重要設(shè)備的運(yùn)行情況，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳送形式傳送給中央控制中心，若該時(shí)刻站點(diǎn)與骨干網(wǎng)分離，將收集到的數(shù)據(jù)根據(jù)“變值變態(tài)”的原則和時(shí)間戳共同存儲(chǔ)在板載NandFlash，等到通訊功能正常后重新傳遞數(shù)據(jù)。

當(dāng)傳感器采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不超過系統(tǒng)的安全閾值，且風(fēng)速的采集結(jié)果，風(fēng)向采集結(jié)果，一氧化碳的采集的數(shù)據(jù)低于報(bào)警閾值時(shí)，且工作人員的定位信息與分站傳輸?shù)男畔⒁恢聲r(shí)，在此期間，所有重要裝置操作的各項(xiàng)指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，不采取任何措施防治風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)保持正常工作狀態(tài)；當(dāng)一組或多組環(huán)境參數(shù)（可配置）超過警戒值但是還沒有超出上限時(shí)，進(jìn)入異常警報(bào)應(yīng)急控制狀態(tài)。各分站負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的設(shè)備操作，增強(qiáng)對各區(qū)域環(huán)境指標(biāo)的收集，增加通風(fēng)量，并及時(shí)通知有關(guān)部門進(jìn)行設(shè)備巡視和檢修；當(dāng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)值超過上限時(shí)，進(jìn)入不受控制的緊急報(bào)警狀態(tài)。分站將關(guān)閉該地區(qū)的非關(guān)鍵安全設(shè)施，不斷增加供氣，同時(shí)，一旦某個(gè)位置出現(xiàn)甲烷異常現(xiàn)象，則系統(tǒng)會(huì)立即進(jìn)行通報(bào)，通報(bào)的內(nèi)容包括甲烷的濃度值，異常位置的具體坐標(biāo)，然后通過分站向該處發(fā)出對應(yīng)的控制指令，向有關(guān)的位置聲卡發(fā)出聲光報(bào)警、震動(dòng)報(bào)警、信息引導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)出撤離信號(hào)和撤離路徑，在此期間，若網(wǎng)絡(luò)正常，則由中央站軟件根據(jù)GIS地圖和相關(guān)人員信息，確定疏散路線，通過精準(zhǔn)的指令信息引導(dǎo)相關(guān)人員撤離，在環(huán)境參數(shù)恢復(fù)正常時(shí)，閉鎖會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)，恢復(fù)安全生產(chǎn)模式。

4 結(jié)語

根據(jù)智能化礦井建設(shè)的發(fā)展趨勢，安全監(jiān)控類系統(tǒng)的井下融合與從“人—機(jī)—環(huán)”的新需求出發(fā)，對礦井常見的監(jiān)測系統(tǒng)功能、融合方法和突發(fā)事件的聯(lián)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了研究，同時(shí)，根據(jù)全國能源局、各地煤監(jiān)局近日印發(fā)的智慧礦井建設(shè)規(guī)劃，對煤礦的安全管理工作進(jìn)行了新的闡述，在邊緣協(xié)同控制子站的基礎(chǔ)上，將多個(gè)礦井的安全控制系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，從而達(dá)到了應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的目的。該系統(tǒng)的多系統(tǒng)融合與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)方案實(shí)施，使得井下多系統(tǒng)有效融合的問題得到了高效的解決，實(shí)現(xiàn)了具有設(shè)備采集信息能夠在不同設(shè)備之間共享，又能統(tǒng)一傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸層，統(tǒng)一控制邏輯控制層，并能在沒有主機(jī)管控的情況下，實(shí)現(xiàn)對多系統(tǒng)的監(jiān)控、廣播、信息引導(dǎo)、發(fā)布等功能。井下精密的人員位置管理體系為井下職工提供了安全保障，滿足了礦井智能化趨勢下安全控制體系的發(fā)展目標(biāo)和意義。