浅谈煤矿自动化调度信息系统的设计与实现

葛允飞

【摘要】随着现代信息技术的飞速发展，伴随煤炭企业的重组整合，行业内的安全生产调度系统也需要全面升级，以达到相互兼容，资源共享，有效提升煤矿安全生产水平和管理效率的目的。本文通过分析煤炭工业管理模式及特点，针对煤矿自动化调度信息系统的功能设计与实现技术进行探讨。

【关键词】煤炭工业；信息系统；功能设计；实现技术

1 煤炭工业管理模式及特点

1.1 煤矿管理模式特点

现代煤矿企业的管理机构一般是：矿务局（集团公司）、矿区（队）班组这样一种塔式结构的生产管理模式，局（公司）生产管理部门负责：局（公司）矿生产布局、生产发展中长期规划、生产系统改造完善、设备更新改造等工作；矿生产管理部门负责生产发展规划、生产系统改造完善的实施和日常生产组织管理工作。具体到一个煤矿管理机构一般为：矿长、分管矿长、各业务及生产职能科室、生产区队、生产工人。职能科室包括：生产调度室、生产技术科、安监处、机电科、通风科等，这些部门完成生产计划制定并落实执行，机电设备管理，矿井安全检查等重要管理工作，管理信息都是以各类记录或台账保存。

1.2 煤炭企业生产过程特点

煤炭工业在生产经营过程中有以下特点：

（1）生产对象在地下，地质条件复杂多变，生产场地随开采进度不断变化。

（2）生产作业环境艰苦，自然灾害多，会出现透水、冒顶及瓦斯爆炸等灾害事故。

（3）煤矿的生产过程涉及采掘、通风，提升运输、排水、机电、调度通信等多种技术，专业面广，需各学科、多工种相互配合 。

根据煤矿生产过程特殊性，安全生产系统应该作为煤矿信息化中一个重要内容，其生产调度及决策难度比其他行业大。因此，煤矿自动化调度信息系统不能套用流程行业或离散制造业的模式，应该研究具有煤矿特色的煤矿智能综合调度系统。

2 煤矿自动化调度信息系统的功能设计

2.1 生产计划管理功能

包括生产接续计划和设备配套计划。实现了接续计划的全过程管理，接续计划与设备配套、大项修、购置计划的联动编制，建立了设备配套知识库，自动生成综、连采设备配套计划。

2.2 调度管理功能

包括计划管理、安全管理、生产管理、隐患排查、应急指挥及预案管理、调度记录、图表台账。

2.3 调度汇报功能

包括班/日汇报、旬，月汇报、专题/季节性汇报、重大事件及突发事件汇报。从3次当班生产及安全情况，到发生伤亡事故或重大非伤亡事故等重大事故等，都要按照汇报程序及时汇报。

2.4 调度指挥功能

包括调度通信系统、可视化调度、调度大屏。调度过程中，可以显示生产过程动态监控各子系统的实时数据和画面、矿井生产数据、井下多路工业电视监控图像，从而协助煤矿安全管理人员实时掌握煤矿安全生产情况，提高调度指挥的效率。

2.5 安全环境监控功能

包括实时安全数据监测、实时井下人员监控、产量远程监控。实现对生产单位井下生产环境、井下人员、产量等数据进行实时监测，直观详尽了解各生产单位当前生产安全状态，针对出现的安全隐患报警提示，即时发现处理。

2.6 生产过程监控功能

煤矿生产过程综合自动化是生产过程监控、全矿井生产安全环境监控、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化。

