矿井安全监控系统融合平台设计研究_张磊.pdf

煤矿现代化2020 年第 6 期总第 159 期 0引言 近年来煤矿安全越来越受到社会各界关注， 从近 年来的报道可以发现我国煤矿行业还是经常出现各 类安全事故，对煤矿井下人员的安全构成了严重威 胁， 也不利于煤矿行业的可持续发展[1,2]。与其它行业 相比较而言，煤矿行业生产作业环境相对比较复杂， 迫切需要智能化安全监控系统来保证生产作业安 全[3]。当前阶段， 人员定位系统、 智能化安全监控系统 都是煤矿行业必须配备的系统， 这些系统的运行在保 障人员安全方面发挥着积极作用[4]。 但是， 这些系统都 使用不同的标准， 各个系统相互独立， 数据信息无法 实现共享， 无法在最大限度上发挥各个系统平台的功 效[5,6]。基于此， 本文在综合考虑煤矿行业各种实际信 息需求的基础上， 结合先进的技术搭建人 - 机- 物于 一体的系统融合平台。 详细介绍了系统的结构模式及 具体功能设计。 本研究对于保障矿井人员安全有着非 常重要的现实意义。 1矿井安全监控系统融合平台涉及主要内容 矿井安全监控系统融合平台目的在于将矿井已 经建设完成的多种安全监控系统，如人员定位系统、 电网安全监控系统、 设备远程控制系统等， 进行有效 融合形成一个融合平台。 将不同安全监测系统进行连 通， 突破不同系统平台之间的信息孤岛问题， 实现不 同系统之间的联动。 1 ）矿井多系统多网络融合。不同系统在信息传 输方面有不同的标准体系， 需要制定规范化的标准体 系进行数据传输， 确保系统通信接口能支持多种传输 协议。实现矿井电力监控、 人员定位、 设备检测、 安全 监控等数据信息的标准化传输， 打通数据共享渠道。 2 ）地面多系统数据融合。打通不同安全监控系 统数据传输问题后， 需要将安全监控数据信息存储在 数据库中， 搭建多系统融合平台。系统软件和操作人 员可实时调取数据库中的信息进行显示， 以达到监控 矿井安全的目的。 将矿井所有的安全数据信息存储在 统一的数据库中， 以便后续查询和使用。 3 ）安全监控系统与 GIS融合。将先进的 Web 矢 量图形与 GIS技术进行有效融合，再结合电子矿图， 可以综合展示整个矿山的实际情况， 为矿井的安全监 控提供坚实的基础。 4 ）系统融合综合数据分析。将煤矿现有的各类 安全监控系统全部接入融合平台， 平台可对所有的数 据信息进行综合分析和运用， 充分发挥各监控系统的 矿井安全监控系统融合平台设计研究 张磊 （山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司 ， 山西 高平 048400 ） 摘要 设计研究了矿井安全监控系统融合平台， 可实现不同安全监控系统的有效融合。 利用标准化 的数据接口对不同子系统的数据进行采集与储存， 通过安全监控系统与 GIS 的融合， 可以以 Web 的 形式展示和查询矿井不同区域存在的安全隐患问题， 并以不同颜色显示。 可实现不同子系统之间的综 合联动， 在最大限度上发挥各子系统的优势。通过融合平台实现了不同安全监控系统间的互联互通。 关键词 矿井安全 ； 监控系统 ； 融合平台 ； 应急联动 中图分类号 TD76文献标识码 A文章编号 1009-0797 （2020 ） 06-0097-03 Design and Research of Fusion Plat for Mine Safety Monitoring System ZHANG Lei （Shanxi Lanhua Technology Venture Co., Ltd., Tang an coal mine branch , Gaoping 048400 ， China ） Abstract The fusion plat of mine safety monitoring system is designed and researched, which can realize the effective integration of different safety monitoring systems. The standardized data interface is used to collect and store the data of different subsystems. Through the integration of the security monitoring system and GIS, the hidden safety problems in different areas of the mine can be displayed