移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與煤礦安全論文

時(shí)間:2022-04-01 11:31:13

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移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與煤礦安全論文

1系統(tǒng)架構(gòu)

為了滿足對(duì)煤礦安全生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)快速、全面的監(jiān)測(cè),平臺(tái)將各類安全監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)等多個(gè)異構(gòu)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù),通過(guò)統(tǒng)一的采集模塊,經(jīng)分析后存儲(chǔ)到平臺(tái)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中,并依據(jù)生產(chǎn)中的各類實(shí)際業(yè)務(wù)邏輯需要,由表示層向用戶展現(xiàn)各類信息。平臺(tái)整體架構(gòu)由3大模塊組成,分別是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)以及Web終端模塊。

1.1采集模塊

采集模塊的主要功能是將各類異構(gòu)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集到一起,為后期的各類業(yè)務(wù)分析與展示提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。針對(duì)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等各種安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),平臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)適配,兼容不同廠家不同版本的此類系統(tǒng),提供一致的數(shù)據(jù)采集方式,生成協(xié)議規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式。而對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程控制相關(guān)的各類子系統(tǒng),如主膠帶監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)用水系統(tǒng)和壓風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等,平臺(tái)通過(guò)提供統(tǒng)一的OPC適配模塊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。這種分系統(tǒng)適配的方法,為平臺(tái)開發(fā)實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了明顯的好處,那就是特殊系統(tǒng)提供專有的數(shù)據(jù)適配模塊,如安全監(jiān)控類子系統(tǒng);對(duì)其它較相似的子系統(tǒng)使用通用的適配模塊,如各類生產(chǎn)過(guò)程子系統(tǒng),非常方便后續(xù)子系統(tǒng)的接入,增加了對(duì)異構(gòu)系統(tǒng)融合的擴(kuò)展性,提高了子系統(tǒng)的接入速度,降低了接入成本和維護(hù)代價(jià)。

1.2分析存儲(chǔ)模塊

將各類子系統(tǒng)按照相關(guān)協(xié)議,生成格式化的數(shù)據(jù)文件,由采集模塊通過(guò)統(tǒng)一的傳輸協(xié)議和傳輸網(wǎng)絡(luò),上傳到解析服務(wù)器,由數(shù)據(jù)分析與存儲(chǔ)模塊,將各類數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析后,寫入到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。由于所有數(shù)據(jù)都遵循標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議約定,因此,數(shù)據(jù)解析和數(shù)據(jù)寫入相對(duì)獨(dú)立,處理流程相對(duì)簡(jiǎn)單,處理速度也比較快。

1.3Web終端

Web終端分為3個(gè)部分,分別分為數(shù)據(jù)處理層,業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)層和表示展現(xiàn)層。數(shù)據(jù)處理層是根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯層的要求,向平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器請(qǐng)求各種類型的數(shù)據(jù),并以數(shù)據(jù)集的形式返回給業(yè)務(wù)邏輯層,業(yè)務(wù)邏輯層將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的邏輯分析后,再由表示層根據(jù)用戶的要求,以合理的組織方式予以展現(xiàn)。對(duì)于用戶的某些反饋所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),也最終通過(guò)數(shù)據(jù)處理層而存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。Web終端基于.NETFramework和ASP.NETMVC實(shí)現(xiàn),并以重慶研究院自主研發(fā)的通用的Web框架Cqccri.Web.Framework為基礎(chǔ),支持插件的開發(fā)模式和自動(dòng)的菜單處理與權(quán)限控制技術(shù),方便快速地展開各種業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。各子系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊插件以寄宿的方式,運(yùn)行于基礎(chǔ)框架之上?;A(chǔ)框架還提供了統(tǒng)一的消息傳遞機(jī)制、異常處理、報(bào)表模板、日志記錄查詢等,滿足平臺(tái)的開發(fā)需要,提供報(bào)表、曲線、柱圖等各類展現(xiàn)方式。平臺(tái)的Web終端還提供了基于SVG的動(dòng)態(tài)矢量圖形技術(shù),模擬礦井實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程流程,與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相結(jié)合,將相關(guān)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地展現(xiàn)在模擬生產(chǎn)環(huán)境圖上,提供直觀全面的實(shí)時(shí)監(jiān)管。

2平臺(tái)功能模塊

系統(tǒng)主要功能模塊包括安全監(jiān)控類系統(tǒng)和生產(chǎn)過(guò)程控制類系統(tǒng)2大模塊,并添加了集成報(bào)警與管理模塊,組成了平臺(tái)的主要功能與特點(diǎn)。

