智能化图像图形系统在煤矿调度工作中的应用

刘晓宾

摘要： 本文基于笔者国家能源集团神东保德煤矿多年工作经验，在理论结合实际的前提下根据自身理解对智能化图像图形系统在煤矿中枢调度中的作用展开相应探讨，为同行提供建设性意见。

关键词： 智能化;图像;煤矿;调度

引言

调度工作对于煤矿企业安全高效发展具有十分重要的意义，为了做好调度指挥这项工作，我们首先需要充分了解智能化系统的内涵。在当今社会，智能已经成为了一种时尚，很多企业和部门都想要把智能化融入到自身的工作之中，很多信息化和数字化的系统都被冠以智能两个字，例如智能地球、智能医疗、智能交通、智能安防等等。其中，图形图像直观控制就是智能化一个重要表现，其应用了计算机系统、数字化系统、采集系统、显示执行系统等使得现场操作指挥变得足够灵活。大体上而言，智能化图像图形系统根据不同应用范畴分为不同层次。其最直接的就是基于视频监控为媒介的生产工作界面的实时监控、实时预警与综合调度指挥。本文基于笔者国家能源集团神东保德煤矿多年工作经验，在理论结合实际的前提下根据自身理解对智能化图像图形系统在煤矿中枢调度中的作用展开相应探讨，为同行提供建设性意见。

智能化图像图形系统的构成

随着安全生产领域对计算机、红外探测等高科技技术的运用与推广。在成本和可操作性框架考量下视频监控系统成为了当前的首选。该系统能在直观而有效的前提下进行多维度的报警预警、动态监控、过程控制和信息记录等工作。相关数据只需操作人员运用计算机平台进行维护和调取。从而实现不同时间的全天候图像信息录像功能还提供识别查找和多重在线观看功能，并调取不同时段的图形数据进行分析，在工业制造和关键施工现场质量监督方面具有较好的能动性。减少了人员劳动强度，全面提高生产生活安全可靠性。在煤炭开采领域，《煤炭工业调度现代化建设总体規划纲要（草案）》中就明确规定了图像图形装备的建设标准。①图像采集、加工、处理、存储、传输（字符、图表;静态图像;动态图像）。②矿井主要生产环节关键部位用动态图像进行监视、监测、监控。③调度室内部动态图像图形信息显示（大屏幕、投影机、电视屏幕）。④远距离图像图形信息传输（闭路电视网络、多媒体视频网络、电视电话会议）。鉴于神东保德煤矿生产实际，优选装备有中煤科工集团重庆研究院生产的KJ90X型安全监控系统。新系统采用工业以太环网+现场总线+无线通信技术传输方式，实现多路数据并行快速传输。模拟量传感器到分站数据传输实现数字化，传感器使用RS485总线传输技术，数据传输采用CRC16校验，确保数据传输的可靠性。系统在设备抗干扰、实时性、可靠性、稳定性、扩容接入能力、防护等级、数字化、数据分析应用、数据融合、新技术应用等方面技术水平进一步提升，从而使监控系统运行可靠性得到了极大的提高。该系统由地面中心站、井下隔爆兼本安网络传输接口、井下分站、井下防爆电源、各种矿用传感器、矿用机电控制设备及KJ90X监测软件组成。

图像图形显示部分

该部分需要大规模硬件及配网保障下的多部件协调配合，以给用户提供较好的使用体验。依据系统搭建原则，其相应组件主要包括多媒体计算机、单片微机驱动、网络接口器（NIC）、监测系统接口、工业电视切换器接口、TV/VGA接口、LED控制器等。其中操控界面为友好菜单式多等级账户保护显示。能在不同权限下进行视频监控设备的调用、调试和使用。此外为避免系统错误或者断电引起的故障，相应图像图形显示部分还配备有多电源分路保护模式，全方位控制启动电源的状态。并基于当前工作环境与设备散热量进行延时启动和自动关闭。全面保障硬件系统寿命和通讯系统畅通。将工业电视系统运维工作做到最优。

图形部分

该部分工作原理简便，主要依靠计算机网络自我识别功能，在预设地质模块和安全模块帮助下自定义识别现场图像，并开机录制，并在中控系统上产生报警，提示操作员异常情况的发生。同时，接受到的图像文件还能进行监控组态下的数据共享，以告知其他工作界面的人员（图1）。

智能化图像图形系统在实际生产中的运用

当前煤炭开采行业由于工程进度紧，施工过程复杂。技术要求和质量监护要求严等多重因素导致在采掘面推进等关键工序上需要强化施工过程的全面监督。根据当前智能化生产监控系统的行业发展和运用现状，做实例展示如下。

