移動互聯(lián)網(wǎng)與煤礦安全論文
時間:2022-04-01 11:31:13
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1系統(tǒng)架構(gòu)
為了滿足對煤礦安全生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)快速、全面的監(jiān)測,平臺將各類安全監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)等多個異構(gòu)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù),通過統(tǒng)一的采集模塊,經(jīng)分析后存儲到平臺數(shù)據(jù)倉庫中,并依據(jù)生產(chǎn)中的各類實際業(yè)務(wù)邏輯需要,由表示層向用戶展現(xiàn)各類信息。平臺整體架構(gòu)由3大模塊組成,分別是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析存儲以及Web終端模塊。
1.1采集模塊
采集模塊的主要功能是將各類異構(gòu)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集到一起,為后期的各類業(yè)務(wù)分析與展示提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。針對瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等各種安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),平臺通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)協(xié)議進行數(shù)據(jù)適配,兼容不同廠家不同版本的此類系統(tǒng),提供一致的數(shù)據(jù)采集方式,生成協(xié)議規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式。而對于生產(chǎn)過程控制相關(guān)的各類子系統(tǒng),如主膠帶監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)用水系統(tǒng)和壓風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)等,平臺通過提供統(tǒng)一的OPC適配模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。這種分系統(tǒng)適配的方法,為平臺開發(fā)實現(xiàn)帶來了明顯的好處,那就是特殊系統(tǒng)提供專有的數(shù)據(jù)適配模塊,如安全監(jiān)控類子系統(tǒng);對其它較相似的子系統(tǒng)使用通用的適配模塊,如各類生產(chǎn)過程子系統(tǒng),非常方便后續(xù)子系統(tǒng)的接入,增加了對異構(gòu)系統(tǒng)融合的擴展性,提高了子系統(tǒng)的接入速度,降低了接入成本和維護代價。
1.2分析存儲模塊
將各類子系統(tǒng)按照相關(guān)協(xié)議,生成格式化的數(shù)據(jù)文件,由采集模塊通過統(tǒng)一的傳輸協(xié)議和傳輸網(wǎng)絡(luò),上傳到解析服務(wù)器,由數(shù)據(jù)分析與存儲模塊,將各類數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后,寫入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。由于所有數(shù)據(jù)都遵循標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議約定,因此,數(shù)據(jù)解析和數(shù)據(jù)寫入相對獨立,處理流程相對簡單,處理速度也比較快。
1.3Web終端
Web終端分為3個部分,分別分為數(shù)據(jù)處理層,業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)層和表示展現(xiàn)層。數(shù)據(jù)處理層是根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯層的要求,向平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器請求各種類型的數(shù)據(jù),并以數(shù)據(jù)集的形式返回給業(yè)務(wù)邏輯層,業(yè)務(wù)邏輯層將獲得的數(shù)據(jù)進行一定的邏輯分析后,再由表示層根據(jù)用戶的要求,以合理的組織方式予以展現(xiàn)。對于用戶的某些反饋所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),也最終通過數(shù)據(jù)處理層而存入數(shù)據(jù)庫中。Web終端基于.NETFramework和ASP.NETMVC實現(xiàn),并以重慶研究院自主研發(fā)的通用的Web框架Cqccri.Web.Framework為基礎(chǔ),支持插件的開發(fā)模式和自動的菜單處理與權(quán)限控制技術(shù),方便快速地展開各種業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。各子系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊插件以寄宿的方式,運行于基礎(chǔ)框架之上?;A(chǔ)框架還提供了統(tǒng)一的消息傳遞機制、異常處理、報表模板、日志記錄查詢等,滿足平臺的開發(fā)需要,提供報表、曲線、柱圖等各類展現(xiàn)方式。平臺的Web終端還提供了基于SVG的動態(tài)矢量圖形技術(shù),模擬礦井實際生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過程流程,與實時數(shù)據(jù)相結(jié)合,將相關(guān)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時準(zhǔn)確地展現(xiàn)在模擬生產(chǎn)環(huán)境圖上,提供直觀全面的實時監(jiān)管。