2.7 执法管理功能

包括生产单位基本信息管理、远程安全信息实时监控、事故隐患报警、安全调度、执法信息发布、监看详细信息、数据共享。

3 煤矿自动化调度信息系统的实现技术

3.1 煤矿自动化调度一体化网络平台设计

一体化网络平台是一种通用的适应各种通信业务需求，并满足未来发展需要的网络核心设备，是在数宁交换基础上发展起来的，满足多台需求，多种业务的数字交换平台。

3.1.1 数据传输与交换一体化

随着计算机控制技术及光纤技术的发展，许多数字程控调度机的主机之间，主控与被控之间都已使用了光纤连接传输数据和信息，特别是虚拟调度机方式的出现，实现了远端调度交换模块功能化，一般都运用光纤与主机相连，交换与传输已无清晰的界线，在应用中可将JSQ-31、-512型调度总机设备中，将NO7信令相关标准作为标准接口，内嵌入调度机中，矿调度在两至三个模块之间采用光纤连接，内部构成三角环形网络，保证了中继有一点断开，不影响通信，通过内部中继冗余结构保持通话，以远端模块方式构成虚拟调度机，以单模光纤实现模块间通信。

3.1.2 光纤光端设备资源的综合利用

在数字视频技术，图像压缩编码、视频数字传输技术发展成熟的今天，图像通信已是综合数字业务网（ISDN）中的一个应用十分广泛的业务，瓦斯监测数据监控信号、工业电视、会议电视、可视电话等都以成熟地在通信网中大量应用。

因此，将工业电视监控系统、调度通信、瓦斯监测、井下變电所信息、给排水控制、皮带运输控制等纳入通信信息化建设大平台，是非常必要的，避免了网络的重复投资，充分依托现有通信网络，在未来的煤矿专网信息传送中，光纤光端设备资源的充分综合利用，使煤矿专网运行融于一体化信息网络中是最现实的发展趋势。

3.1.3 调度机与行政网的两网合一

调度通信网与行政通信网的分离有着其历史原因，由于技术设备可靠性及功能单一落后的调度机等诸多原因，形成了如今的全国大多数煤矿行业有着行政交换系统和调度系统，形成两套独立运行或环路中继互连的通信网络。

当前，在近几年改造的集团公司煤矿的调度机，设备先进，功能齐全。普遍采用COM串口与主机相连，通过NO7号信令方式与行政交换机连接。将调度机作为交换主机的数据终端。把主机用户端口状态数据送给调度台，并将调度台的操作数据传送至交换主机，因此，从技术先进性和功能的覆盖性及可靠性方面，该数字调度机均可达到行政通信网、调度通信网合二为一的功能。

由此可见，在今后的新建矿井调度通信网中，要统一规划，分步实施，在调度机选型、安全保护、软件容错、分散控制，主备冗余，弹性编码及组网功能方面给予全方位考虑，在偏远矿井建设中，调度交换机可随时发挥调度机、行政交换机合二为一的功能，为有效设备投入节约资金发挥最大作用。

3.2 煤矿自动化调度信息系统的软件实现技术要求

3.2.1 数据接口

系统需要实现与运销、ERP、省局煤炭信息系统等，统一数据源，避免重复录入。

3.2.2 系统非功能需求

（1）精度要求。数据采集率≥90%；动态信息及时率≥90%；静态信息全而率≥90%；信息准确率≥90%。

（2）时间特性：响应时间：局域网≤5秒，城域网≤10秒，广域网≤20秒，实时信息刷新剧期≤6O秒。

3.2.3 适应性和灵活性

系统开发环境要求为Web应用模式，服务器端进行配置安装后，对客户端的要求较低，客户端不需要任何安装，只要通过internet Exp1orer工具打开系统地址就可以进行访问。系统模块采用用户定义方式，在以后的需求变化时能方便的进行功能扩充和模块的增加。

结语

以响应国家号召，以人为本，以坚持安全生产为前提，保障人身安全为责任，从根本上排除隐患，充分的提高煤矿生产安全性和设备的先进性，同时减少政府的开支和执法部门的工作量，大大提高了监管力度及质量。通过对以上技术的应用将取代人员监视、测量、电话通知的传统方法，实现了智能化，为国家节省了大量的人力、物力和财力，操作上既灵敏方便又安全，为国家在煤矿的安全建设上做出了巨大贡献，并且具有非常深远的社会效益。

参考文献

[1]吴辉海.液压绞车[J].煤炭科学技术，1983（04）.

[2]雷晓明.煤矿安全生产状况分析[J].内蒙古煤炭经济，2006（01）.