综合信息管理系统在煤炭生产集团中的应用.pdf

第 1 0期 2 0 1 1 年 1 O月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n No ． 1 O Oc t ． 2 O 1 1 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 1 1 0 0 1 1 1 --0 4 综合信息管理系统在煤炭生产集团中的应用 刘 丽静 中煤科工集团常州 自动化研究院，江苏 常州 2 1 3 0 1 5 摘 要 根据 煤 炭 生产 集 团安 全 生产信 息管理 的 需求 ， 提 出了一 种 以安全 生产 管理 模 式为核 心 的综合 信 息 管理 系统 的解 决方 案 。该 系统 采 用 OP C方 式 采 集 各矿 自动 化 系统 的 实时 数据 和 报 警 信 息 ， 通过 Hi s t o r i a n 建立 实 时／ 历 史 数 据 库 ， 通 过 数 据 挖 掘 分 析 将 数 据 结 果 存 储 到 S QL S e r v e r数 据 库 ， 通 过 OL E DB 和 Ex c e l Ad d i n接 口读取 实时／ 历 史数 据 ， 从 而 实现 生产 过程 信 息 、 安 全信 息及 工 业视 频信 息的 ； r总 。实 际应 用 验 证 了该 系统 的 可行性 。 关键 词 煤炭 生产 集 团 ；信 息管理 ；信 息集成 ；安全 生产 中 图分类 号 T D6 7 文献 标识 码 B Ap p l i c a t i o n o f I n t e g r a t e d I nf o r ma t i o n M a n a g e me nt Sy s t e m i n Coa l Pr o d u c t i o n Gr o u p LI U Li j i n g Ch a n g z h o u Au t o ma t i o n Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Ch i n a Co a l Te c h n o l o g y a n d En g i n e e r i n g Gr o up Cor p or a t i on，Cha ng z h ou 2 1 30 1 5，Chi n a Ab s t r a c t Ac c o r d i ng t o r e q u i r e me nt s o f ma na ge me nt o f s a f e t y p r o du c t i o n i nf o r ma t i o n o f c o a l p r od uc t i o n g r oup， t he pa p e r pr o po s e d a s o l v i ng s c h e me o f i nt e gr a t e d i n f o r m a t i o n m a na g e me nt s ys t e m whi c h t a k e s s a f e t y p r o du c t i o n ma na g e me nt mode a s c o r e．The s y s t e m us e s OPC m e t ho d t o c o l l e c t r e a l t i m e d a t a a n d a l a r mi n g i n f o r ma t i o n o f a u t o ma t i o n s y s t e m o f e a c h c o a l mi n e ，b u i l d s r e a l t i me ／ h i s t o r y d a t a b a s e t h r o u g h Hi s t o r i a n，s t o r e s d a t a r e s u l t s i n t o S QL S e r v e r d a t a b a s e t h r o u g h d a t a mi n i n g a n a l y s i s ，a n d r e a d s 收稿 日期 2 0 1 1 0 5 3 0 作者简 介 刘 丽静 1 9 7 7 一 ， 女 ， 河北 徐水县人 ， 工程师 ， 工程硕 士， 现从 事软件产品注册 、 投标成 本核算 工作 。