2.1安全監(jiān)控功能模塊

安全監(jiān)控功能模塊包括了瓦斯監(jiān)控、人員定位和電力監(jiān)控3個(gè)主要的監(jiān)控類子系統(tǒng),提供包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示、歷史報(bào)警查詢與統(tǒng)計(jì)、井下員分布、人員考勤、人員下井記錄和變電站電壓電流實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能,并提供報(bào)表統(tǒng)計(jì)和曲線柱圖等多種展示樣式。

2.2生產(chǎn)過(guò)程功能模塊

生產(chǎn)過(guò)程功能模塊包括生產(chǎn)過(guò)程控制類子系統(tǒng)的功能,提供了這些主要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),它與安全監(jiān)控功能模塊類似,提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史報(bào)警查詢,并提供報(bào)表和圖表等多種展示方式。

2.3集成報(bào)警與管理功能模塊

集成報(bào)警與管理功能模塊,是平臺(tái)重要的組成部分,它充分利用了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能終端相結(jié)合,提供諸如手機(jī)短信、手機(jī)簡(jiǎn)報(bào)和手機(jī)視頻等多種展示方式,并利用基于SVG的動(dòng)態(tài)模擬圖形,在各種智能終端上提供友好直觀的生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)顯示。考慮到實(shí)際的操作需要和用戶體驗(yàn)的友好性,并充分利用移動(dòng)終端與電腦終端的不同特點(diǎn),平臺(tái)提供基于PC端的后臺(tái)管理功能,管理員可以方便的進(jìn)行用戶權(quán)限管理與分配、簡(jiǎn)報(bào)模板編輯、手機(jī)短信人員分組管理和報(bào)警條件編輯。

3平臺(tái)特點(diǎn)

1)通過(guò)面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的煤礦安全監(jiān)測(cè)平臺(tái),可以隨時(shí)隨地通過(guò)移動(dòng)終端了解煤礦生產(chǎn)重要數(shù)據(jù),這是區(qū)別于以往電腦終端監(jiān)控的一個(gè)創(chuàng)新,各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和管理人員可以更方便地查看各類關(guān)鍵信息,保證重要監(jiān)管監(jiān)測(cè)信息的及時(shí)傳遞,為快速處理各類事故和下達(dá)各種決策提供支持。

2)其次,平臺(tái)以B/S模式為移動(dòng)終端提供訪問服務(wù),實(shí)現(xiàn)了一次部署,跨平臺(tái)訪問,全面兼容An-roid、IOS、WindowsPhone等多個(gè)移動(dòng)操作系統(tǒng),不僅省去了開發(fā)與維護(hù)不同平臺(tái)App的費(fèi)用,也降低了軟件頻繁升級(jí),給用戶帶來(lái)的各類麻煩。

3)平臺(tái)提供了重要生產(chǎn)場(chǎng)所的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控,可以通過(guò)智能手機(jī)實(shí)時(shí)瀏覽視頻信息和錄像回放。在移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的模擬圖形顯示,在行業(yè)中也是一次新的嘗試。

4)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)不同的異構(gòu)系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的快速整合;在Web開發(fā)上,充分利用MVC技術(shù),實(shí)現(xiàn)基于插件的開發(fā)模式,快速完成不同子系統(tǒng)的功能集成。

5)利用智能終端實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)管,這也是對(duì)監(jiān)管模式的一次創(chuàng)新與嘗試。

4結(jié)論

充分利用快速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),將煤礦安全監(jiān)管與多種移動(dòng)終端相結(jié)合,平臺(tái)把各類監(jiān)控子系統(tǒng)及生產(chǎn)過(guò)程子系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)信息、實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù),隨時(shí)隨地的傳遞給各級(jí)領(lǐng)導(dǎo),為決策管理提供及時(shí)和多方位的支持,有助于減少安全事故的發(fā)生和及時(shí)處理。目前,平臺(tái)已在多個(gè)煤礦進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用,得到了現(xiàn)場(chǎng)用戶的廣泛認(rèn)可。此外,如何通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)終端,與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備的終端遠(yuǎn)程控制,做到既監(jiān)測(cè)又監(jiān)控,并保證整個(gè)過(guò)程的快速與安全,也是未來(lái)進(jìn)一步研究的主要內(nèi)容。

作者:陳運(yùn)啟鐘宇單位:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室