and queried in the of Web, and displayed in different colors. It can realize the comprehensive linkage between different subsystems and maximize the advantages of each subsystem. Interconnection between different security monitoring systems is achieved through the inte- gration plat. Keywords mine safety ; monitoring system ; fusion plat ; emergency linkage 97 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 6 期总第 159 期 优势， 完成单个系统无法完成的任务。 5 ）应急联动。对于一些紧急情况，如突发性停 电、瓦斯超限等需要立即将矿井所有人员全部撤出。 此时， 可利用系统融合平台应急联动功能， 利用人员 定位系统、 通信系统和广播系统等， 在第一时间将人 员全部撤出。 2矿井安全监控系统融合平台实现方案 2.1融合平台总体架构 如图 1 所示为矿井安全监控系统融合平台总体 架构。融合平台由多个不同模块构成， 主要包括数据 信息采集与存储、 数据信息分析与展示、 系统联动等。 通过数据采集模块可对矿井所有与安全相关的监测 系统的数据信息进行采集， 比如人员定位系统、 设备 监测系统等。 数据中心模块主要是对获得的数据信息 进行分析处理， 将处理结果进行存储和对外公布。数 据分析与展示模块主要是对数据信息进行图形化展 示， 以方便操作人员查看， 操作人员可通过该模块查 询历史数据。 联动模块可实现应急联动和数据展示联 动， 当矿井出现各类突发情况时， 可实时展示故障问 题所在区域的实时情况， 包括数据信息、 视频信息等。 当需要紧急撤离矿井人员时， 基于联动模块可以利用 通信系统、 广播系统组织撤离人员。 图 1矿井安全监控系统融合平台总体架构 2.2融合平台的数据采集及综合分析 如图 2 所示为矿井安全监控系统融合平台数据 采集过程， 系统基于综合自动化系统数据集成方案实 现数据信息的采集， 利用测点定义文件对不同测点的 数据信息进行实时更新。 每个测点定义文件由各子系 统自行提供， 将子系统运行过程中产生的数据更新到 文件中，需要更新的数据信息包括正常运行数据、 故 障数据、 报警数据、 数据处理结果等。 这些数据信息通 过专门的程序储存到数据库中。 将多个子系统的数据 信息进行收集后， 还需要搭建专门的数据分析模型对 数据进行综合分析， 通过模型对矿井安全状态进行实 时评估， 评估结果以多种形式展示， 如不同颜色对应 不同等级的安全状态， 以警示矿井工作人员， 避免发 生安全事故。 图 2矿井安全监控系统融合平台数据采集过程 2.3安全监控系统与 GIS 融合 GIS 可以为矿井安全监控管理提供空间坐标定 位支持， 可提升设备管理、 数据联动等多个层面的管 理水平， 使得安全监控系统变得更加可靠。利用 GIS 图形软件实现两者的融合， 如图 3 所示为图形软件的 结构框图。 图 3GIS 图形软件结构框图 通过图形编辑模块可将外部电子矿图导入到软 件中进行使用，还可对不同层别的图形进行分层显 示， 避免图形丢失。 可将各种对象配置在图形中， 比如 机电设备在图形中的位置、不同部位安装的传感器 等，且这些对象与对应子系统中的对象进行绑定， 两 者之间可实现数据信息的实时更新。 图形展示模块可 对图形进行放大和缩小、根据需要制作图形动画、 右 键菜单等。 图形驱动模块可按照不同子系统的功能自 动生成测点对象定义文件，同时提供各类数据接口， 图形展示模块可通过这些接口调取文件内的数据信 息， 包括实时数据和历史数据。 可以根据实际需要， 对 GIS图形软件进行二次开发， 拓展其功能。 2.4各子安全监控系统之间的联动 当采煤区现场出现机械设备故障问题时， 可将安 全监控系统与工业视频系统进行联动， 在视频系统中 实时显示故障问题区域的画面， 实现故障问题的远程 98 ChaoXing （上接第 96 页） [4] 王健,刘荣华,王鹏飞,谭煊昊,石佚捷,田畅.常用压力式喷 嘴雾化特性及降尘性能研究[J].煤矿安全,2019,50 （08） 36- 40. 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