E ma i l l i u l ij i n g 7 7 1 6 3 ． c o rn 表 1 C O气体的标准示值检测结果 1 O 本低 ，操作 、 移动方便 ， 在 国内石油钻井行业有较大 的推 广前 景 。 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] 表 2 c 0气体达到 9 O 浓度 时的响应时间检测结果 [ 3 ] [ 4 ] E 5 ] 侯平 ， 史 h 庆 ， 郑俊章 ， 等 ． 应用录井资料综合判 别油气 水层 方法 [ J ] ． 录井工程 ， 2 0 0 8 ， 1 9 3 1 - 8 ． 曹哗 ， 张光友 ， 胡文祥． 有毒 有害 和可燃 气体 的 自动检 测技术及 其应用l- J ] ． 现代仪器 ， 2 0 0 1 2 4 4 4 6 ． 张李超 ， 韩明 ， 董炀 斌 ， 等． Wi n d o ws NT的实时 性研究 [ J ] ． 计算 机工程与应用 ， 2 0 0 2 5 4 1 4 2 ， l 1 8 ． 邹 富宝 ， 杜磊 ， 束 骁骅． 基 于 I a b VI E w 的 Wi n d o ws 实 时性提高方法 的研究 [ J ] ． 计量技术 ， 2 0 0 7 8 3 9 4 1 ． 汪翠英 ， 裴锋 ． L a b VI E w 中 Wo r d报告 生成 功能 开发 [ J ] ． 仪器仪表用户 ， 2 0 0 5 1 9 4 9 6 ． 1 1 2 工矿 自动 化 2 0 1 1年 1 0月 r e a l t i me ／ h i s t o r y d a t a t h r o u g h OLE DB a n d Ex c e l Ad d i n i n t e r f a c e ， S O a s t o r e a l i z e a g g r e g a t i o n o f p r o du c t i on pr oc e s s i n f o r ma t i o n，s a f e t y a n d i n du s t r i a l vi de o i n f o r m a t i on． The a c t ua l a ppl i c a t i on va l i da t e d f e a s i b i l i t y o f t he s ys t e m ． Ke y wo r dsc oa l pr o d uc t i o n gr o up， i nf o r ma t i o n ma na ge me n t ， i n f o r ma t i o n i nt e g r a t i o n， s a f e t y p r o du c t i on 0 引言 目前 ， 煤炭生产企业已由原来的单个煤 矿发展 成几 个甚 至几 十个 煤 矿 组 成 的 集 团公 司 ， 新 的煤 炭 生产集团将形成多种形式的多级管理架构 ， 包括跨 地域 、 跨行业 、 跨专业等多种组合架构口 ] 。如何实行 跨地域、 跨行业 的运作和管理 ， 如何跟进集团公司的 安全管理 、 煤炭生产进程 ， 如何在吸收各生产矿井先 进的、 有效的安全生产管理经验的基础上 ， 形成一种 可推 广 、 可复制 的安 全生 产管 理模式 ， 成 为一 个亟需 解决 的 问题 。而 以安全生 产管 理模 式为 核心 的综合 信息 管理 系统将 成 为 集 团公 司提 升 管 理水 平 、 推广 复制 的有 效手段 之一 2 ] 。 