在用煤矿安全监控系统软件有效性检查方法.pdf

第 4 1卷 第 8期 2 0 1 5年 8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 Vo1 ． 41 No ． 8 Au g ． 2 0 1 5 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 5 0 8 0 0 1 0 0 3 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 5 ． 0 8 ． 0 0 3 赵亮． 在用煤矿安全监控系统软件有效性检查方法E J 3 ． 工矿 自动化， 2 0 1 5 ， 4 1 8 1 0 1 2 ． 在用煤矿安全监控系统软件有效性检查方法 赵 亮 。 1 ． 中煤科 工集 团 常州研 究 院有 限公 司 ， 江 苏 常州 2 1 3 0 1 5 ； 2 ． 天 地 常 州 自动化 股份 有 限公 司 ，江苏 常州 2 1 3 0 1 5 摘 要 总结 了在 用煤矿 安全监 控 系统软 件基 本功 能检 查的要 点及 方 法 ， 提 出了通过数 据 一致性 检 查对煤 矿安全监控系统软件进行有效性验证的方法， 包括软件 实时数据一致性检 查、 软件历史数据一致性检查、 软 件双机 数 据一 致性检 查 、 软件 与联 网 系统一致 性检 查 、 矿 方值 班记 录 与监控 主机 一致 性检 查 。 关键词 煤矿安全监控 系统； 软件有效性 ；数据一致性检查 中图分类 号 TD 7 6 文献标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 5 - 0 7 3 1 1 5 2 0 网络 出版地址 h t t p ／ ／ ww w． 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 l 5 0 7 3 1 ． 1 5 2 0 ． 0 0 3 ． h t ml Su pe r v i s i o n me t ho d o f s o f t wa r e e f f e c t i v e ne s s o f i n - u s e c o a l mi ne s a f e t y mo n i t o r i n g a n d c o nt r o l s y s t e m ZHAO Li a n g ， 1． CCTEG Cha ng z ho u Re s e a r c h I ns t i t ut e，Cha ngz h ou 2 1 3 0 1 5，Chi na； 2． Ti a n d i Ch a n g z h o u Au t o ma t i o n C o． ，L t d． ，Ch a n g z h o u 2 1 3 0 1 5 ，Ch i n a Ab s t r a c t Ke y po i nt s a nd me t h od s o f ba s i c f u nc t i o n s up e r v i s i on o f s of t wa r e o f i n us e c o a l mi ne s a f e t y mo ni t or i n g a nd c o nt r o l s ys t e m we r e s u m mr i z e d．