视频监控系统

煤矿可视化监控方面，工业电视通过在井下综采工作面、胶带机头、避难硐室、变电所等关键点安装了防爆摄像仪，在调度室可看到井下现场实时状况，方便调度员对现场的调度和管理。井下安装有几十个摄像仪。除此之外，安防监控通过安装地面各工业广场及楼宇内的摄像机，实现场区及楼内视频安全监控管理。主要有工业广场视频监控系统、宿舍楼监控系统、办公楼监控系统、胶轮车库监控系统、保德生活小区监控系统等，共有摄像头上百个（图2）。视频监控系统自动记录每日24小时内的全部视频信息并存储在电脑硬盘中，可以随时调出查看。系统设置20天为一周期自动覆盖上一周期的视频信息，以确保不会因硬盘容量不足造成信息丢失。视频监控系统还具备隐患抓拍功能，监控人员发现现场安全隐患后，可立即利用抓拍功能进行资料留存，为安全教育及问题整改提供依据。

调度常用图形分析系统

人员定位，系统采用“北京天一众合科技发展有限责任公司”开发的KJ133矿用人员定位安全管理系统，于2008年2月安装投入使用，2012年5月升级为全公司大中心系统，数据库服务器位于公司。系统取得了煤矿矿用产品安全标志，定位分站、基站等相关设备符合相应的标准，并满足AQ6210–2007的要求。井下应急语音广播系统，采用天地（常州）自动化股份有限公司生产的KXT23矿用IP网络广播对讲系统，通过在井下建立千兆工业以太环网系统，实现对单独、分区、组合广播，支持定时自动播出。井下现安装环网交换机，矿用本安型IP网络广播终端，能够实现直通井下和井下相互对话，实现应急语音播报等。煤炭产量监控系统，采用山西阳光三极科技有限公司生产的KJ219煤炭产量监控系统，通过安装在两主井的传感器采集重量信号，进行A/D转换后，经过信号采集分站对所采信号进行处理，利用光纤技术把信号传输到机房计算机内，通过软件对产量数据进行分析处理和显示，实现产量实时记录及储存，这些系统以后的融合与信息交互也是以后的大趋势。

综合信息管理系统

除以上图形图像应用外，煤矿信息应用管理系统中还有图形图像分析引用，主要有OA系统、本质安全管理系统、资产管理系统、调度信息管理系统等。各系统的应用为煤矿提高工作效率和工作质量，降低成本发挥了重要的作用。协同办公管理系统提供个人邮箱、个人事务、公文管理、公共信息、综合办公、合同管理等业务功能。协同办公管理系统的应用极大的提高了工作效率，节省了运营成本，为领导科学决策、企业规范化管理提供了重要的手段，有力的提高了企业的竞争力和凝聚力。本质安全管理信息系统中图像统计分析是以“冰山理论”为基础，以危险源辨识和切断事故发生的因果链为手段，以人员不安全行为管控为重点，以PDCA闭环管理、持续改进为运行模式。其核心理念为“所有意外均可避免，所有危险均可控制”。其它信息系统包括生产管理系统、人力资源管理系统、督办管理系统、企业主数据管理平台、煤质管理系统、社保管理系统、业务流程管理系统、视频会议系统等。

常见的煤矿图形图像系统还有：综采工作面数据上传系统通过安装在井下的专用数据传输设备，通过光纤与将综采工作面的煤机、三机、支架等主要设备的运行参数上传至集控室计算机上，如：电流、速度、割煤刀数、故障等。系统可对综采工作面压力大小、分布情况及周期来压时间、支架初撑力情况、拉架是否及时到位等进行实时监视，有效指导工作面初末采、周期来压、贯通、过特殊地质构造期间的安全生产。

结语

综上所述，视频图形图像监控分析系统与常规的信息系统相比有很多的优势和特点，在采掘现场由于施工现场的扬尘、环境和噪音给安全生产带来很大隐患，有些现场工人不能到达或维护频次低的地方使得“智慧调度”图形画面监控系统优势更加突出。在主观层面给调度工作者起到了重大的利好和重要作用，具体表现在：网络视频画面系统可以远程监控和控制，无论方位有多远只要是在视频监控的范围内就能看到周围的一切画面，系统以网络媒介作为基础，全面操控全矿的构架，实现高效有序的调度调控;监控不会存在盲区，各领域中现在的网络技术日益发展发达，能够支持任何线路的傳输，图形图像监控能够实现把摄像机安装到任何一个角落实行控制，为煤矿和各领域实现安全高效的现代化调度工作和数据分析奠定了基础。

参考文献

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