基于移动互联的煤矿通风机远程监控技术

2018-02-15郑志宏

机械管理开发 2018年9期

郑志宏

（山西新景矿煤业有限责任公司，山西阳泉 045000）

引言

移动互联为信息时代的代名词，逐渐在各行各业中得到广泛的推广和应用，具有信息收集快、足，传输、处理数据及时等优点。目前，国内煤矿企业普遍存在安全监测监控系统不健全、技术不成熟等问题，远落后于发达国家。随着移动互联技术的发展，可以对煤矿安全监测监控系统进行全面优化，通过移动终端和GPRS等技术对通风机远程监控系统的改善，实现对于事故隐患的早发现与早消除[1]。

1 现阶段煤矿通风机远程监控系统的现状

据不完全统计，我国煤矿通风管理科学化程度低、瓦斯浓度超量为造成事故主要原因，约占据整体事故发生率的60%。针对煤矿通风管理方面存在的问题，相关安全规定中明确提出了通风机需采用一用一备的方式，并且是单母线分段的双回路供电系统，而实际应用却存在很多问题和隐患，例如：通风机的冷机启动和挂网稳定性低下，引发瓦斯聚集隐患，每次倒机都可能发生安全事故；基于供电系统现存的单母线分段工作模式，如发生电源故障，需要人工方式来切断故障电源并打开备用电源，造成风机停机延长，势必造成不必要的通风事故几率提升。目前，我国远程监测监控技术推广滞后；国内煤矿生产企业在安全生产防护方面技术水平良莠不齐，质量差距较大。目前，我国的煤矿生产现状为国有煤矿为主、中小规模并存，造成我国煤炭行业安全生产监管难度较大，无论在技术装备水平还是安全生产质量等方面均与世界先进水平差距较大。据统计，在我国为数不多的大型煤矿中，相当一批煤矿企业完全缺少监控系统，更别提网络化管理系统；同时，相当一部分中小煤矿无论是生产设备还是监测监控设备长期运转超负荷，更新滞后，安全隐患令人堪忧。

2 基于移动互联的煤矿通风机远程监测监控技术概述

值得关注的是，伴随我国移动互联网技术的高速发展，移动终端普及，已呈现出由单一传输向多功能转化的显著趋势，互联网与终端的无缝衔接趋势为煤矿通风远程监控系统的智能化搭建创造了便利，互联网平台势必更好地在工业生产活动监控中起到重要作用，用户也能够即时通过监控系统实现安全审查、任务调度等。在煤矿通风机远程监测监控方面应用广泛的移动互联技术，有GPRS、Android技术，以及移动互联与终端设备技术等。首先，GPRS技术，理论传输速率可高达171.2 kb/s，以GSM无线高速数据分组传输技术为基础。这一技术自2002年于中国移动通信行业应用后便出现在市场上，广泛为客户所认可，极大应用于多媒体传播、大众生活以及工业生产活动中。基于此，煤矿通风机工作运行及安全状态相关数据的传输便成为了可能，当然整个过程的开展需要以移动互联网远程传输作为基础。其次，Android技术，这一技术最早于2009年问世并开始使用直至大规模推广，伴随其技术成熟度的日渐提高，其逐渐跻身于移动技术前列，使用比例不断攀升；与其他移动互联技术相比，其显著优势在于相对较高的兼容性、便携性以及良好的开放性，以Android技术为基础的工业生产、安全数据获取更为方便、易行；煤矿技术工作人员可将基于Android技术的监控设备随身佩戴，随时随地调研数据。此外，移动互联与终端设备技术是上述两种技术的基础，是通过将互联网与移动通信设备有机结合而实现的，用于借助于手机、PDA等终端设备，能够随时随地基于网络来进行访问，使得“远程”真正实现可能[2]。

3 基于移动互联技术的通风机监控系统基本设计要求

远程监测监控系统主要有现场微处理器控制部分、数据传输部分、数据库三部分。通过对通风机系统的电压、电流、风压等数据的实时监测，监测数据在处理器处理后通过DTU传输到数据库，完成相对应的控制操作。

通过设计可以对通风系统进行远程实时监控，设计时基于移动互联技术的远程实时监控要遵循几点基本要求：第一，因矿井环境复杂多变，要保证系统的安全性和稳定性，保证在发生突发事件时的可靠性；第二，要保证在深度矿井中终端信号的传输稳定，即便在金属屏蔽较多的井下也能保证做到网络覆盖要求；第三，提供数据的高速传输，满足视频监控、终端定位、生产和安全相关数据的采集工作；第四，能够达到矿井下各工段、各设备、井上和井下之间的协同工作和智能调度；第五，防爆、防水、防干扰，在没有外部电源的情况下能有长时间的续航能力[3]。

4 基于移动互联的通风机远程监控技术展望

在未来发展过程中，煤矿通风机远程监控技术的网络化、数字化特点将更为显著。第一，网络化方面。系统联网是安全生产的前提，如今，随着我国煤炭行业安全监测要求的日渐提升，很多公司围绕这一问题展开了项目推广。然而迄今为止，煤炭行业安全监控尚且未形成统一一致的通信协议，即系统间的信息共享未切实落实，各自间相互独立，与外界相对封闭，更别提全网更高安全级别的实现与落实。鉴于我国当前煤炭行业安全尤其是通风机安全状态监控尚且无统一协议，未来关于此议题的相关工作有待于推进。第二，数字化方面。数字化即基于收集获得的信息，由模拟状态转换为数字状态，进而基于一定的协议开展进一步的编码等，推动各系统间无缝连接，最终实现统一管理与调控。煤矿行业数字化进程使得矿下灾害视频监控成为可能。第三，经济化方面。当前，我国煤矿行业所使用的多为光纤、视频电缆，这两种信号传输形式或多或少会受到恶劣环境的影响，在发生人为破坏、碰撞时信号传输会受到干扰乃至中断。基于此，如何寻找一种成本低廉、维护便捷、信号传输质量高的方式值得在未来继续探索。第四，移动化方面。这里所指的移动化主要是针对移动无线通信而言的，更加适用于煤矿行业矿下作业[4]。

在远程监控系统的登录界面通过选择服务器和端口号，输入不同权限的登录账号进行系统登录。在登录后的主界面中包含通风机实时监控模块、设备安全操控模块、系统预警模块、历史数据查询模块和远程维护模块，点击任意模块即可进入相对应模块的功能操作界面。其中通风机实时监控模块主要显示通风机的运行参数和通行参数；设备安全操控模块主要是操作员对通风机现场设备进行远程操控；系统预警模块主要是实时掌握通风机的运行状态，在超限时实时报警；历史数据查询模块主要对通风机运行的历史数据方便调出查询，并提供通风机曲线运行分析和周期内报表自动统计功能；远程维护模块主要通过历史运行数据和相关专业技术参数设置，对系统运行状态给予维护意见，需要定期更新专业技术参数[5]。