A s u pe r v i s i o n me t h o d o f s o f t wa r e e f f e c t i ve ne s s o f i n us e c o a l mi ne s a f e t y mon i t o r i n g a nd c on t r o l s ys t e m wa s pr o po s e d by da t a c o ns i s t e n t c he c k，i nc l ud i ng s o f t wa r e r e a l t i m e p e r f o r m a nc e c o ns i s t e nt c he c k， s o f t wa r e h i s t or y d a t a c on s i s t e nt c he c k， s o f t wa r e du a l c o m pu t e r d a t a c o ns i s t e nt c he c k， s o f t wa r e a n d n e t wo r ki n g s y s t e m c o ns i s t e nt c he c k a n d m i ne du t y r e c o r d a n d m o ni t or i n g ma i n c o mpu t e r d ut y r e c or d． Ke y wo r d s c o a l mi ne s a f e t y mo ni t o r i ng a nd c o nt r o l s ys t e m ； s o f t wa r e e f f e c t i ve ne s s；da t a c o ns i s t e nt c he c k 0 引言 煤 矿安 全监 控 系 统 是 防 治 瓦斯 、 火 、 冲击 地 压 、 煤尘等重特大事故的有效措施之一 ， 在煤矿安全生 产中发挥着重要作用 。2 0 1 4年 中国煤矿共发生事 故 5 0 9 起 ， 死亡 9 3 1 人 ， 分别下降 1 6 ． 3 和 1 4 ． 3 ， 死亡人数首次降到了 1 0 0 0人 以内[ 1 ] ， 煤矿安全形 势 达到 历史最 好 水平 ， 这 与煤 矿 安 全 监 控 系 统监 测 有效 、 控制可靠的监控 、 预警作用密不可分 。根据国 务院颁布的 关于进一步加强企业安全生产工作 的 通 知 [ 2 国发 2 0 1 0 } 2 3号 和 国家 安 全 生 产 监 督 管理 总局 、 国家煤矿 安 全监察 局颁 布 的 关 于建设 完 善煤 矿井 下安 全避 险“ 六大 系统 ” 的通 知 安监 总 煤装 2 0 1 0 } 1 4 6号 要求， 目前 中国煤矿均已安装 了 安全 监控 系统 ， 但整 体 工作不 平衡 ， 一些 中小煤矿 存 在现 场管 理不 到位 、 探 头数 量 不 足 、 安 装 不 合 理 、 数 据不准确 、 断电不可靠等现象 ， 安全监控系统的重要 作用 未能 得到 充分 发挥 。为 提高 安全监 察人 员对 煤 矿安 全监 控系 统监 察 的 业 务 技能 和监 察 效 果 ， 有 效 促 进 煤矿 企业 对煤 矿 安 全 监控 系统 的有 效 使 用 、 维 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 5 2 1 ； 修回 日期 2 0 1 5 - 0 6 1 2 ； 责任编辑 李明。 基 金项 目 江苏省科技成果转化专项资金资助项 目 2 0 1 4 z x O 0 1 ； 天地 常州 自动化股 份有限公 司研发项 目 1 2 S Y 0 0 8 ， 1 5 S Y0 0 3 0 1 。 作者简介 赵亮 1 9 8 2 一 ， 男 ， 山东兖州人 ， 硕士 ， 助理研究员， 主要从 事煤矿安全监控系统设计与研发lT作 ， E ma i l z h l x l p l 9 9 8 1 6 3 ． c o rn。 2 0 1 5年 第 8期 赵 亮 在 用煤矿 安全监 控 系统软 件 有效性 检 查方 法 1 1 护和运行管理 ， 本文总结 了在用煤矿安全监控系统 的软件 有 效性检 查方 法 。 I 煤矿 安全 监控 系统软 件基 本功 能检 查 目前绝 大多数 在用 煤矿 安全 监控 系统 采用 主从 式工作方式 ， 主机软件为系统 核心 ， 负责数据采集、 显示 、 报 警 、 异 地 断 电、 数 据存 储 等 。 