1 系统 实现 目标 综合信息管理系统需要满足集 团公司、 各分公 司及各下属矿 厂 三级 含虚拟化组织 的生产综合 管理要求 ， 贯通生产计划、 生产调度、 综合统计 、 设备 管 理 、 数 字 矿 图等 所有 管理 业务 ， 并 与财务 、 销售 、 供 应 、 洗煤 、 煤质等专业 系统实现信息集成 ， 与公 司安 全 管理 系统 、 安全 监 测 联 网 系统 、 办 公 自动 化 OA 系统、 矿井 自动化系统实现信息联动 ， 为各级管理者 随时掌握生产状况、 科学管理和正确决策提供各种 综合信息 ， 为生产调度指挥提供高效 、 快捷 、 方便 的 信息化工具 。利用集团公司统一的安全管理软件平 台实现安全隐患、 重点检查、 三违管理、 事故管理等 的管理功能 ， 同时与安全监测联网系统信息联动， 达 到分类清晰、 综合利用、 联动分析的 目标 ， 为矿井安 全生产提供科学依据和信息保障D ] 。 2系统 总体 设计 煤矿生产环节众多 ， 在矿井作业实施过程中， 伴 随产 生 了大量 的数 据 如 产量 、 进尺 、 营销 、 煤 质 等数 据 。通常情况下 ， 记录这些数据主要通过生产现场 电话 汇报 、 调度 人员 手工 记 录的方 式来完 成 ， 造成 企 业 汇 总 、 查 询生 产数 据 十分 不 方 便 ， 更 别 说 分析 、 运 用 这些 生产 数据 来指 导生 产实 践 了 。 而综合信息管理系统采用信息化平台集 中处理 集 团公司下属各煤炭生产矿井 、 非煤生产厂点的生 产各项业务管理等信息 ， 包括生产计划 、 生产调度 、 技术档案与矿图管理、 设备管理、 综合统计、 运销及 库 存 、 非煤 生产 量管 理 、 重 点 工 程 等 ， 并 完 成 分 析决 策支持[ 5 ] 。综合信息管理系统架构如图 1所示 。 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 百 ～ ； 企 业 信 息 管 理 配 置 服 务 器 应 用 服 务 器 数 据 库 服 务 器 W e b 服 务 器 ； 图 1 综 合信 息管理系统架构 综合信 息管 理系统采 用 OP C方式实 时采集 实时／ 历史数据并产生曲线、 动态图形画面和统计报 各矿 自动 化 系 统 的实 时数 据 和 报 警 信 息 ， 通 过 表 ， 其工作原理如图 2所示 。 Hi s t o r i a n建立实时／ 历史数据库， 通过数据挖掘分 综合信息管理系统主要集成集团公司下属各生 析将数 据结果存储 到 S QL S e r v e r数据库 中， 利用 产单位生产过程 中的各环节数据、 安全信息 、 工业电 Hi s t o r i a n提供 的 0L E DB和 E x c e l A d d i n接口读取 视信号等。 2 0 1 1年第 1 O期 刘丽静 综合信息管理 系统在煤炭生产集团中的应 用 1 l 3 图 2综 合 信 息 管 理 系统 工作 原 理 2 ． 1 生产过 程 信 息汇 总 各种生产过程监控系统的控制部分硬件均采用 P L C， 软件采用相应的组态平台； 不同的生产系统会 选择不同的软硬件设备。针对不同的子系统进行联 网可选择 的软件 主要有 G E公 司的 I F I X组态平 台 和 Wo n d e r Wa r e 公司的 I NTOUC H 组态平 台 2种 ， 也可以通过定制开发软件进行联网。组态软件具有 数据实时性、 开放性、 互连性及操作性优 良 可通过 O P C和 D D E技术与其它 自动化子系统 交互信息 ， 可通过 OD B C技术共享实时数据库， 方便与其它系 统共享数据 等特点 ， 而定制开发 软件可 以实现 图 形、 数据在线组态功能， 能够根据不 同需求将各类信 息分别进行重新组态 ， 保证不 同的管理人员能够实 时掌握需要关心的信息 ， 能够和 We b GI S进行无缝 集成 ， 实现数据 、 图形 、 资料 、 图像 的统 一管理 。因 此 ， 综合信息管理系统采用 统一 的组态软件平台进 行生产过程 数据集 成 ， 而采 用定 制开 发软 件进 行 we b数据发布， 并实现各类 安全、 生产业 务数据 的 整体集成和综合应用 。 2 ． 2安全 信 息汇 总 安全信息的实时性要求相对于生产过程信息要 小 ， 因此 ， 综合信息管理系统采用 TC P ／ I P标准协议 汇总安全信息 。