多网合一信息集成系统在煤矿应用的设想.pdf

第 9 期 2 0 1 2年 9 月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i n e Au t oma t i o n NO ． 9 S e p ． 2 0 1 2 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 2 0 9 0 0 9 1 0 3 田大兵． 多 网合 一信 息集成 系统 在煤 矿应用 的设想 E J ] ． 工 矿 自动 化 ， 2 0 1 2 9 9 1 9 3 ． 多网合一信息集成系统在煤矿应用的设想 田 大兵 淮南 矿业 集 团 有 限责任公 司谢 一矿 ， 安 徽 淮南2 3 2 0 5 2 摘 要 针对 目前煤 矿各监 控 系统相 对独 立 、 数据 评 定 不够 准确 等 问题 ， 提 出一 种 煤矿 多 网合 一 信 息集 成 系统 方案 ， 给 出 了该 系统 的架构和 工作 原理 ， 探 讨 了该 系统 的 关键技 术 ， 并对 该 系统在 煤 矿 的 具体 应 用进 行 了设 想 。该 系统 可 集成矿 井人 员定位 系统 、 无线通 信 系统 、 环境 监 控 系统 、 视 频监 控 系统 、 车辆 管理 系统 等 ， 对 于煤矿 安全 生产及 管理 具有 重要 意义 。 关键 词 煤 矿 ；多网合一 ；信 息集成 ； 监 控 系统 ；人 员定位 系统 ； 无 线通信 系统 ；无线传 感 器 网络 中 图分 类号 T D7 6 文 献标识 码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 2 0 8 3 0 0 9 2 8 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ w ww． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 2 0 8 3 0 ． 0 9 2 8 ． 0 2 3 ． h t ml Ap pl i c a t i o n I de a o f I nf o r ma t i o n I n t e g r a t i o n Sy s t e m wi t h M ul t i ne t wo r k i n Co a l M i n e TI AN Da bi n g Xi e y i M i n e o f H u a i n a n Co a l M i n i n g Gr o upCo． ，Lt d． ，H u a i na n 2 32 0 5 2，Chi na Ab s t r a c t Fo r pr o bl e m s of i nd e p e n de nc e a nd i nc o r r e c t da t a a s s e s s m e nt o f mo ni t or i n g s ys t e m s o f c o a l mi ne，t he p a p e r pr o po s e d a s c h e me o f i nf or ma t i on i nt e gr a t i o n s y s t e m wi t h mul t i ne t wo r k o f c o a l mi ne， ga ve s t r uc t ur e a nd wo r ki ng pr i n c i pl e，di s c u s s e d k e y t e c hn ol o g i e s ，a nd i ma gi n e d a p pl i c a t i o n o f t h e s y s t e m i n c o a l mi ne． The s y s t e m c a n i n t e g r a t e p e r s on ne l l o c a t i o n s y s t e m ， wi r e l e s s c o m mun i c a t i o n s y s t e m ， e nv i r o nme n t m o n i t o r i ng s y s t e m ，vi de o mo ni t or i n g s ys t e m ，1 o c o mo t i v e ma na ge m e nt s y s t e m ，e t c． ，whi c h i s i m p o r t a n t f o r s a f e t y pr o d uc t i o n a nd m a na g e me n t o f c o a l mi ne ． Ke y wo r ds c o al mi ne ， mul t i ne t wo r k， i nf o r ma t i on i n t e g r a t i o n， mon i t o r i ng a nd c on t r o l s ys t e m ， p e r s o nne l l o c a t i o n s y s t e m ，wi r e l e s s c o mmun i c a t i o n s y s t e m ，wi r e l e s s s e n s or ne t wor k 0 引言 近年来 ， 煤矿 自动化 、 信 息化水平不 断提高 ， 监 控力度 不 断加大 ， 各种 监控 系统 网络构 架繁 琐 ， 人 员 维护 量较 大 ， 并且 各 系统 的数据相 对独 立 ， 一 些数 据 的综合 分 析仍依 靠人工 完成 ， 造成 数据 反映 不及 时 ， 数据评 定不 够准 确 。