根 据 国家安 标 中 心 网站 统 计数 据 ， 截 至 目前 中 国煤矿安全监控系统有效安标有 7 5个 ， 安全监控系 统 生产 厂家 众多 ， 实 现技术 方式 各异 ， 技 术水 平参差 不 齐 。为规 范安 全 监 控 系统 功 能 ， 强 化 对 安 全 监控 系统的监管监察 ， 促进煤矿企业加强对安全监控系 统 的使 用 维护 与运 行 管 理 ， 国家 安全 生 产 监 督 管 理 总局 于 2 0 0 6年发 布 了 AQ 6 2 0 1 --2 0 0 6 煤矿 安全 监 控系统通用技术要求 ， 对系统设计要求、 软件功能、 主要 技术 指标 、 工作 稳定 性 、 抗 干扰 性 能等作 出 明确 要求 。为确保 安全监控 系统满 足 AQ 6 2 0 1 --2 0 0 6 的基 本要 求及 现场 工 作 要 求 ， 需 对 系 统 软件 的基 本 功能进行检查 ， 具体包括操作管理 、 主菜单 、 分类查 询 、 快捷 方式 、 中文 显示 与打 印 、 存 储 内容更 改 、 模拟 量数据表格显示、 开关量状态表格显示、 模拟量 曲线 显示、 开关量状态图与柱状图显示、 报警 、 存储记录、 打 印等 功能 。 2煤矿 安 全监控 系统工作 原 理 煤矿安全监控 系统通过在井下安装 甲烷传感 器 、 C O传感器 、 0。 传感器、 温度传感器 、 开停传感器 等， 实现了井下环境 、 设备状态及参数 的实时监测 。 井下分站对数据进行集 中采集 ， 井下 以太 网络 、 光 纤 、 电缆等将采集数据从井下传输到地面， 地面主机 系统 软件 实现 了数 据 的远 程 、 实 时 监 测 显示 ， 超 限 、 断电、 馈电异常等预、 报警提醒， 以及历史数据 的查 询 、 报 表打 印等 功 能 。安 全 监 控 系 统联 网实 现 了上 级监管部门对煤矿井下作业现场的远程、 实时监管。 为保证系统稳定 、 可靠运行 ， 系统中心站软件一般双 机备份运行 ， 保证在一台主机发生故障时 ， 另一台主 机 能够快 速投 人运 行 。 根据系统工作原理可看出， 若在用煤矿安全监 控系统软件运行有效 ， 则必须满足以下条件 1 系统软件实时数据一致 ， 即系统软件应 与 井下传感器数值 、 状态一致 ， 即软件能够真实、 准确 、 及 时显示 井 下环境 参数 、 设备 状 态 。 2 系统软 件历 史数 据一 致 ， 即系统 软件 查 询 、 显 示 的历史 数据 、 历史 曲线 、 报表 、 报警 记 录 、 断 电记 录等历史信息应逻辑一致 ， 不得相互矛盾。 3 在 热备 情 况 下 ， 系统 2台 主机 软 件 数 据 一 致 ， 主 备机 实时 数据 、 历史 数据应 一 致 。 4 系统 软 件 与联 网 系统 一 致 ， 即 系 统 主备 机 与联 网 系统实 时数据 、 历 史数 据应 一致 。 5 矿 方 值 班 记 录 与 监 控 主 机 一 致 ， 根 据 AQ 1 0 2 9 -- 2 0 0 7 煤 矿 安 全 监控 系统 及 检 测 仪 器 使 用管 理规 范 要 求 ， 地面 中心 站实行 2 4 h值 班 制度 ， 值班人员应认真监视系统显示的各种信息 ， 填写运 行 日志 ， 因此 系统 软 件 记 录 的各 种 超 限 、 断 电、 馈 电 异常等信息应与值班记录一致。 因此 ， 可通 过 以上 5点对 系 统 软件 进 行有 效 性 检 查 。 3数 据 一致性标 准 1 数 据严 格一 致 ， 例如模 拟 量 日报 表 、 报警 日 报表 、 断电 日报表等历史记录 ， 报警 门限、 断电门限 必须 与实 际设置 值 完 全 一致 ， 各种 记 录所 显 示 的 同 一 报警 、 断电记 录 的最大值 及 时刻必 须完 全一 致 。 