煤礦安全監管信息系統設計2篇

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第一篇

1煤礦安全監管信息系統的現狀及應用意義

在此方面，關于優化開采作業、自動監控與信息反饋等較為少見，這就間接體現了煤礦生產在監管信息系統控制上存在的不足。因此，在很大程度上，監管信息系統給煤礦工程帶來了一定的時代挑戰意義，而云計算監控技術在煤礦安全生產中的應用無疑決定著煤礦工作的優劣性，其一方面對煤礦安全管理產生影響，另一方面也決定著煤礦事業在未來時間中的運營與發展。云計算（CloudComputing）是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。云是網絡、互聯網的一種比喻說法。根據煤礦井下云計算監控的現場量測數據與資料，建立一套系統、方便實用的反演方法和數值模擬分析方法，必將提高煤礦工作的技術經濟效益，對煤礦企業的運營與安全將會有非常好的借鑒與指導意義。假如對煤礦井下微機監控系統加以利用，實時實地對井下生產工作進行監測，并以聲光信號的模式建立報警系統，就可以使檢測人員及時地掌握故障發生部位及原因，這樣一來，可以在最短時間內尋得故障處理辦法，節省不必要的人力財力，有效地提升了電網監控系統的工作效率，實現了最優化配置煤礦生產資源。

2基于云計算煤礦安全監管信息系統

2.1智能監控模式的自動化控制和管理

由上述內容可知，在統一模式下的信息系統中，云計算對煤礦井下監控子系統的控制管理內容，可以通過4個步驟來得以實現，即自動檢查、自動尋的、自動求解和自動執行。其具體自動控制管理框架，可用圖1來進行加以描述。這當中的“被控制管理的電網子系統”既能夠是一個系統層子系統，也可以是電網元件或廠/站層子系統。對于一個系統層子系統而言，其功能就是通過利用各級調度控制中心的管理權限，對智能網絡在煤礦井下電網監控系統的安全性、合理性、經濟性進行盡可能全面的分析，并對系統的所有目的狀態實施檢查和監視，實現對智能監控子系統所有狀態的智能化監控。對圖1中的子系統來說，如果被監測的煤礦井下狀態與目標限定數值不一致，那么智能監控系圖1監控子系統的控制與管理統就會自動啟動相關的任務處理，對限定以外的突發事件進行控制并做狀態輸出，并作用在該子系統所包含的元件和站層子系統上，進而對該子系統的輸出狀態實施調控，最終將其調回正常運行狀態。

2.2漏泄通信綜合系統

漏泄通信綜合傳輸系統最早由加拿大礦通公司研發并使用，如今已廣泛被世界煤礦公司作為煤礦漏泄通信系統，技術上具有很強的綜合服務的能力，一定程度上也表現了國際先進的煤礦通信傳輸水平。該系統提供了16路單向模擬視頻通道和32路語音/數據通道，可以很好地實現煤礦生產過程中各種信號的傳輸。在漏泄系統的中心是前端單元，并從中延伸出4條漏泄電纜，分別連接井下4個不同方向，同時也接地面天線，以確保地面移動通信的穩定性。上行信號占用帶寬經解復用后輸出給相應的監測、監控系統或電話交換系統；下行信號經頻分復用調制在規定頻率范圍內，并將信號送入漏泄電纜下行傳輸。16路視頻信號單向上行，并連接相應的監視器顯示數據。應該說明的是，漏泄通信系統還應具備全程跟蹤井下設備、人員的能力。

2.3監測技術的應用

作為煤礦安全生產監控工作的關鍵性內容，信息的獲得無疑至關重要，而獲得信息的主要手段就是監測技術。一般而言，通過煤礦安全生產現有的客觀資料，可以初步確定遠程監控的初始方案，進而在煤礦工程運營過程中根據監測數值、經驗方法等內容，開展反饋分析等工作，修正初步方案與施工網絡計劃，以保證工程按照最優的設計與施工方案進行。因此，監控工作的重要性也就顯而易見了。針對我國煤礦工程質量中的一些不安全因素，監測技術在遠程監控中的應用能夠很好的解決此類問題，不但可以很好地掌握工程的工作運營狀態，利用監控數據對流量方案進行整改，并指導開采質量作業；還可以預見事故風險，采取一系列的事前措施，給建筑的安全管理提供信息，將事故突發率降至最低，保證了煤礦安全生產的穩定性。此外，太陽能是一種取之不盡、用之不竭的環保能源。通過太陽能光伏技術，可以很好地將太陽能轉換為電能，并廣泛應用在遠程信息系統當中，太陽能供電部分監控結合了煤礦開采的相關特點，對煤礦地點的自然環境等因素進行分析，確定了系統設計相關參數，優化了供電系統的相關參數，對煤礦領域的云計算監控起到了一定的作用。

