矿井安全监测系统融合平台设计分析

宁亮

（中煤科工集团沈阳研究院有限公司 辽宁省抚顺市 113122）

在我国多种类型的传统产业当中，煤矿产业所占据的比重相当大，它能够为我国城市化发展以及提升国际地位打下坚实的基础。在信息技术和科学技术大力发展的前提下，煤矿企业应该抓住该机会，完善企业的管理模式，进而达到提高生产效率的目的。因此本文主要针对矿井安全监控系统的体系结构，数据设计以及体系安全设计等多个内容进行分析，希望能进一步提高安全监控体系的使用效率。

1 矿井安全监控系统融合平台

矿井设备的运行效率将会在一定程度上影响到整个矿井的经济效益。与其他设备以及系统不同的是安全监控系统，对于矿井工作人员的生命安全可以产生较大的影响作用，如果安全监控系统的智能化以及科学化程度与得到不断的提升，通过融入人员定位系统、设备远程控制系统，那么就能够很好的定位每一位工作人员的具体位置，在发生矿井安全事故之后及时的找到工作人员的位置。除此之外，通过建立矿井安全监控系统融合平台，利用人员定位系统，电网安全监控系统，现场工作人员可以及时的按照地面工作人员的信息发布，了解具体位置的故障，发生情况及时到现场进行解决，或及时进行疏散。总而言之，将监控系统，控制系统，人员定位系统等多种类型的系统进行充分的融合，是其成为具有全面性价值的平台，能够突破不同系统平台之间的信息孤岛，也可以更好的进行系统之间的联动。

矿井中的都有系统的网络融合工作，可以使得系统在实际运行的过程当中对不同类型的信息以及数据进行有效的传递，而且这一信息和数据传递的过程能够在不同的系统当中进行。但是要想保证数据和信息传递的稳定性，现场工作人员也需要对整个系统的标准体系进行规范化的设计。而且矿井多系统，多网络的融合，能够对多类型的数据信息标准化传输内容提供保障，也可以为数据共享的渠道奠定坚实的基础，从而实现矿井电力监控，人员定位，设备检测，安全监控等多个环节的内容和目标。特别是将安全监控系统与GIS系统进行充分的融合之后，就可以以电子框图作为基础，对这个矿山的开发情况进行了解，综合保证其矿井开发过程的安全性。除此之外，矿井安全监控系统的融合平台可以保证应急联动系统的有效运行，针对一些紧急情况例如突发性的停电，瓦斯超限等等，能够快速的将矿井内部工作人员全部撤离。

2 我国在矿井安全监控系统上的研究

近这几年，我国矿井事故发生的概率比较频繁，而且主要事故类型，属于矿井坍塌以及爆炸事故。在开展事故救援工作期间，因为救援人员无法对井下的实际情况进行了解，所以救援的效果并不是非常的理想。再加上对井下的结构不了解，所以在。语言效果方面不能达到预期的目标。但是如果在矿井内部可以合理的安排安全监控系统，那么矿井的开采过程就可以始终覆盖在监控系统之下。此时爆炸和矿井坍塌事故的发生概率就可以得到明显的控制，井下安全的工作得到有效保障之后，应急处理效果就可以得到明显的提升。而且将矿井安全控制系统安装在矿井之下，还可以在一定程度上提高矿井的生产效率，为矿井工作人员的生命安全打下坚实的基础，避免矿井企业出现财产损失的问题。

矿井安全监控系统的主要作用不仅是对井下工作人员的日常工作状态进行记录，更重要的是能够起到安全预警的效果，一旦系统处于异常的运行状态，那么该监控系统就能马上发送报警信号。矿井安全监控系统使用的是并联电路，它的蓄电池是24小时循环放电的，所以该系统24小时都会处于运行的状态当中，一旦出现危机之后就可以立即发布紧急预告，从而指导井下工作人员到避难场所避难。

除此之外，矿井安全监控系统还具有一项人员定位的功能，它能够对井下的人员进行实时的清点工作，每一位校庆开采的工作人员在入境时，必须要进行扫描，体系将扫描得到的数据记录在自动化体系当中，而井上的工作人员能够在人际界面清晰地看到井下工作人员的工作状态，借每一位工作人员的实际工作情况，以及他们的出勤率，总出勤的时间，迟到的情况，早退的情况。

3 矿井安全监控系统设计

3.1 融合平台的数据采集及综合分析

矿井安全监控系统融合平台总体的架构如图1所示。整个融合平台需要有不同的模块共同组成，包括数据信息采集模块，储存模块分析模块，展示模块，系统联动模块等等。在矿井的安全监控系统融合平台数据采集分析方面，况且所有与安全相关的监控系统体系都需要进行信息的采集工作，也都需要有该模块进行，它系统涉及的内容比较复杂，对于人员定位的问题，系统数据的问题，监控系统控制数据的问题等等都可以收纳到该体系当中。数据的中心模块，主要针对数据仪器产生的数据以及信息进行分析处理，并且将处理之后的结果储存到设备当中，或者按照系统的实际运行情况以及人们的实际需求将这些数据和信息对外公布。数据分析以及展示的模块对于整个监控系统而言可以产生巨大的影响，它不仅可以将数据以及信息进行有效的优化，还可以将其以图形化的方式展现给现场工作人员，让工作人员使用该模块当中的数据和信息，对后期的工作任务进行完善前。且以相关的数据和信息作为基础，还可以更好的应对矿井突发事故的相关问题，了解故障出现的区域，故障的实际情况。

