摘要: 為了提升龍東礦的信息化水平，提高安全生產(chǎn)的效率和效益，對(duì)目前龍東煤礦信息化的現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單分析后，借助于先進(jìn)的信息技術(shù)，提出了實(shí)施龍東煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)的構(gòu)想。論文首先給出了完整的軟硬件設(shè)計(jì)框架和結(jié)構(gòu)，繼而介紹了集成系統(tǒng)的特點(diǎn)，最后給出社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益分析。

關(guān)鍵詞: 信息化建設(shè);生產(chǎn)監(jiān)控;信息集成;安全生產(chǎn)

1.問題的提出

龍東煤礦在煤礦信息化建設(shè)中已經(jīng)做出了一定的努力，井下許多生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)處于監(jiān)控之中，而且這些設(shè)備的監(jiān)控信息也已經(jīng)通過網(wǎng)絡(luò)從井下傳送到井上，在相關(guān)工控機(jī)上可以查看。但監(jiān)控子系統(tǒng)之間，監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)管理以及與生產(chǎn)調(diào)試系統(tǒng)之間存在數(shù)字鴻溝，即信息互不相通，導(dǎo)致無法將管理與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信息緊密結(jié)合起來。從系統(tǒng)集成的角度來看，煤礦生產(chǎn)、管理的自動(dòng)化與信息化水平相對(duì)較低，特別是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)尚沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家都是自行制定傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，各子系統(tǒng)之間不能互通和兼容，存在“信息孤島”現(xiàn)象，信息資源難于共享，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

鑒于目前龍東煤礦的信息化的現(xiàn)狀，要快速提高安全生產(chǎn)效率，提升企業(yè)形象，降低生產(chǎn)和管理成本，在龍東礦盡快實(shí)施生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)已迫在眉睫。

2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

龍東煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)試信息集成系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

2.1硬件系統(tǒng)

整個(gè)硬件系統(tǒng)由辦公自動(dòng)化網(wǎng)和工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過硬件防火墻把辦公系統(tǒng)和生產(chǎn)監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)系起來。辦公系統(tǒng)局域網(wǎng)保持礦上原來局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變。

工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控局域網(wǎng)包括防火墻、熱備雙冗余千兆三層核心交換機(jī)、千兆二層接入交換機(jī)。工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中安置2臺(tái)熱備雙冗余主服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歸檔、處理及Web信息的發(fā)布。2臺(tái)前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器用于采集下屬子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并將其傳送到工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的主服務(wù)器上。

各已有工業(yè)監(jiān)控子系統(tǒng)，通過相應(yīng)交換機(jī)再通過光纜接入工業(yè)監(jiān)控核心交換機(jī)。工控核心交換機(jī)與前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器及工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相聯(lián)，最后通過防火墻接入辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)分三個(gè)層次:一是與井下設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)相關(guān)的底層軟件系統(tǒng)接口，二是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù))以及與之平行的信息交互交互系統(tǒng)，三是生產(chǎn)調(diào)度、管理與信息發(fā)布系統(tǒng)。

底層軟件系統(tǒng)接口通過與各井下生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)的通信，獲取相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)采集到的數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)，以便上層軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、查詢和統(tǒng)計(jì)以及其它軟件的信息共享。上層的生產(chǎn)調(diào)度、管理與信息發(fā)部系統(tǒng)的軟件負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的處理、分類、查詢、計(jì)算，便于決策。除了與生產(chǎn)調(diào)度相關(guān)的信息處理外，同時(shí)上層軟件系統(tǒng)還進(jìn)行政工、公共信息、系統(tǒng)管理、后勤、安全等信息的處理與發(fā)布。

3. 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用星型樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有控制簡(jiǎn)單、方便擴(kuò)展、容易維護(hù)和節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)。

3.2工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備的同時(shí)，每臺(tái)服務(wù)器的硬盤之間又采用RAID-5技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，防止數(shù)據(jù)丟失，確保數(shù)據(jù)的安全性。

3.3視頻監(jiān)視系統(tǒng)將傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸改為數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸，并且將控制方式由C/S模式改為B/S方式，系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng);維護(hù)費(fèi)用低;可以錄像保存，便于查詢和檢索;只要有網(wǎng)絡(luò)并擁有相應(yīng)的權(quán)限，通過瀏覽器就可以查看視頻。

3.4客戶端IE瀏覽器采用AJAX、CSS、DOM等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、狀態(tài)異步更新，為用戶提供了更好的視覺感覺。

3.5工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)分別前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來完成。前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器具有速度快的特點(diǎn)，負(fù)責(zé)各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)組合打包發(fā)送給工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器;工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器具有容量大，速度快等特點(diǎn)，負(fù)責(zé)將接收到的子系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)頁(yè)發(fā)布等。這樣將數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)發(fā)布獨(dú)立執(zhí)行，提高了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和傳輸速率，大大提高了工作效率。

