短消息报警平台在煤矿瓦斯监控中的应用.pdf

声明声明下面论文由免费论文教育网 http//www.PaperE 用 户转载自互联网，版权归原作者所有，本文档仅供参考，严禁抄袭 免费免费论文论文教育教育网网 - 1 - 短消息报警平台在煤矿瓦斯监控中的应用短消息报警平台在煤矿瓦斯监控中的应用 李喜财 1,陈丽莎2 1 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁阜新 123000 2 黑龙江商业职业学院，黑龙江牡丹江 157000 E-mail cid-0601 摘摘 要要 煤矿五大自然灾害中，瓦斯事故是煤炭行业各类事故中危害程度最大的事故。统计 显示2001年至2005年，全国一次死亡30人以上的特别重大煤矿事故中，瓦斯事故占事故起 数和死亡人数的86％和92％。国家安全生产监督管理总局明确要求，从2006年起，低瓦斯煤 矿也要安装瓦斯监测系统， 加强对井下瓦斯的监控力度。 本文根据煤矿瓦斯监控系统的实际 需求，设计并实现了一个煤矿瓦斯监控短消息报警平台。该平台可以和多种监控系统连接， 允许用户定制监控数据，用户不仅可以看到文字报警信息，也可以查看近期瓦斯值曲线。而 且平台可以使用不同的短消息收发方式来适应不同的业务规模， 还可以发送多种自定义类型 短消息。 关键词关键词煤矿安全；瓦斯监控；短消息；报警平台 1. 引言引言 我国是产煤大国，煤炭产量占世界总产量的 36.5[1]。同时，煤炭也是我国的主要能源， 占我国一次性能源消费组成中的 70，这个比例在近 10 年都不会有太大改变[2]。因此煤炭 工业在我国经济发展中占有举足轻重的地位。 由于煤炭工业的重要地位， 实现煤炭工业安全、 高效地可持续发展是中国实现经济可持续发展战略的重点之一[3]。但是，煤炭开采属地下作 业，生产环境恶劣、过程复杂，井下生产人员素质参差不齐，这导致煤矿生产安全问题较其 它行业更复杂、更难解决[4]。据调查，煤炭行业是我国工业生产中伤亡事故最严重的行业， 每年煤矿事故死亡人数占全国工矿企业死亡人数的 50以上[5]。 瓦斯事故是煤炭行业各类事 故中危害程度最大的事故，在 1991-2001 年的统计中，因瓦斯事故死亡的人数占煤矿行业事 故死亡总人数的 71-83之间，虽然近几年有所下降，但仍维持在 50左右[6]。据统计，2004 年我国共发生各类瓦斯事故 492 起, 死亡人数为 1900 人；2005 年共发生 414 起,死亡 2171 人[7]。如此频繁的事故和巨大的死亡人数给国家和人民带来了无法估量的损失。而如何预防 瓦斯事故，如何对瓦斯浓度进行监控，成为当前煤炭行业的热点问题之一，受到了各级领导 的高度重视。国家安全生产监督管理总局明确要求，从 2006 年起，低瓦斯煤矿也要安装瓦 斯监测系统，加强对井下瓦斯的监控力度。 2. 煤矿瓦斯监控系统煤矿瓦斯监控系统 2.1 系统简介系统简介 瓦斯安全管理工作对煤炭工业影响巨大，实施的要点却只有一个预防为主。因此瓦斯 安全管理的重点在瓦斯监控上， 通过瓦斯监控来达到预防的目的。 监控系统的原理是通过传 感器来监测瓦斯的浓度、 排风机的风速等与瓦斯安全相关的参数， 然后借助计算机、 传感器、 信号传输与处理模块对上述参数进行集中监测， 并在紧急情况下发出报警， 进行区域断电控 制等处理[8]。图 1 为瓦斯监控系统的总体框架图。该系统的核心是监控系统分站,通过不同 类型的传感器采集现场数据, 传感器所在的地点称为监测点。数据经系统分析处理后控制执 行机构作出相应反应,并通过现场显示屏等装置与井下人员交流。监控分站通过通信接口与 监控计算机连接,接收计算机的命令以及向监控计算机传输数据。监控计算机可以通过局域 - 2 - 网与其它计算机相连,并可通过联网系统接入互联网,实现远程监测和数据共享[9]。 2.2 短消息报警平台短消息报警平台 本平台在设计上最主要的原则是通用性， 做到了对不同的瓦斯监控系统、 不同的联网系 统、不同的发送规模、不同类型的手机，均可通过配置来满足其需求。此外，平台还能对瓦 斯数据之外的其它监控数据进行超限报警。 图2为报警平台整体结构图，整个平台由报警部分、WEB 管理部分和手机客户端组成。 报警部分负责与报警相关的一切功能接收数据、发现报警、发送报警信息等等。该部 分由三层组成，分别是业务层、数据访问层、数据层。 