2 有误 差 但 数 据 在 合 理 范 围 内 ， 主 要 指传 输 时延 、 传输误差等 ， 例如传感器数据变化到中心站计 算机显示必须考虑传输时延 最大巡检周期不得大 于 3 0 s ， 传感 器数 据 与系统 软件 显示值 之 间的误 差 不得 大 于传输 处理 误差 、 双 机传输误 差 、 联 网传输 时 延等 。 4数据 一 致性检 查 4 ． 1 系统软 件 实 时数 据一 致性检 查 系统 软件实 时数 据一致 性检 查 的 目的是检 查系 统 软件 实 时数据 显示是 否正 常 。通过 在井 下现 场进 行 通气 实验 或地 面搭 建简 易 系统 的方 式来 检查 系统 软件实时数据一致性 ， 即通过甲烷调校、 甲烷超限断 电 、 甲烷风 电 闭锁 、 故 障 闭锁等 实验 ， 模 拟井 下异 常 ， 验证 系统软件有效 性 。主要检查 内容 软件实 时数 据 显示应与实 验气 体浓 度一 致 ； 软件实 时 报警 信 息 报 警期间最大值、 报警开始时间、 报警结束时间 应与实 验过程一致 ； 软件实时断 电信息 断 电期 间最大值 、 断 电开始时 间 、 断电结束时 间 应 与实验 过程 一致 ； 软 件 断 电器状 态 开 出状态 应 与实验 过程一 致等 。 4 ． 2 系统软件 历 史数据 一致 性检 查 系统 软件 历史 数据 一致 性检查 的 目的是 检查 系 统软 件历 史数 据有 无 篡 改 等违 规 情 况 ， 主 要 包 括 报 警记录、 断电记录 、 历史曲线等历史数据一致性检查 以及 实验 过程 与软 件记 录一 致性检 查 。 1 2 工矿 自动 化 2 0 1 5年 第 4 1卷 通 过查 询 对 比系 统各 种 历 史数 据 ， 检 查 各种 记 录间是 否存 在矛 盾或 与 4 ． 1 节所 述 实验过 程不 一致 情 况 ， 检查 内容 软件历 史数 据 实 时采集 数据 、 统计 数 据 显示应 与实 验过 程一 致 ； 软 件报 警记 录应 与实 验 过程 一致 ； 软件 实 时断 电记 录应与 实验 过程一 致 ； 软件 开关 量状 态 变动 记 录 应 与 实验 过 程 一 致 ； 同一 测点一个断电过程的报警记录、 断电记录、 馈电异常 记录、 由该测点引发的断电器状态变动记录、 统计值 记 录应一 致 。 此外还可通过井下传感器数据逻辑关系进行有 效性检查 。图 1 为典型 U 型工作面瓦斯 T1 ， T2同 坐标历史 曲线 ， 在没有瓦斯排放巷和尾巷 的情况下 ， 由于 T1处容 易形成紊 流， 瓦斯混 合不均 匀， 浓 度 高， T2为混合均匀的气流 ， 瓦斯浓度相对较低 ， 所以 同一 时刻 T2处 瓦斯 浓 度 小 于 T 1 。通 过 对 比这 种 有逻辑关系的传感器数 据 ， 也可对 系统历史数据进 行 检查 。 故 一 图 1 U 型工作面瓦斯 T 1 ， T2同坐标历史 曲线 4 ． 3 系统软 件 双机数 据 一致性 检 查 目前 煤 矿安 全监 控系统 双 机备份 主要 有双 机热 备和双机冷备 2 种 。由于双机冷备时只开 1台计算 机 ， 所 以本文 仅针 对双 机热 备情 况进行 分 析 。 系统 软件 双机 数据 一致 性检查 的 目的是 查看 主 备机 数据 是 否一致 ， 运 行是 否正 常 ， 主要 是 指监控 主 备 机实 时显示 、 实 时 报 警 、 历 史 存储 记 录等 应 一 致 ， 双机 切换 过 程 中报 警 记 录 、 断 电 、 故 障等 记 录 应 连 续 ] 。采用 4 ． 1节和 4 ． 2节所述方法进行系统软件 双机数据一致性检查 ， 通过对 比主备机各种实时数 据 、 历 史数 据 、 历史 曲线 来 验 证 系统 软 件 的有 效 性 。 此外还可通过关闭主机 、 中断 网络等方法验证系统 能否 在规 定 时间 内 自动 完 成 主备 机 切 换 ， 且 不 得 出 现数据丢失情况。 4 ． 