2.4視頻流管理服務端口設計

視頻流管理服務器是IP信息系統的精神內容，具體視頻采集預覽實現過程如圖2所示。服務器端通過查詢數據庫，進而實現對煤炭安全生產信息化的作用，可以為遠程計算機提供很多實用服務。視頻流管理服務器與空間數據庫建立連接，可提供大量查詢服務，例如屬性查詢服務、矢量和柵格地圖服務等。在監管信息系統組成部分中視頻流管理緩存服務器模塊是相當重要的，服務器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。2部分組件分工合作，緩存管理組件是根據索引分析所得出的結果，在緩存中處理請求數據然后向客戶端發送，或者利用數據庫中已存數據，而索引管理組件先索引分析客戶端請求，制作出瓦片空間待處理數據列表。若能發展好緩存數據的利用，數據庫交互即可免去，同時數據的響應速度也會大大提高。總的來說，視頻流管理服務端為煤礦的安全生產提供了有效的圖像監視選擇和視頻存儲的功能，可以徹底實現用戶權限管理、自動報警與生產安全建議。應該說明的是，視頻流管理服務端口設計的研制尚在初步階段，要想為煤礦系統數據提供一個良好的信息傳輸平臺，還任重道遠。

3實現效果

云計算監控技術應用到煤礦安全生產，根據所監控出來的視頻數據，對煤礦生產過程實施自發監控，并且數據處理敏捷準確，而且可以直接對煤礦生產中必要的地物進行自動標注，并將標注數據存儲到數據庫中，避免不必要的人為抄寫錯誤。最后在監控成果表輸出以后，表格格式規范、信息完整，并能直接進行打印，實現了導線點計算、展點、制表一體化。系統界面可視化、操作性強，監控人員不必進行專門的學習或培訓，操作使用十分簡便。通過面板中輸出的原始視頻監控畫面，可以切實地反映煤礦生產的真實狀況，對煤礦監控系統全過程進行視頻拍攝，在視頻監控工作開展前掌握了煤礦各節點在實際結構中的相對位置及相互關系，很簡單地就可以完成固定環境輪廓的拍攝，提高了煤礦安全生產監控的工作效率。云計算監控管理不但簡單迅速，而且通過數據維護自動更新、表格目錄與導線名稱檢索等方法實施管理，煤礦安全生產監控的效率明顯提高。

4結語

監管信息系統作為我國煤礦安全生產監控的新方法、新途徑，應用計算機云計算技術建立視頻監控的遠程計算機服務端口，對煤礦監控的各個階段實施三維可視化的監控，在監控前了解各種節點在實際環境中的相對位置和相互關系，勢必有利于我國煤礦事業的技術經濟效益，對煤礦安全生產工作會有非常好的借鑒與指導意義。

作者：蔡茜1張程2工作單位：1.重慶工商職業學院2.李爾長安（重慶）汽車系統有限公司

第二篇

1煤礦安全監管系統現狀

安全生產是煤礦企業的頭等大事，是企業維持正常發展的保證。隨著我國礦難事故的逐年增加，煤礦企業產生巨大的經濟損失，同時也暴露出煤礦安全監控過程中的問題。利用信息處理技術和計算機網絡平臺，全面實現煤礦企業安全監管、監察的智能化和信息化，有利于提高我國煤礦安全生產的管理、監察以及監督水平。在我國，大多煤礦企業都實施了煤礦安全監管、監察信息系統建設。信息化和計算機網路化手段的引入使得監管、監測在安全生產中起了重要作用。但是，由于煤礦企業在建設信息系統的時期差異，導致了先進的技術得不到廣泛的推廣，有的煤礦還是陳舊的監管信息系統，對新的技術不愿更新、不想更新，無論從經濟角度還是安全角度，這些陳舊的信息系統在一定程度上延緩了煤礦信息化的實現。這些系統往往不能將監管信息準確、高效到傳輸到技術人員處。因此，在安全監管信息系統的開發和研究方面，我國還處于起步階段，一些手段和技術落后。

2云計算技術

2.1云計算

云計算整合了可擴展大規模的應用、數據、存儲以及計算等數據資源和分布式計算資源，依據按需使用方式利用互聯網向客戶提供存儲空間和計算資源服務。云計算的快速發展表現兩個方面：①大量的數據密集型計算以及虛擬化技術的快速發展；②隨著互聯網技術的發展，計算和服務在不斷地豐富著自身的應用，也是互聯網發展的必然趨勢。分布式結構的云計算平臺和其它計算模式相比具有很大的優勢，它匯集了大量自身就是分布式的應用程序，這些程序具有高度靈活性、可擴展性以及高可靠性，使得云計算平臺的超級計算模式得以實現。