如果构 建一套 多 网合一 信息 集 成系统 ， 将 煤矿各 监控 系统 融合在 一起 ， 可具 备 以下 优势 1 井下 共用一 套 主干 网 ， 避 免各 个 系统 单 独 建 网 ； 2 系统 结 构 简 单 ， 减 少 系 统 维 护 量 ； 3 降 低系统 建设 成本 ； 4 系统 信息 数 据共 享 ， 可进 行综 合数 据分 析 ] 。 淮南矿业 集团 有限责任公司谢一矿多水平， 多井 口， 巷 道 复 杂 。矿 井 走 向 长 8 ． 1 k m， 倾 斜 宽 2 ． 4 k m， 井 田面 积 为 2 5 k m 。 ， 拥 有 职 工 2万 余 人 。 目前该 矿 系统众 多 ， 且 较 为 独 立 。随 着煤 矿 数 字 化 程度 的不 断提 高 ， 系统维 护量和 维护成 本逐 渐加 大 ， 在这种情况下 ， 构建一套多网合一信息集成 系统显 得尤 为重 要 。 1 系统 架构及 工作 原理 多网合一是指将煤矿人员定位系统、 无线通信 系统 、 环境 监控 系 统 、 视频 监 控 系 统 、 车 辆管 理 系 统 等融合为一体 ， 通过统一的主干网络和多功能智能 分站将数据统一传输至数据服务器进行处理和数据 挖 掘 ， 并 在不 同 的终 端显 示数据 。 收 稿 日期 2 0 1 2 0 5 2 4 作者简介 田大兵 1 9 7 6 一 ， 男 ， 安徽淮南人 ， 工程师 ， 现主要从事煤矿信息化建设工作。E ma i l d a b i n g ～ t i a n 1 6 3 ． c o rn 2 0 1 2年第 9期 田大兵 多网合一信 息 集成 系统在煤 矿应 用 的设 想 9 3 图 3无 线 传 感 器 网络 数 据 传 输 过 程 3 系统功 能 1 人员 与车辆 管理 功能 。系统 能够 实 时监 控 和统计 井下 矿工 和 车辆 的分 布 情况 ， 并 可 与无 线 通 信系 统配 合 ， 方便 地 实 现人 员 与车 辆 的管 理 和 调 度 功能 。 2 安全 管理 功能 。系统 可进 行 多 系统数 据 融 合 ， 通 过对 综合 数据进 行分 析和挖 掘 ， 了解煤 矿井 下 的生 产和 安全情 况 ， 并 采 用 图形 或 数 字化 形 式 对 井 下异 常情 况进行 提前 预警 或提供 避灾 逃生方 案 。 3 图形 显示 功能 。系统 具有 GI S三维 显示 功 能 ， 图形 可放大 和缩小 ， 操 作简单 ； 可 将 矿方 的 C AD 图纸及巷 道 坐标等 直 接 导入 系统 ， 作 为 人 员行 进 的 底 图 ； 可 在矿井 巷 道 图上 明确 标示 出 当前 井 下 的人 员 、 设备 分布情 况 ， 并可通 过点 击人 员 图标 查看 其 当 日的运 动轨迹 及所 经 地 点 的环 境 情 况 ， 也 可 实 时查 询 井下人 员 的通话 情况 ； 可动 态模拟 井下 巷道 ， 显示 井 下所有 监控 信息 。 4 联 网功 能 。系 统 可 方 便 地接 人 矿 局 域 网 ， 以 W e b形 式 向管 理者 和 监 控 人员 展 示 各 种 系统 数 据 ， 也 可根据 用户 需要进 行集 团联 网 。 5 语音通信功能。系统可实现手机与手机通 信 、 手机与固定电话通信； 可与现有调度机对接 ， 实 现手机 与 固定 电话 之 间的通信 、 调度 强 插 、 强 拆 、 强 接 、 广播 、 电话 会议 等 和短信 功能 。 6 视 频 通 话 及 图 片 、 视 频 传输 功 能 。系 统具 有实 时视频 传输功 能 ， 也 可传 输井下 现 场 图片 ， 实 时 反映井 下生 产情况 。 7 环境 实时检 测功 能 。智能 手 机具 备 多种 气 体检测 功 能 ， 可检 测 人 员所 处 环 境 并将 数 据 传 输 至 地 面 ， 与人 员轨迹 数据 一起存 储 ， 便 于 安全管 理 。 8 系统还具有信息数据集成 、 软件 自监视、 软 件容错 、 实 时多任 务 、 双机热 备 、 自诊 断等功 能 。 4 系统在 煤矿应 用 的设想 设 想 在 煤矿 构 建 一套 多 网合 一 信 息集 成 系统 。 该系统主要 由人员定位 卡、 车辆定位卡 、 无线 传感 器 、 摄像 头 、 语 音终 端 、 智 能分站 、 接 收基站 、 电源 、 网 络 传输 控制器 、 服 务 器 、 显 示终 端 、 地 面 中心软 件 等 组 成 ， 其 拓扑 如 图 4所示 。 ■ ■■ 一 ● 人 员定位标识卡 置国1， I 无线传感器 图 4 多网合一信息集成 系统拓扑 系 统实 施 过程 中 同步建 设 井下 G E P ON 网络 ， 即构建 一个 网络 支撑平 台 ， 用 于接 入井 下其它 系统 ， 避免 网络重 复建设 ， 节省 人力 、 物力 、 财力 。 5 结 语 煤矿多网合一信息集成系统是一门综合性很强 的系统 ， 涉 及 计 算 机 软 件 数 据 处 理 、 无 线 传 感 器 网 络、 GE P ON、 嵌入式智能分 站等多种技 术。该 系统 的建成 对 于煤矿 安全生 产及 管理 具有重 要意 义 。 参 考 文 献 [ 1 ] 罗驱波 ， 孙彦 景 ， 钱 建生． 煤 矿综合 自动化 系统 的研 究 与设计[ J ] ． 矿业安全与环保 ， 2 0 0 8 3 4 - 7 ． C 2 3蒋挺 ， 赵 成林 ． 紫蜂技术及其应用[ M] ． 北京 北京邮电 大 学 出版 社 ， 2 0 0 6 ． [ 3 ] 博尔曼 ， 希尔根坎普． 工业 以太 网 的原 理与应 用[ M] ． 杜 品圣 ， 张 龙 ， 马 玉 敏， 译． 北 京 国防 工 业 出 版 社 ， 2 O1 0． [ 4 ] 陈荣光 ， 闰晓 峰 ， 李 娟． 矿用 G E P ON系统 的研究 与实 现I- J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 0 8 5 4 4 4 7 ． [ 5 ] 孙利 民， 李建 中， 陈渝 ， 等． 无线传感器 网络 [ M] ． 北 京 清 华 大 学 出版 社 ， 2 0 0 5 ．