2平臺功能模塊
系統(tǒng)主要功能模塊包括安全監(jiān)控類系統(tǒng)和生產(chǎn)過程控制類系統(tǒng)2大模塊,并添加了集成報警與管理模塊,組成了平臺的主要功能與特點。
2.1安全監(jiān)控功能模塊
安全監(jiān)控功能模塊包括了瓦斯監(jiān)控、人員定位和電力監(jiān)控3個主要的監(jiān)控類子系統(tǒng),提供包括實時數(shù)據(jù)展示、歷史報警查詢與統(tǒng)計、井下員分布、人員考勤、人員下井記錄和變電站電壓電流實時監(jiān)控等功能,并提供報表統(tǒng)計和曲線柱圖等多種展示樣式。
2.2生產(chǎn)過程功能模塊
生產(chǎn)過程功能模塊包括生產(chǎn)過程控制類子系統(tǒng)的功能,提供了這些主要設(shè)備的運行參數(shù)與運轉(zhuǎn)狀態(tài),它與安全監(jiān)控功能模塊類似,提供實時數(shù)據(jù)與歷史報警查詢,并提供報表和圖表等多種展示方式。
2.3集成報警與管理功能模塊
集成報警與管理功能模塊,是平臺重要的組成部分,它充分利用了移動互聯(lián)網(wǎng)與智能終端相結(jié)合,提供諸如手機短信、手機簡報和手機視頻等多種展示方式,并利用基于SVG的動態(tài)模擬圖形,在各種智能終端上提供友好直觀的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)環(huán)境的實時模擬數(shù)據(jù)顯示。考慮到實際的操作需要和用戶體驗的友好性,并充分利用移動終端與電腦終端的不同特點,平臺提供基于PC端的后臺管理功能,管理員可以方便的進行用戶權(quán)限管理與分配、簡報模板編輯、手機短信人員分組管理和報警條件編輯。
3平臺特點
1)通過面向移動互聯(lián)網(wǎng)的煤礦安全監(jiān)測平臺,可以隨時隨地通過移動終端了解煤礦生產(chǎn)重要數(shù)據(jù),這是區(qū)別于以往電腦終端監(jiān)控的一個創(chuàng)新,各級領(lǐng)導(dǎo)和管理人員可以更方便地查看各類關(guān)鍵信息,保證重要監(jiān)管監(jiān)測信息的及時傳遞,為快速處理各類事故和下達各種決策提供支持。
2)其次,平臺以B/S模式為移動終端提供訪問服務(wù),實現(xiàn)了一次部署,跨平臺訪問,全面兼容An-roid、IOS、WindowsPhone等多個移動操作系統(tǒng),不僅省去了開發(fā)與維護不同平臺App的費用,也降低了軟件頻繁升級,給用戶帶來的各類麻煩。
3)平臺提供了重要生產(chǎn)場所的實時視頻監(jiān)控,可以通過智能手機實時瀏覽視頻信息和錄像回放。在移動終端實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬圖形顯示,在行業(yè)中也是一次新的嘗試。
4)平臺實現(xiàn)了各個不同的異構(gòu)系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的快速整合;在Web開發(fā)上,充分利用MVC技術(shù),實現(xiàn)基于插件的開發(fā)模式,快速完成不同子系統(tǒng)的功能集成。
5)利用智能終端實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)管,這也是對監(jiān)管模式的一次創(chuàng)新與嘗試。
4結(jié)論
充分利用快速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng),將煤礦安全監(jiān)管與多種移動終端相結(jié)合,平臺把各類監(jiān)控子系統(tǒng)及生產(chǎn)過程子系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、統(tǒng)計信息、實時視頻數(shù)據(jù),隨時隨地的傳遞給各級領(lǐng)導(dǎo),為決策管理提供及時和多方位的支持,有助于減少安全事故的發(fā)生和及時處理。目前,平臺已在多個煤礦進行了工業(yè)試驗和現(xiàn)場使用,得到了現(xiàn)場用戶的廣泛認(rèn)可。此外,如何通過移動互聯(lián)網(wǎng)與移動終端,與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,通過對關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析,實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備的終端遠程控制,做到既監(jiān)測又監(jiān)控,并保證整個過程的快速與安全,也是未來進一步研究的主要內(nèi)容。
作者:陳運啟鐘宇單位:中煤科工集團重慶研究院有限公司瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國家重點實驗室