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霍尔辛赫煤矿智慧矿山系统工程的实践应用研究

2018-12-05杨柳倩

山东煤炭科技 2018年3期
关键词:系统工程霍尔矿山

杨柳倩

(山西霍尔辛赫煤业有限责任公司信息科,山西 长治 046000)

随着计算机信息技术的发展与应用,以透彻感知、深度互联、智能应用为特征的智慧地球理念应运而生,智慧化成为继工业化、电气化、信息化之后世界科技革命又一次新的突破。煤矿开采行业由于地质条件复杂多变的原因,其对智慧化的要求非常之迫切,当前在自动化矿山、数字化矿山的基础上,迫切需要创新管理模式和技术手段,建设绿色、智能和可持续发展的智慧矿山。论文以霍尔辛赫煤矿的智慧矿山系统工程建设为案例,对其具体的建设和应用方案进行了详细的阐述,希望对其他同类型的煤矿进行智慧矿山系统工程建设提供相应的参考。

1 智慧矿山系统工程

智慧矿山是以矿山系统为原型,以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础,以现代手机应用技术和网络技术为支撑,建立起的基于移动数据网络的手机应用程序,可用多媒体和模拟仿真参数技术进行多维的表达,同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术手机软件系统。

2 霍尔辛赫煤矿智慧矿山系统工程方案分析

根据国家“两化融合”号召和行业发展趋势,进一步提升霍尔辛赫煤矿信息高效传递。霍尔辛赫煤矿与部分系统厂家、软件系统集成厂家主要针对手机移动终端和综合自动化平台建设进行了技术讨论,形成以下两套方案。

2.1 智慧矿山系统工程方案1结构分析

方案1的具体内容及结构示意图如图1所示。

图1 霍尔辛赫煤矿智慧矿山工程方案1结构示意图

该方案1的优点有:可并行运行、互不影响;可购买成熟产品,选择性强;费用相对较少。存在的缺点:需维护两套系统;数据共享性差,与互联网发展趋势相悖。

2.2 智慧矿山系统工程方案2结构分析

方案2的具体内容及结构示意图如图2所示。

图2 霍尔辛赫煤矿智慧矿山工程方案2结构示意图

方案2优点:统一管理,维护相对简单;投资重合度小。该方案缺点:需定制开发,费用投资相对较大(成本为方案1的3倍);难度系数大(对框架设计能力要求高);开发周期长(需求明确情况下开发、测试至少需6个月)。

2.3 两种方案比较分析

鉴于以上几种情况,霍尔辛赫煤矿选择方案1实施,按照方案2进行框架设计与布置,作为系统5~10年的规划扩展。在APP客户端上该煤矿有两种选择:一是该煤矿自身进行开发;二是与现有成熟APP系统对接。该煤矿自身开发APP,需要投资一台服务器,开发一套综合展示平台软件,然后做展示平台与APP各个模块的对接。外部系统平台主要选用两个比较典型的平台:一个是比较经济型的dingtalk(钉钉软件是个一个开放平台,用户可以自己进行二次开发);另一个是比较专业的OA系统。自己建设平台,所有数据在公司本地存储,相对数据保密性和安全性较高;同时因为平台属于自己建设,可以在界面上进行公司logo宣传等显示自主的东西。选用外部系统,所有的数据将会存储在外部平台上,最大的隐患在于如果外部平台消失或不再提供好的服务,煤矿方将很被动,所有移动互联网业务都终止。通过多方面的综合性考虑,该矿最后选择了进行自主开发APP进行项目的实施。

3 智慧矿山系统工程软件开发

3.1 信息化基础设施调整

为了能适应智慧矿山APP的部署实施,煤矿对现有的网络架构进行了调整,首先与运营商沟通出口带宽问题,给APP服务提供了足够的带宽保障。然后是出口设备调整,在新的专门用于APP发布的出口上部署了防火墙,从工业网到局域网中间增加了VSP设备做隔离,保障工业网的安全。在感知矿山实施过程中,煤矿与厂商进行深入的沟通协调,将工业网的相关子系统数据接入,如主运皮带、中央变电所、中央泵房等。与市场化实施人员协调做数据接口,将工资查询数据接入到手机APP中。

同时煤矿准备了硬件、软件环境:设定的硬件最低要求:手机终端要求:512MB内存+双核处理器+QHD屏幕;发布服务器要求:标配一台至强E5620四核处理器,英特尔5500芯片组服务器主板,8G DDR3 REG ECC内存,SSD 80G固态硬盘,双千兆网卡;开发环境:Windows10 Pro 64位,IntelliJ IDEA 2016,JDK1.8,Android6.0运行环境:Windows server 2008 32位,JDK1.6,Tomcat7.0.68,Android4.x及以上。

3.2 软件开发

开发阶段完全按照软件开发标准流程进行,先进行调研,概要设计、详细设计、开发、测试、上线运行。因为是自主开发,需求调研比较明确,很快完成,概要设计也在规定时间内完成。在详细设计阶段因为设计到软件架构、数据库设计等,请了专业的技术人员进行技术支持,下面主要说明一下详细设计。

用户界面系统设计:设计用户页面,采用界面原型的方式,直接设计页面布局以及页面之间的流转。组件实现类系统设计:从概要设计出发,设计实现组件的类。类关系图,描述类之间继承、包含、关联等静态关系。详细描述每个类的名称、编号、说明、类包含的属性名、类属性数值类型、核心类操作名、操作参数以及返回值类型;描述关键的类时序图,描述类(对象)之间如何协作,以完成功能。数据系统设计:从概要设计中的逻辑数据模型出发,描述数据物理设计、如果需要的话,进行数据迁移设计。物理部署设计:描述组件部署时的组合关系。

4 霍尔辛赫煤矿实践应用的实施效果分析

此智慧矿山系统手机应用软件是按照“人机物法环”管理的理念进行设计,其核心是为各级管理人员提供对应决策依据。在霍尔辛赫煤矿实践应用并运行一段时间后,取得了很好的效果,其具体表现在以下几点。

(1)降本增效,提高管理效率。以前,当井下现场或设备系统出现异常情况时,相关人员经常直接到达现场或根据现场人员汇报作出临时处理意见。导致处理问题不仅时间长,而且受现场人员语言表达水平限制,还会出现误引导现象。现在通过故障远程视频诊断系统,地面相关技术人员只要手中有一部手机、能上网。就可以对现场实时进行查看,及时作出对应决策。第一时间到达“现场”解决问题。

(2)市场化运行的核心,实现岗位工资班清班结、报表自动生成、结算收入即时查询,覆盖率达到100%。每位岗位员工通过手机应用就可以对当日工资查询。

(3)可以做到智慧生产系统管理,就是以无人值守采煤掘技术为代表的智慧综采工作面和无人掘进工作面。目前实现中央水泵房系统和变电所管理系统的远程控制与监测。

(4)实现智慧后勤保障系统,主要是指地、测、采、掘、机、运、通、调度、计划、设计等的信息化、智慧化系统等。

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