WEB 管理部分采用B/S 结构， 管理员可以通过WEB 浏览器来对平台进行配置和管理， 例如配置报警类型、报警阈值等平台信息以及管理终端用户信息、煤矿信息等。 手机客户端通过短消息与平台进行交互， 接收由平台发出的不同类型短消息， 同时允许 用户对瓦斯监控数据进行定制， 做到了用户与监控系统的双向交流。 手机客户端有两种类型 普通手机客户端和智能手机客户端。其中普通手机客户端即通常意义上的手机短消息功能， 能够收发文字短消息；而智能手机客户端是由本文设计并实现的运行在Windows Mobile 5.0 操作系统上的一个客户端程序，能够对短消息进行位解码，将解码的数据转存到数据库中， 并且根据数据为用户显示瓦斯数据曲线、 数据列表等不同的界面。 智能手机客户端是本文介 绍的重点，如非特别指出，下文出现的手机客户端即表示智能手机客户端。 图1 瓦斯监控系统总体框架图[10] - 3 - 图 2 短消息报警平台整体结构图[10] 2.3 平台的参与者平台的参与者 对于整个平台来说，参与者有如下几个 瓦斯监控系统或联网系统（Source Data Systems）瓦斯监控系统或联网系统是整个平台 的数据源，所有监控数据都由其以一定的标准格式上传给报警部分。 移动短消息服务中心（SMSC）或移动短消息网关（ISMG）发送短消息和接收短消息 都需要SMSC 或ISMG 的参与，报警部分的主要功能之一就是向SMSC 或ISMG 发送短消 息和从SMSC或ISMG 接收短消息。 平台管理员（Plat Manager）管理员分为两种超级管理员、普通管理员。超级管 理员拥有普通管理员所拥有的一切权限， 同时还拥有管理普通管理员信息的权限。 普通管理 员需要由超级管理员分配权限才能使用WEB 管理部分的相关功能 终端用户（User）由于手机客户端有两种类型（普通手机客户端和智能手机客户端）， 终端用户也分为两种 普通手机用户和智能手机用户。 其中智能手机用户通过本文设计并实 现的智能手机客户端与平台进行交互。 3. 短消息报警平台的实现短消息报警平台的实现 3.1 获取瓦斯监控数据获取瓦斯监控数据 瓦斯监控原始数据由安装在开采现场的瓦斯监控系统生成， 该瓦斯监控系统由各种传感 器和信号转换装置构成。安装在系统终端的各种传感器分别对与瓦斯有关的数据进行感应， 并以一定的信号形式传递给信号转换装置。 信号转换装置将传来的各种信号以数据的形式读 - 4 - 取出来。并生成一定标准格式的数据文件。随着近几年联网系统的发展，逐渐将不同瓦斯监 控系统的数据格式统一起来。 目前大部分瓦斯监控系统虽然在本系统内仍然使用各自的数据 格式，但是已经具备了将数据按照统一的标准导出的功能。利用这种功能，数据处理系统可 以从不同监控系统获得统一格式的数据。 最后将数据文件出送至短消息报警平台做进一步的 处理。 短消息报警平台将从瓦斯监控系统传送来的数据进行处理， 数据可以分为实时数据、 小 时数据。 在系统运行过程中不断更新数据库中的实时数据表和小时数据表， 该功能将原始瓦 斯监控数据经过处理，更新到数据库实时数据表中和每隔固定的时间T，数据处理模块会将 实时数据表中T 时间段内的最大值更新到小时数据表的相应记录中，以供生成报警信息和 手机客户端绘制曲线时使用。与此同时，报警平台会添加新的监测点定义，当新的监测点加 入监控系统后，数据处理模块能够自动发现该监测点并将其加入实时数据表和小时数据表 中。由于井下作业的需要，瓦斯传感器常常需要从一个地点移动到另外一个地点工作，这样 原来的监测点定义会失效。 相应的记录也将成为无用数据， 数据处理模块负责删除这些无用 记录。 3.2 检测瓦斯生成报警信息检测瓦斯生成报警信息 瓦斯数据的检测和报警信息的生成由短消息报警实现， 系统会定义各种与瓦斯参数有关 的报警阈值。 在短消息报警平台对瓦斯参数进行监控的过程中， 当某一监测点的瓦斯浓度超 过（或低于）预先定义的报警阈值时，报警平台会对收到瓦斯数据超限事件进行自动处理。 负责根据数据库中实时数据表、小时数据表、发送范围表及用户表来生成报警信息，通知客 户端。对于普通用户来说，生成普通文字短消息；对于智能手机用户，生成经过位编码的短 消息， 由手机客户端报警程序进行解析。 当报警记录的瓦斯浓度值回落到对应监测点的报警 阈值之后，检测模块将生成报警解除信息，同时发送至客户端最后删除该报警记录。