2.2SaaS技術

SaaS技術是通過互聯網來實現的軟件服務，企業用戶只需要向服務供應商租賃基于web的應用程序，就可以實現對企業經營活動的管理，省去了大量的軟件購買費用。除此之外，SaaS技術不需要用戶自行維護軟件，而是通過服務供應商提供的維護服務和完全受力形式實現對軟件的功能替換、數據更新等服務。對于煤礦企業來說，SaaS技術是實現企業現代化管理的最好途徑，它消除了煤礦企業應用程序、維護基礎設施、構建軟件體系以及購買授權等費用。與傳統的信息管理程序相比，借助互聯網的SaaS技術在技術實現和商業模式上都有傳統軟件所不能比擬的優勢。其商業模式優勢為：服務特性、多重租賃性以及基于互聯網性。

3基于云計算的煤礦安全監管信息系統解決方案

3.1系統總體架構

文中采用了分布式處理模式和集中管理模式，構建了云計算煤礦安全監管信息系統，形成了四級管理的煤礦安全監管、檢查指揮系統，分別為集團監管中心、市級監管中心、省級管理中心、國家安全局以及監察中心。該系統的實現可以為我國煤礦安全局監察和監管部門提供一個可靠、實用、安全以及高效的信息處理平臺。如圖2所示。該系統分為以下3個子系統：（1）煤礦井下監測系統。該子系統由存儲和實現煤礦井下采集數據的地下主機、傳感器（采集煤塵、瓦斯、頂板等數據）、井下監控數據分站以及井下智能數據傳輸接口四個部分組成。其中傳感器包括瓦斯濃度傳感器、工作面氧氣濃度傳感器、煤塵傳感器、井下水位傳感器、巷道溫度以及濕度傳感器等等。該子系統中，傳感器、智能數據傳輸接口以及監控分站組成了監測采集域，該域可以將井下生產工作面以及巷道內的各種數據采集后實時傳輸到地下主機中。地下主機可根據系統設置對每個傳感器和工作站自動發出指令以達到改變工作面環境參數的目的。（2）數據傳輸子系統。該子系統安設在煤礦井上地面控制中心中，由無線監察終端、有線監察終端以及數據傳輸應用程序組成。該子系統主要負責將地下主機采集到的數據實時地通過內置應用程序和主控服務器標準接口傳輸到各個終端數據處理機中。經過處理機的處理，將分析后的數據利用CDMA或者GPRS以及有線互聯網傳輸到國家煤礦安全局的監管系統中。（3）網絡實時監察子系統。該子系統安設在煤礦安全監察局的云計算服務中心的服務器中。領導和各級監管部門的技術人員可以通過該子系統實時地監察管轄范圍內的傳感器數據、工作面參數以及安全設備運行情況。

3.2解決方案的優勢

（1）該安全監管部門的信息平臺是通過管理型SaaS架構建立的，可以實現管轄范圍內各級煤礦井下采集數據的遠程傳輸和實時監測。通過完備煤礦安全監管部門開發的海量數據存儲功能數據庫的完善，最終可以實現煤礦安全情況分析、歷史數據查詢以及實時數據存儲和查詢等功能。（2）該系統利用云計算虛擬化技術，在資源的動態擴展上具有一定的優勢。虛擬化云計算服務器可以大大降低維護成本、軟硬件以及服務設備的購買費用和服務器空間，從而節約了煤礦企業信息化建設成本和資源。同時，虛擬化云計算的應用也極大地提高了煤礦安全監管系統的網絡安全性。（3）基于云計算的煤礦安全監管系統具有很大的擴展性，如現在最流行的SRT監控系統，有效地解決了煤礦安全監察中每個監控子系統的自成體系和孤島問題。通過該系統的建立，可以非常方便地實現全國各級煤礦企業以及安監部門的安全信息互聯和共享，為煤礦企業的安全生產保駕護航。（4）云計算服務提供的認證系統數據加密服務，可以有效地保證數據在傳輸過程中的網絡和終端安全性。（5）全國以及各級安全監察部門能夠方便地對管轄區域內的煤礦井下生產進行調控和遠程管理。利用系統中的報警平臺可以方便地將環境、瓦斯、頂板等超限信息傳輸到煤礦相關負責人手機或者個人電腦上，實現了由下向上、由上向下的全方位管理和監控。

4結論

安全生產是每個煤礦企業需要考慮的重要問題，它關系到煤礦企業可持續發展和國家能源的順利采集。隨著無線通信技術和云計算技術的發展，各級研究人員和學者提出了新一代的煤礦安全監管信息系統。該系統基于云計算服務，以計算機網絡為平臺，建立了集團監管中心、市級監管中心、省級監察中心以及國家安全級監察中心四個安全管理體系，對煤礦企業的安全生產以及國家煤炭資源的順利開采起到了保護作用。

作者：郎登何工作單位：重慶電子工程職業學院