煤矿智能综合调度系统设计

温 莉

(大同煤矿集团机电装备力泰有限责任公司，山西 大同 037036)

目前，国内煤炭企业生产效率较低，环境污染较严重，安全事故较多;勘探开发秩序比较混乱，矿区缺少统筹规划，越界开采等情况时有发生。“十二五”期间，国家计划用3年时间，通过兼并重组减少煤炭企业数量，增加煤炭企业平均生产量，提高煤炭资源回收率，技术水平明显提升，环境保护和治理能力加强。小煤矿的整顿，一方面为煤炭大集团提供了跨越发展的契机;另一方面，提高了煤炭行业的集中度，有利于行业长远有序的发展。伴随着煤炭企业的重组整合，行业内的安全生产调度系统也需要得到全面的升级，以达到相互兼容，资源共享，全面提升煤矿安全生产的水平和管理效率。

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化制定并落实执行，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］。

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［1］。

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，煤矿智能综合调度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 煤炭调度系统构架及功能

目前，视频指挥调度系统在煤炭行业得到了广泛的应用，完全实现日常生产调度与应急指挥调度的整合，有线通信与无线通信的整合，视频应用与语音呼叫的整合，不同品牌产品之间的整合，并构建成与智能联动报警于一体的综合性解决方案。

2．1 系统建设原则

综合视频指挥调度系统是煤矿信息化建设的重要部分，在系统设计时需要考虑一定的系统稳定性、安全性和耐久性。系统软件设计应架构稳定性好，监控前端结构紧凑、功耗低、可靠性高，能够适应各种恶劣环境［2］。

2．2 调度指挥系统一般所具有的功能

1)录像录音功能。通过调度系统可以便捷地联系到煤矿生产相关各部门。能了解各个主要关节的通行状况，并对生产现场进行录像。必要时可以多方连线进行视频会议。

2)视频联动、绑定功能。可以把制定场所的摄像系统和通讯终端绑定，达到联动操作的目的。绑定功能可以在控制指挥中心直接设置，灵活方便，操作简单，不影响原有调度部署，增强调度系统的灵活性。

3)数据日志存储。系统能够记录各种操作和告警等日志信息，可以对通话进行录音，并能够保存视频、图片和文字指令，允许管理员调阅回放，这些数据可以作为指挥调度过程重演的重要依据。

2．3 系统结构与方案部署

根据煤矿的整体结构及网络环境对该系统进行整体部署，系统分为指挥调度中心子系统、煤厂调度室子系统、监控现场子系统，各子系统部署在煤矿的不同位置，完成不同的功能。

系统中交换控制设备为整个系统的核心设备，一般布置在网络中心机房，进行统一管理;一般包含如下部分：营运公司指挥调度中心子系统、二级指挥调度中心子系统、监控现场子系统和通讯接入等部分。

2．3．1 营运公司指挥调度中心子系统

营运公司指挥调度中心子系统布置在总部的指挥中心，具有最高的级别和权限，可以对煤矿内部所有煤厂调度室进行指挥调度。营运公司指挥调度中心子系统由交换控制设备、用户终端设备及音视频输入输出设备等组成。

2．3．2 煤厂调度室子系统

煤厂调度室子系统布置在各个煤厂的机房以及调度室内，该系统拥有二级指挥中心的级别和权限，可以对其管辖范围内的煤厂现场和其他部门进行指挥调度，接受营运公司指挥调度中心的指挥调度等。

2．3．3 监控现场子系统

监控现场子系统布置在秤房、轨道房、煤厂、仓储等重要位置，负责将现场的图像及时上传到营运公司的指挥调度中心以及本煤厂的调度室，接受指挥调度。

2．3．4 其它通讯系统接入

目前，大多数煤炭企业已经建设了一些基于视频、音频的通讯系统，但各系统之间彼此独立，信息资源不能共享，给企业的应急工作带来了极大的不便，为了提高系统的工作效率，便于应急指挥工作的进行，扩大通讯的范围，可以将已经建设的通讯系统(如视频监控系统、视频会议系统、电话系统等)接入综合应急视频指挥调度系统中，进行统一指挥调度。

3 案例

3．1 基于MES原理的煤矿安全生产调度管理系统

通过分析煤矿产业生产管理特点，研究基于MES原理的安全生产调度管理系统，可以极大地提升煤炭企业对煤炭生产过程的管理和控制能力。此种调度管理系统适合大型化的产业部门对整个企业来做调度和管理，详细系统构成见图1。

图1 基于MES原理的煤矿安全生产调度管理系统示意图

通过MES管理系统，煤矿企业可以对现有资源进行优化配置，为企业带来更高利益。

3．2 某煤炭综合楼生产调度指挥控制中心系统

综合楼是煤炭生产过程中的一个必不可缺的环节，通过综合楼的调度实现对下属各个分公司的生产设备、工艺流程、生产运行数据等信息的监视。但是相对整个煤炭企业而言，综合楼只是其中某一具体单元，因此，对于综合楼的调度管理设计应当具体化，详细参见图2。

通过对综合楼生产调度指挥中心的系统设计，达到了资源合理配置的目的，提高了企业效率。

4 结语

煤矿智能综合调度系统是生产和管理之间的纽带，为企业管理者提供了良好的管理工具，改进管理方法，优化管理程序，降低管理成本，能够提高企业对生产全过程的监督与控制能力，及时发现生产过程中存在的问题，提高企业生产效率，最大限度地帮助企业有效使用现有生产资源，提高生产安全性。

［1］ 刘 军，王少华，仇 洪．基于MES原理的煤矿安全生产调度管理系统［J］．煤矿现代化，2009(3)：29－30．

［2］ 赵清泉．视频调度系统在煤炭资源管理中的应用研究［J］．煤炭技术，2010(11)：13－14．

［3］ 赵 欣．秦皇岛港务局煤炭综合楼生产调度指挥控制中心指挥调度系统应用［J］．中国高新技术企业，2010(19)：44－45．