3.2 数据采集分析设计

人工系统当中的子系统运行的效率相对较快，而且每一个子系统的负责内容都具有比较明显的差异，所以我们需要利用标准化的数据接口，对矿井内所有的子系统进行数据信息的采集工作。这样才可以保证数据以及信息采集的准确性和可靠性就采集到的数据都可以储存到数据库当中，所以整个数据库是矿井安全监控系统的核心部分。现场工作人员在针对矿井进行管理时，其系统的管理重点需要放在数据库的信息录入，信息检索和信息分析工作上只有针对这些信息进行有效的监控，才可以保证体系运行的价值得以发挥。了解现在很多煤矿企业使用的安全监控系统，在体系方面都存在较比为明显的数据库设计问题，不仅存在数据检索速度慢的情况，而且数据查询的速度也非常慢。在实际操作的过程当中，可以通过三级数据库命名的模式来将设备的名称，数据块的名称以及数据的类型等三个子体系进行设定，需要注意的是在多个子体系进行设定的同时，还需利用下划线对其进行划分。

图1：GIS图形软件结构框图

矿井安全监控系统融合平台数据库的设计也就是数据采集及综合分析的过程，系统在进入到运行状态之后，就需要以综合自动化系统数据集成方案作为根本对不同类型的信息数据进行采集工作，而这一过程，它又需要利用不同特点的数据以及不同特点的定义文件，快速的获取数据和信息，从而达到及时更新数据和信息的目的。在系统实际运行期间，每一个测点定义的文件又有各个子系统提供运行载体。也就是说子系统当中的数据和信息也会及时的更新到数据库中。因为数字更新的过程和信息设计的内容会比较复杂，包括故障数据，报警数据和数据以及数据处理的结果等等，所以在将这些数据进行储存之前，我们必须要经过专门的处理。

3.3 人机界面设计

人机界面的存在就是为了工作人员能够对矿井安全监控体系进行操作的过程当中，能够更加方便的完成各项指令的发布。首先通过人机界面，工作人员可以进入到体系当中，对相关的数据信息进行检索以及查询，最终确认各项指标是否得到有效的执行。上文曾经提到，大部分安全监控体系主要以iFIX3.5为主导，而以其为主导的人际界面体系，主要包括了变电所监控分体系，通风监控体系，提升机监控体系等多项内容。在对某一个监控的分体系进行监测时，工作人员可以通过人机界面当中的柱状图进行直观的反应。一般情况下，一个较为完善的人机界面体系，不仅要以人的智慧作为支撑，还需要有效的将计算机的智能化进行融入，只有这样才能够达到实现人机有效合作的目的。

3.4 安全监控系统与GIS融合

GIS技术是一种能够为矿井安全监控系统管理进行坐标定位支持的技术。与此同时，它还可以整体提高设备管理，数据联动等多个层面的管理水平，保证安全监控系统运行的稳定性以及可靠性。使用GIS图形软件实现两者之间的融合，能够保证图形编辑模块将外部电子框图导入到软件当中使用，从而整体提高平台运行的效率。其中图形软件结构框图如图3所示。以图形编辑模块作为基础，将外部电子框图导入到软件当中，之后可以对不同层别的图形进行分层显示，从而有效的避免图形丢失的现象出现。而且在这一个过程当中，他也可以将各种类型的对象配置在图形中江机电设备的图形位置进行同步相中帝骑的位置以及子系统定之后，工作人员就可以在显示器当中，这两者之间的运行情况进行了解，并开展一系列的数据信息更新工作。图形展示模块的应用价值在于将数据转变为更容易理解的图形，主要让工作人员更好的理解数据的含义，见图1。

3.5 各子安全监控系统之间的联动

各个子安全控制系统之间的联动可以将数据进行快速的传输，如果煤矿采集区域出现机械设备故障问题或者其他类型的安全事故之后，安全监控系统以及整个区域的子系统，都可以在第一时间产生联动效应，将视频监控系统的数据快速的传输到平台上，并且针对故障发生区域的数据进行分析之后，现场工作人员就可以以这些视频画面和数据参数作为基础，快速得来给出故障问题的解决方案。而且当平台检测到矿井出现安全事故之后，就会自己启动监控系统，对其进行维修。如果是在停电期间出现故障的问题，那么系统就会对有可能。针对发生断电的区域进行数据的提示以及分析，此时现场工作人员就可以根据提示的数据和信息进行后续的准备工作。如果某一个区域出现了安全性的话，那么应急联动系统就会对这一区域的工作人员下发紧急处理的通知。地面工作人员也可以通过平台的视频系统对区域现场的情况进行处理。

4 矿井安全监测系统融合平台具备的功能

将各个子系统进行有效联合之后，矿井安全监测系统融合平台的功能可以得到有效的丰富它，包括子系统数据信息采集功能，数据信息实时显示功能，历史曲线功能，历史数据查询与分析功能，图形显示功能，应急联动功能，安全等级评估功能等等。以上功能整体提高了矿井安全监测系统运行的价值，同时保证矿井生产的安全性和稳定性。

5 结语

我国对于煤矿企业的安全问题非常重视，而企业自身也需要对安全制度以及安全系统给予充分的关注。这不仅能够整体提高企业的综合素质能力，同时也可以使得企业的发展速度变得越来越快。如果能够将安全监控系统融入到矿井安全生产工作中，那么一些常见的安全生产问题就可以迎刃而解。如果使用单一的设备进行煤矿开采活动的监控，那么其优势将无法得到有效的发挥，而企业也应该根据自身工作运营的情况，将体系进行完善。上文分别从融合平台，总体构架，融合平台，数据采集综合分析，安全监控系统与GIS融合各自安全监控系统之间的联动等多项内容，针对矿井安全监测系统进行简单的分析。从整体的情况来看，这些组成部分的共同使用，整体提高了煤矿企业的运行稳定性，从而有效推动煤矿行业的快速发展。