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摘要：對于《改造升級煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)方案》中的多種系統(tǒng)共同使用的要求，分析了多種監(jiān)控系統(tǒng)的基本內(nèi)容，研究了多種煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的使用技能、功能以及實(shí)現(xiàn)融合的方案。煤礦安全監(jiān)測多系統(tǒng)融合平臺的采集方法是通過地面融合，在采集數(shù)據(jù)過程中會對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析、處理。數(shù)據(jù)收集完畢后需查詢、展示數(shù)據(jù)，然后利用GIS圖形軟件實(shí)現(xiàn)GIS與系統(tǒng)的完全融合。該融合系統(tǒng)具有應(yīng)急聯(lián)動和多個系統(tǒng)共同聯(lián)動的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦安全監(jiān)控；多系統(tǒng)融合；GIS圖形展示；應(yīng)急聯(lián)動

引言

《改造升級煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)方案》于2013年7月20日，此方案的目的之一是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享及多元融合，綜合利用并深度分析監(jiān)控系統(tǒng)信息，加強(qiáng)煤礦安全事故發(fā)生的預(yù)測性[1]。其次，方案中明確提出“應(yīng)急聯(lián)動”“強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用”“支持多種系統(tǒng)、多種網(wǎng)絡(luò)共同融合使用”等。由此可知，改造升級煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多個系統(tǒng)融合使用具有重要意義。

1.煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合

煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺集合了電力監(jiān)控、人員定位、設(shè)備監(jiān)測等功能，可以有效解決信息傳遞單一問題，達(dá)到人員定位、應(yīng)急廣播、工業(yè)電視與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)共同聯(lián)合。所以，多系統(tǒng)融合包括應(yīng)急聯(lián)動、多種系統(tǒng)信息融合、GIS與監(jiān)控系統(tǒng)融合、井下多個系統(tǒng)及多網(wǎng)聯(lián)合、地面多系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合等。（1）井下多個系統(tǒng)及多網(wǎng)聯(lián)合。在可支持多種傳輸接口的合分站及數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理傳輸?shù)幕A(chǔ)上，完成對各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、設(shè)備監(jiān)測、電力監(jiān)控、人員定位等信息的傳輸與共享。（2）融合地面多系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過接入不同數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目的，并且將數(shù)據(jù)保存到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和實(shí)時數(shù)據(jù)庫中，在可視化軟件和操作站可直接實(shí)時顯示。該數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)能分析、查閱煤礦歷年安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析提供訪問接口和平臺。（3）GIS與監(jiān)控系統(tǒng)融合。利用GIS技術(shù)和Web矢量圖形將電子礦圖和人員定位系統(tǒng)、電力監(jiān)控等系統(tǒng)融合，展示了礦山的基本情況，遵循一個礦山一張圖的基本要求。（4）多種系統(tǒng)的信息融合處理分析。將人員數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)備安全監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)據(jù)接入到多種系統(tǒng)融合平臺，對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的共享。（5）應(yīng)急聯(lián)動。當(dāng)煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)緊急情況時，如電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障、瓦斯超量，應(yīng)急廣播系統(tǒng)、人員定位同安全系統(tǒng)緊急聯(lián)動，避免因重大煤礦安全事故導(dǎo)致人員傷亡。

2.煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺實(shí)現(xiàn)方案

本文主要研究的是地面多系統(tǒng)融合平臺，不涉及多系統(tǒng)、多網(wǎng)融合，分析了聯(lián)動原理和實(shí)際應(yīng)用，提出了煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺實(shí)現(xiàn)方案。

(1)平臺總體架構(gòu)

煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺包含以下模塊：系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析與展示等。數(shù)據(jù)中心模塊的主要功能為儲存歷史數(shù)據(jù)、分析計(jì)算數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、處理報(bào)警邏輯，統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)分析與展示模塊主要是用來查詢并展示數(shù)據(jù)分析結(jié)果、實(shí)時圖形和數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、歷史曲線等[4]。數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是實(shí)時采集人員定位系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)聯(lián)動模塊的功能是實(shí)現(xiàn)應(yīng)急聯(lián)動和數(shù)據(jù)展示聯(lián)動，當(dāng)警報(bào)發(fā)出后需撤離工作人員時，通過通訊組件下達(dá)到對應(yīng)系統(tǒng)；當(dāng)系統(tǒng)報(bào)警或故障時，自動顯示電視視頻、設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀等。