4 系统软 件与联 网 系统 一致性 检 查 系统 软件 与联 网系统 一致 性检 查 的 目的是检 查 系统 联 网功能 的有效 性 、 实 时性 ， 检 查煤 矿有 无过 滤 报 警 、 逃避 监 管等违 规情 况 ， 主要包 括监 控主 机与 联 网 系统测 点类 型 、 数 量一 致性 检查 、 监控 主机 与联 网 系统 实时数 据 一致 性 检 查 、 监 控 主 机 与联 网系 统 历 史数 据一 致性 检查 。 检查 方法 对 比 系 统 主 机 与 联 网 系 统 的 甲烷 、 C O、 开 停 等 传 感 器 类 型 及 数 量 是 否 相 同 ； 采 用 4 ． 1节 所述 方 法 ， 检 查 系统 主机实 时数 据 、 超 限实 时 报警 、 断电实时报警 、 开关量实时状态变化与联网系 统 显示 是否 一致 ； 采用 4 ． 2节所 述方 法 ， 检查 系统 主 机历史超限报警信息 、 断电信息 、 开关量状态变化记 录 、 历 史统计 数 据与 联 网系统是 否一 致 。 4 ． 5矿 方值 班 记 录与监控 主机 一致 性检 查 矿方值班记录与监控主机一致性检查的 目的是 检查矿 方值班记 录与监控 主机 记录是 否一致 ， 有无 瞒 报 、 漏报情 况 ， 检查煤 矿是否及 时采取 正确处 理措施 ， 主要包 括矿方值班 记录与监控 主机记 录一致 性检 查 ， 遇报警 、 超 限时是 否及时上报及采 取正确措施 。 根 据 AQ 1 0 2 9 -- 2 0 0 7 煤 矿 安 全 监 控 系统 及 检 测仪器使用管理规范 要求 ， 煤矿应建立安全测控仪 器台帐、 安全测控仪器故障登记表 、 检修记录、 巡检 记 录 、 传感 器 调校 记 录 、 中心 站 运行 日志 、 安全 测 控 日报 、 报警 断 电记 录月报 、 甲烷 超 限断 电 闭锁和 甲烷 风 电闭锁 功能 测试 记 录 、 安 全 测 控 仪 器使 用 情 况 月 报 等 ， 因此可 利用 这些 帐卡 、 报表 与 系统 主机历 史数 据进 行相互 印证 。在 甲烷超 限断 电闭锁 记 录 中记 录 的信息在系统软件中应能查到， 并且信息需一致 。 5 结语 通过数 据 一致性 检 查进行 在用 煤矿 安 全监控 系 统软件有效性验证的方法 ， 有利于提高监察人员业 务 技 能和检 查效 果 ， 督 促 煤 矿 更 好 地 使用 、 维 护 、 管 理 煤 矿安全 监 控系 统 ， 保 证 煤 矿 安 全监 控 系 统 运 行 稳 定 、 可靠 。 参考文献 口] 张大鹏． 进一步扎 实推动煤 矿安 全生 产形 势持续 稳定 好转一访 国家安全监 管总局 副局 长 、 国家 煤矿安 监局 局长黄玉治E J ] ． 中国煤炭 ， 2 0 1 5 3 5 - 9 ． E 2 ] 国 务 院 关 于进 一 步 加 强 企 业 安 全 生 产工 作 的通 知 [ E B ／ O L ] ． 2 0 1 0 0 7 1 9 [ 2 0 1 5 0 4 2 o ] ．h t t p ／ ／ ww w． g o v ． c n ／ z wg k ／ 2 0 1 0 一 O 7 ／ 2 3 ／ c o n t e m一 1 6 6 2 4 9 9 ． h t m． [ 3 ] 国家安全监管总局 国家煤矿安监局关 于建设完 善煤矿 井下安全避险“ 六大 系统” 的通 知[ E B ／ O L ] ． 2 0 1 0 0 8 2 4 [ 2 o 1 5 0 5 2 0 ] ．h t t p f | w． c h i n a s a f e t y ． g o v ． c n ／ n e wp a g e ／ Co n t e n t s ／ Ch a n n e l 一5 3 3 O ／ 2 O 1 O ／ O 8 2 6 ／ 1 O 5 9 O 7 ／ c ont e nt 一 1 05 9 07． ht m． [ 4 3 冯亚 飞 ， 肖运江． 煤 矿安全监控系统常见误报警原 因分 析及 软 件 处 理 方 法 [ J ] ． 工 矿 自动 化 ， 2 0 1 3 ， 3 9 4 9 O 一 9 2．