T C P ／ I P标准协议可 提供开放 的、 标准的接 口， 支持第三方的系统集成 ， 可提供标准的 通信协议与外部系统连接。 2 ． 3工业视 频 汇 总 综合信息管理系统采用数字远程视频监控技术 建立工业 电视集成系统， 将集 团公司监控 中心作 为 一 个远程监控系统 的核心部分 ， 利用计算机多媒体 技术开发的整合式集 中智能监控管理控制应用平台 包括系统管理软件 、 we b服 务软件 、 数字视频转发 系统等 ， 汇接各煤矿／ 非煤矿企业 图像监控 系统 ， 将 所需 的视频以数字形式通过网络进行传输和共享 ， 并根据授权进行远程调阅、 查询， 由开放的接 口实现 互联 、 互通、 互控及其它多种应用 ， 为集 团公 司各级 机关和领导决策 、 指挥调度 、 取证提供及时、 可靠 的 监控 图像信息； 利用流媒体技术对矿井数字视频 图 像进行流化处理 ， 利用 H． 2 6 4压缩／ 解压缩标准把 数据流进行解压缩通过大屏幕／ 工业 电视墙实时显 示出来 ， 使集团公 司管理人 员可实时监控矿井生产 状况 ； 同时把视频信息压缩存储 到视频集 中存储服 务器上 ， 通过远程客户计算机播放查询 ， 从而可以在 集团公司总部进行视频点播。数字工业电视信号集 成和传输过程如图 3 所示 。 生产调度指挥中心软硬件平台 l 视 频集 中 存 储 服 务 器 ／ 矩 阵 l 集 团 公 司 信息 网 流 媒 体 服 务I ． ⋯ ‘ l 流 媒 体 服 务l 异 地 分 公 司 信 息 网 H 2 6 4 l H．2 6 4 基层单位 信息网 原工业电视系统H视频分配器 I⋯”l 视频分配器 卜 - 叫原工业电视系统 l 堡 全 I r - 1 图 3 3系统功 能 ⋯ --．函 数字工业 电视信号集成 和传 输过程 3 ． 1 真 实反 映作 业现 场安 全 以生 产状 况 在生产调度指挥 中心 ， 管理人员可直接通过大 屏幕实时掌握各基层单位 的安全 、 生产、 经 营状况 ， 包括计划／ 产量 、 各类产 品销售 指标 ； 主要作业地点 如采区、 采煤工作面、 掘进工作 面等 的安全信息 ， 采 空区的矿压信息； 排水、 提升、 通风机 、 运输 、 洗煤厂 集控等生产系统主要设备的运行状况 ； 非煤矿企业 如 水泥 厂 、 电厂 、 焦 化 厂 的 生 产过 程 监 控 信 息 ； 主 要 作业地点工业电视 画面 ； 各类矿 图， 如采掘工程 图、 通风系统图、 避灾路线 图、 电力调度及井下变 电配电 系统 图、 井下排水系统图等。 3 ． 2安全 生产报 警 防 范及联 动机 制 通过设立专用计算机 ， 建立独立的预、 报警系统 平台， 将安全 、 生产、 管理中需要报警的信息 如超限 报警 、 异常报警 、 设备运行故障、 隐患、 违章作业等信 息 进行集中管理， 当基层单位作业现场有异常、 报 警或发生故障时 ， 根据影响生产的严重程度 ， 以不 同 的颜色闪烁和声音进行提示 ， 同时将报警 内容 以短 1 1 4 工矿 自动化 2 0 1 1年 l O月 消息的形式发送给相关领导， 使其第一 时间获取要 关心的信息， 便于及时采取相应措施 ， 并能够将对应 作业现场的工业 电视画面及时切换到大屏幕上进行 显示 。根据报警信息并结合现场工业电视 画面， 可 为管理人员提供决策依据 ， 并实施一体化可视调度 ， 将安全隐患消灭于萌芽状态。 3 ． 3 各类 数据 的深 层 次挖 掘展 示 可以将安全 、 生产过程数据、 we b GI s和 日常生 产业务管理数据进行综合分析和智能化应用 ， 为企 业管理人员进行科学的生产经营决策提供及时可靠 的支持 ， 同时依据相关的规章制度和专家经验 ， 对多 种 参数进 行 综合评 价 ， 用所 产 生 的结 果来 指 导和 调 节各生产系统或环节的运行 ， 实现管控一体化。