(2)數(shù)據(jù)采集與多系統(tǒng)融合數(shù)據(jù)綜合分析

融合平臺數(shù)據(jù)采集流程如圖2所示，煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺以原始綜合自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)收集各個模塊數(shù)據(jù)[5]，通過WCF、OCF、文本文件等接入，后利用測點(diǎn)定義文件更新系統(tǒng)測點(diǎn)。綜合分析數(shù)據(jù)模型建立的前提條件是在多個系統(tǒng)融合使用的基礎(chǔ)上，如評價區(qū)域環(huán)境模型、預(yù)測環(huán)境模型等。評價區(qū)域模型是平臺設(shè)計(jì)的重中之重，利用設(shè)備運(yùn)行狀況、人員定位、監(jiān)測環(huán)境所得數(shù)據(jù)、礦井安全狀況進(jìn)行綜合評價，如借助不同的顏色顯示區(qū)域的安全性，以此來提醒生產(chǎn)人員，從而減少安全事故的發(fā)生。

(3)安全監(jiān)控系統(tǒng)與GIS的融合

GIS軟件與煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的融合大大提高了監(jiān)控的時效性，準(zhǔn)確提供數(shù)據(jù)聯(lián)動、信息展示、設(shè)備管理的空間位置，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用價值，遵循了“一礦一圖”“一網(wǎng)一站”的改造升級要求。圖形展示可縮放圖形、回放軌跡、鷹眼、自定義動畫、事件等。圖形驅(qū)動可提供歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)接口，并生成測點(diǎn)對象定義文件[6]。

(4)系統(tǒng)聯(lián)動

①若工作現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時，工業(yè)電視和監(jiān)控系統(tǒng)會聯(lián)動配合將設(shè)備運(yùn)行畫面自動彈出播放，以實(shí)時了解現(xiàn)場情況。②同電力監(jiān)控系統(tǒng)融合。若安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)礦井某區(qū)域需進(jìn)行斷電處理時，會向電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出圖形閃爍提示，工作人員根據(jù)實(shí)際情況作出判斷是否斷電。③應(yīng)急聯(lián)動。若監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)礦井內(nèi)存在重大災(zāi)情或隱患時，會在區(qū)域顯示屏上提示此區(qū)域工作人員迅速撤離，并給出撤離路線。

3.煤礦安全監(jiān)控多系統(tǒng)融合平臺功能

（1）采集數(shù)據(jù)功能。制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并在此標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集，若數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則會將其傳輸給平臺。（2）實(shí)時顯示數(shù)據(jù)功能。根據(jù)數(shù)據(jù)的類型、等級對其進(jìn)行分類整理。（3）查詢、分析歷史數(shù)據(jù)功能?？刹樵兠旱V歷史警報(bào)次數(shù)、設(shè)備故障次數(shù)、測點(diǎn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并自動繪制成圖表以便直觀分析。（4）記錄事件功能。完整記錄一些有關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的重要操作，如操作人員、操作時間、操作流程等。（5）圖形功能。利用GIS圖形處理軟件顯示設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、各類系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)，且利用圖中的快捷菜單快速查詢設(shè)備出現(xiàn)故障的次數(shù)、設(shè)備開始及停止次數(shù)等。（6）應(yīng)急聯(lián)動功能。在監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)礦井某區(qū)域存在重大災(zāi)情或隱患時，在該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)屏中發(fā)出警報(bào)提醒該區(qū)域生產(chǎn)人員撤離，并規(guī)劃處撤離路線。

4.結(jié)語

針對我國煤礦安全監(jiān)察局提出的關(guān)于《改造升級煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)方案》中設(shè)計(jì)多系統(tǒng)融合平臺建立的要求，設(shè)計(jì)了多個系統(tǒng)融合使用的監(jiān)測煤礦安全平臺。此平臺解決了“信息孤島”問題，有利于多個系統(tǒng)之間的實(shí)時聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)GIS圖形軟件、數(shù)據(jù)采集與分析、應(yīng)急聯(lián)動多個系統(tǒng)的融合。

參考文獻(xiàn)

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作者:任剛 單位:長治市煤炭安全信息調(diào)度中心