3.6在不改變?cè)芯W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和子系統(tǒng)的前提下，本系統(tǒng)提供集中控制接口組件，由各自動(dòng)化系統(tǒng)供應(yīng)商配合開發(fā)控制接口功能，并植入原系統(tǒng)中，完成系統(tǒng)功能級(jí)的集成，節(jié)約了開發(fā)成本。

4. 系統(tǒng)效益分析

龍東煤礦往自投產(chǎn)22年來，礦黨政堅(jiān)持以人為本的管理思想和求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)，不斷提高企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力;合理開采布局，實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)，大力推廣應(yīng)用新工藝新技術(shù)，為高產(chǎn)高效提供了有力保障。

我礦正著手開始實(shí)施煤礦監(jiān)控與調(diào)度綜合信息集成系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)時(shí)信息、企業(yè)資源及管理信息之間的緊密集成，提高管理信息中有關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)不僅具有現(xiàn)代化企業(yè)內(nèi)部綜合信息管理平臺(tái)的功能，而且集成了安全生產(chǎn)所必須的業(yè)務(wù)處理。企業(yè)業(yè)務(wù)處理集中在一個(gè)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)信息的共享，提高辦公效率及效益，降低企業(yè)運(yùn)作成本。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，具有人性化。系統(tǒng)操作方便快捷，運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠，將大大提升了礦井自動(dòng)化水平、管理水平和抗災(zāi)能力。

可以預(yù)料，系統(tǒng)實(shí)施將帶來的社會(huì)效益主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:

(1) 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警等功能提高了對(duì)故障的反應(yīng)能力，從而確保系統(tǒng)整體的安全可靠運(yùn)行，降低事故率，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供有力保障

(2) 企業(yè)員工素質(zhì)的提高是系統(tǒng)實(shí)施的重大收獲

(3) 系統(tǒng)實(shí)施促進(jìn)企業(yè)管理創(chuàng)新與規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化

(4) 系統(tǒng)實(shí)施促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步

(5) 為其它煤礦的信息化做了很好的示范作用

系統(tǒng)實(shí)施運(yùn)行后，將在提高生產(chǎn)效率、降低成本、降低事故率等方面有顯著的成效，并節(jié)約大量資金。主要將體現(xiàn)在:

(1)由于系統(tǒng)的支持可實(shí)現(xiàn)井下系統(tǒng)的無人值守，每年將節(jié)省大量的人員工資。

(2)設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控機(jī)制杜絕了機(jī)器的空載運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行， 每年節(jié)約大量電費(fèi)。

(3)降低事故率，被監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)等故障時(shí)間大大減少，運(yùn)行時(shí)間增加，年可多生產(chǎn)大量原煤，新增大量利稅。

(4)井下機(jī)電設(shè)備嚴(yán)格按照系統(tǒng)中機(jī)電循環(huán)保養(yǎng)計(jì)劃執(zhí)行，大大降低了維修費(fèi)用。

由此可見，信息集成系統(tǒng)的成功運(yùn)行將為企業(yè)帶來了顯效的短期效益，同時(shí)也必將為企業(yè)帶來長(zhǎng)期的、持續(xù)效益。系統(tǒng)的實(shí)施將給企業(yè)帶來了直接和間接經(jīng)濟(jì)效益，也使企業(yè)員工的素質(zhì)有了提高，同時(shí)促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、管理科學(xué)化，為煤礦企業(yè)的成功應(yīng)用信息化技術(shù)起了示范帶頭作用，具有明顯的社會(huì)效應(yīng)。

5. 結(jié)束語(yǔ)

煤礦行業(yè)依然是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，有關(guān)生產(chǎn)、管理的自動(dòng)化與信息化水平相對(duì)較低?！靶畔⒐聧u”問題嚴(yán)重制約著煤礦行業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用整體效益的實(shí)現(xiàn)，特別是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)尚沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家都是自行制定傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，各子系統(tǒng)之間不能互通和兼容，信息資源難于共享，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，這些都嚴(yán)重影響了系統(tǒng)作用的發(fā)揮。本文提出的根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)狀況實(shí)施的生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)有力地解決了煤礦這一“信息孤島”現(xiàn)象，各個(gè)異構(gòu)子系統(tǒng)通過一定接口方案統(tǒng)一到一個(gè)信息集成系統(tǒng)平臺(tái)，有利用充分利用現(xiàn)有設(shè)備及其采集的數(shù)據(jù)，降低集成成本，提高信息交互能力、信息交換能力和信息共享能力，最終為煤礦效益服務(wù)，是非常經(jīng)濟(jì)而可行的方案。

作者簡(jiǎn)介:

江洪(1965—)，男，江蘇海門人，工程師，畢業(yè)于山東科技大學(xué)采礦工程，本科，現(xiàn)從事信息管理工作。