主 要 表现在 以下几个 方 面 1 We b G I S的应用 将生产综合调度指挥系统软件平台与 We b GI S 技术相结合 ， 即将 各种矿井环境参 数、 生产 工矿参 数、 人员定位信息、 视频 图像信 息、 生产调度信息等 与地 理信 息 系统完 美地结 合 在一起 ， 实 时 、 准 确地 反 映矿 井环 境参 数变 化 、 主要设 备 的运行位 置及 状态 、 人员的具体位置、 井下各工作面的基本信息和生产 情况 、 工程进度等各种信息， 有效提高监管效率及监 管深度 ； 将数据管理与图形管理融为一体 ， 为集团公 司的安全 、 生产管理和宏观决策提供直观 、 精确的图 形统计和分析结果 ； 利用 同一幅地图作为基础图形 平台将不同业务类型的信息进行分层管理 ， 支持放 大、 缩小、 漫游功能 ； 与模拟示意图相 比， 用户只需要 制作／ 修改同一幅图形 ， 就可以供不同的业务系统进 行 应用 。 2 生产 效能分 析 一 方 面定 期 对 影 响 基 层 单 位 生 产 的各 类 因素 如电气故障 和影响时间进行分析评估 ， 指导管理 人员对经常影响生产的环节加强管理， 降低故 障发 生率， 保证生产正 常进行 ； 另一方面， 从能耗与产量 出发， 分析一段时间内电量的消耗量 、 带式输送机的 运行时间、 开机率 、 停机率 ， 从而对不 同时问段 的产 量和能耗进行对 比， 指导管理人员优化控 制生产 的 各个环青， 减少带式输送机空转造成的能源浪费 ， 科 学设 置各 生产 系统 主要 设 备 的 开机 时 间 ， 充 分 发 挥 “ 避峰填谷” 的优势 ， 提高生产系统整体用 电效率和 管理水 平 。 3 作业现场环境异常分析 能够 对基 层矿 井 各 类 环境 监测 数 据 不 包 含 开 关量 的异动 情况 进 行 分 析 和评 价 ， 实 现提 前 预 警 ， 使管理人员能够尽早掌握下属煤矿井下各工作区域 环境参数的变化情况 ， 以便在紧急情况下及 时采取 措施 ； 能够在剔除主观因素 的前提下以概率统计领 域的广泛学科理论对已接入的测点进行 自动分类监 测 、 处 理 ， 由已接人 测点 的设 置和一 段 时间 内的历 史 数据 ， 结合矿井实际通风状况 ， 采用独特、 精确 的瓦 斯异动算法模型计算 出该测点 的预警参考值 ， 并 由 该参考值对测点的实时值进行处理得到测点的预警 状 态 ， 并 进 行多种 方式 的预警展 现 ， 实现 对矿 井灾 害 的有效 预 防 。 4 作 业 区域环 境 安全评 估 利用安全监测联网系统中的环境监测数据和隐 患管理系统 中的安全管理信息对矿井某区域的安全 状 况进 行综合 评 价 ， 以不 同颜 色或 声 音 提 示该 区域 是 否处 于安全 状 态或不 安全 状态 ， 以防止事 故 发生 。 当作 业 区域处 于 异 常或 危 险 状 态 时 ， 点 击 该 区域 即 可 弹 出影响该 作业 区域 安 全 的 各 种 因素 ， 并显 示 该 区域的作业人员和图像画面。 4 结语 综合信息管理 系统适用于分支机构多 、 区域分 布广的多元化大型煤炭企业集团公 司， 可实现集 团 公 司对 所 辖各矿 井 、 非煤 矿 企 业 的安 全 、 生 产 、 人 员 监控数据和业务数据的全面联 网、 监控和管理。 目 前， 该系统 已成功应用在冀 中能源集 团信息化管理 项 目中 。 参考文献 E l 3 尹洪胜 ， 钱建 生 ， 华 钢 ， 等． 基 于 C S C W 的煤 炭 企 业安 全生产调度指挥系统 [ J ] ． 煤炭科 学技术 ， 2 0 0 6 2 7 0 7 4． E 2 3 钱建生 ， 李世银 ， 顾军 ， 等． 煤矿分布式安全生产 调度指 挥系统的研究F J ] ． 华北科技学院学报， 2 0 0 5 2 5 - 1 1 ． E 3 3 朱丙月． 煤 矿 生产 调 度 管 理 系 统 的 现状 及 对 策 研 究 E J ] ． 煤矿现代化 ， 2 0 0 9 3 1 3 5 1 3 6 ． E 4 3 张铁岗 ， 汪云 甲， 李钢． 煤矿 安全 生产调 度指 挥信 息系 统及其 应用E J ] ． 中国安全科学学报 ， 2 0 0 1 1 4 4 4 8 ． E 5 3 吕鹏 飞 ， 郭军． 我 国煤 矿数 字化矿山发展现状及关 键技 术探讨 E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 0 9 9 1 6 2 0 ．