为了适 应不同规模的发送需求， 短消息报警平台可以有两种收发短消息方式短消息模块发送方 式和CMPP-移动短消息网关发送方式。 4. 总结总结 短消息报警平台瓦斯远程监控系统具有抗干扰能力强、容错性好、安全性高；具有安全 生产监测系统实时动态图形显示功能； 具有安全监测动态、 设备安全运行动态等数据的查询、 统计功能；具有被测点数据超限、开关的报警功能；可在工作站上通过IE浏览器浏览系统实 时监控信息、历史信息及报警信息等。该系统同时保证了集团公司与远地子公司的内部IP 模式互联，不但监控系统可以实时传输数据，办公文件也实现了无纸化网上传输和查询。当 领导出差在外地时， 只要能接入互联网就可以访问集团公司的安全监控系统， 真正实现了“移 动办公室”的功能。在当前全国上下特别注重瓦斯防治的大环境下，为企业的安全生产提供 了有力保障。 参考文献参考文献 [1] 国家统计局. 2005 年国民经济和社会发展统计公报[R/OL]. 2006.02.28 [2] 崔民选. 2006 中国能源发展报告. 北京 社会科学文献出版社2006.4 [3] 煤炭工业科技. 发展“十五”计划和2015 年远景规划. 国家煤炭工业局,1999.10 [4] 邵祥理. 我国煤炭企业安全管理的现状及对策. 煤炭工程,2006.03 [5] 刘亮，刘毅，刘明. 2002～2003 年我国煤矿死亡事故统计分析[J]. 煤炭科学技术,2005.3317-9.76 [6] 刘玉洲， 张林华.2003 年1 月-2005 年6 月煤矿瓦斯死亡事故的统计分析[J]. 河南理工大学学报自然科 学版,2005,04 - 5 - [7] 潘伟尔. 2005 年全国煤矿安全状况评析. 煤炭经济研究,2006.04 [8] 孙继平. 矿山监测与控制[M]. 北京 北京工业大学出版社,199026-30 [9] 单国文. 矿井安全智能监控信息技术研究. 山东泰安山东科技大学,20031-2 [10] 贾宏宇，赵俊峰. 短消息平台的原理与设计. 小型微型计算机系统,2003.24（5）5-11 [11]ETSIGSM 规范03.40（4.9.1）. 欧洲数字蜂窝通信系统点对点短消息业务技术实现 [12]Peersman C,Cvetkovic S,Grifiths Petal. 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State Administration of Work Safety explicitly demanded that from 2006 onwards, low-gas coal mine gas monitoring system should be installed to strengthen the monitoring of underground gas intensity. In this paper, coal mine gas monitoring system in accordance with the actual needs, design and realization of a coal mine gas monitoring alarm short message plat. The plat can connect a variety of monitoring system that allows users to customize monitoring data; the user can not only see the text alarm messages can also view the recent gas curve. And the plat can use different ways to send and receive text messages to adapt to a different scale of business, but also can send a variety of custom types of short message. Keywords Coal Mine Safety; Gas Monitoring; Short Message; Alarm plat