Z煤矿安全监控系统设计方案
近年来,煤矿事故频频发生,如何加强安全生产,提高预警和事后搜救工作效率,摆到了国家各级主管部门和领导的面前。在经济高速发展、能源供应紧张的形势下,如何处理好保证安全和提高产量的关系,需要深入研究,发展不能以牺牲环境和生命为代价。
为此,如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系,如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能,有效进行矿工管理,保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。我们认为提升安全生产信息化管理水平,加强以灾害预防、搜救为主要目标的安全生产长效机制,是我国安全生产工作的必由之路。
在此环境下浙江大华技术股份有限公司率先推出适用于煤矿的数字视频监控系统,本系统从视频监控、信号传输、中心控制、远程监管等各方面提出全方位的解决办法,可以实现井下监控中心、地、市煤矿安全监控指挥中心与省局监控指挥中心联网,使煤矿安全管理工作向科学化、规范化、数字化管理轨道迈进,提高煤矿安全管理水平。
利用远程视频监控系统,地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,而且能及时发现事故,防患于未然,也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。另外,煤矿监管部门可以从省部管理中心远程监看井下状况,提出整改方法,减少事故隐患,因此新天安远程视频监控系统将是保障矿井安全生产的重要组成部分。
需求分析
在我国,采煤机械化程度仅为45%,矿工队伍很大一部分是文化水平较低、培训时间有限的农民工,甚至存在井下抽烟等严重违章现象,在高度危险的作业环境中,极易发生事故,造成重大伤亡。我们在分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现:
1)地面与井下人员的信息沟通不及时;
2)地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况;
3)一旦煤矿事故发生,抢险救灾、安全救护的效率低,搜救效果差。
目前,煤矿井下作业因为远离地面,地形复杂,环境恶劣与地面人员间沟通不便,如果利用远程视频监控系统,地面监控人员则可以直接对井下情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,而且能及时发现事故,防患于未然,也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。同时要求上级有关监管部门可以通过网络远程查看进行状况,提出整改方法。
煤矿监控系统需要满足以下功能要求:
●视频监控设备满足煤矿行业防爆、隔爆等级国家标准;
●可以实现各级部门联网监控,指挥终端、中心控制室以及上级领导终端可通过语音对讲对煤矿开采企业进行远程指挥;
●系统具有特定的视频效果:以矿井为单元,将一路或多路视频信号进行图像预览和录像。
●系统具有实时日期和时钟视频叠加功能:对矿井全程视频图像进行实时日期和时钟预览和录像,保证采矿过程的完整性和真实性。其日期和时钟在画面中的显示方式和显示位置可根据现场实景进行位置调整。
●系统具有单画面、多画面和全屏等多种显示方式,预览显示画面在多画面显示方式下,其显示位置可进行人为调整。
●系统具有录像效果调节功能、网络传输质量,保证其图像在局域网和广域网上都能进行网络传输。
●系统具有音、视频实时网络浏览功能,每路图像可允许多个网络客户端同时进行网络浏览。
●系统具有录像资料转制vcd、dvd光盘存储功能,便于资料的保存和资料审阅的便捷。
●系统具有对剩余硬盘空间显示和容量不足警示功能,提供线性和循环录像两种模式。
●系统具有客户端对录像资料的检索、管理和回放。
●系统具有通过网络实现上级领导与矿井监控中心工作人员进行网络会话的功能,从而保障指挥的有效性和实时性。
●系统具有易安装性和易维护性。
●系统具有操作简单,界面简洁,功能直观明确。
系统组成
整个系统基于广州莱克电子有限公司专门针对煤矿系统开发的dh-600数字图像监控系统进行设计。搭建系统平台的核心设备网络视频服务器dh-nvs1604c及客户端软件dh-600都由广州莱克电子有限公司自主开发设计。
根据用户实际情况,结合我司设计经验以及前期对一些煤矿企业的施工经验作了以下系统设计。
工业电视监控系统由摄像设备、和视频服务器(具有监控主机、硬盘录像功能)等设备构成。后台视频服务器的各种信号输入接口满足煤矿终期建设规模要求。
工业电视监控系统可分为主站监控层、终端层(分为井上部分、井下部分)及远端监控中心,终端层的用摄像机作系统的前端单元负责采集各监视点的视频信号,并将视频信号压缩编码传送到控制室室内的视频监控中心。这样工作人员就可以在控制室的图像控制台或图像监视器来监视各种设备的运行状况。同时,工作人员也可以通过图像控制机对前端的摄像机发布控制命令,对图像进行诸如取景、定位、光圈大小、聚焦远近和变倍等操作。远端监控中心通过局域网获取前端煤矿图像,并且在登录权限满足的情况下具备前端煤矿矿井等拥有的一切管理操作功能。
根据线缆技术参数和我方施工经验可以保证现场图像传输的清晰度和控制效果,因此井下摄像机信号通过光纤以及光端机传输,其它井上摄像设备通过光缆及视频光端机结合视频电缆、控制线与系统连接,视频、控制信号的传输都采用屏蔽电缆。
此外,图像监视系统应具有和煤矿内其它监控系统接口的功能,运行值班人员在监控主机上操作时,可直接在监视器观看相应设备的状况。这样可以进一步提高运行人员操作设备时的可靠性和安全性。
布置在井上的摄像设备包括高速智能球机、红外枪机、嵌入式红外半球摄像机、等,布置于井下的摄像机设备为煤矿专用防爆摄像仪,该设备内置超低照度摄像机、视频光端机,可直接通过光缆传输到监控中心。
系统核心设备是网络视频服务器dh-nvs1604c,图像信号的接收、编码、发送;云台镜头控制信号的发送;报警信号的接收;以及系统数据管理都由它完成。
网络视频服务器可接入内部传输网,送到煤矿企业mis上,通过在监控主机上安装客户端软件就可实现对前端设备的管理监控。
系统结构
整个系统有井上视频采集、井下视频采集、监控中心控制室和远程视频监看指挥系统三部份组成,远程指挥终端可通过网络访问监控中心的数字视频服务器监看井上、井下视频,还可以使用双向对讲向煤矿企业进行远程指挥。由于煤矿企业一般都有自己的井下检测设备,我公司的数字视频网络视频服务器具有友好的程序接口,可以和煤矿企业自有设备完美结合起来。
银源煤矿工业电视分为井上和井下监控。井下的防爆摄像仪通过光纤传输到地面控制中心的网络视频服务器上,井上的摄像机信号直接通过视频同轴电缆连接到网路视频服务器。通过中心视频服务器对网络视频服务器进行配置。局域网内用户可以通过授权察看或者录像。企业相关领导具有最高权限,通过最高权限可以对相关人员进行网内授权。
监控客户端以及中心视频服务器通过交换机和网络视频服务器连接,煤矿系统用户输入系统分配地用户名和密码就可进入安全监视系统进行系统操作。
1、监控前端
图像监视系统可分为主监控层和终端层,终端层的用摄像机作系统的前端单元负责采集各监视点的视频信号,并将视频信号压缩编码传送到控制室室内的视频监控中心。这样工作人员就可以在控制室的图像控制台或图像监视器来监视各种设备的运行状况。同时,工作人员也可以通过图像控制机对前端的摄像机发布控制命令,对图像进行诸如取景、定位、光圈大小、聚焦远近和变倍等操作。
2、主监控层
主监控层配置1台中心视频管理服务器,监控主机通过中心交换机与网络视频服务器联网,在监控主机上可以实现实时监视。模拟视频信号从网络视频服务器的视频或vga输出口输出,通过直接操作视频服务器可对前端摄像机进行操作,并能接收显示各路报警信号。网络视频服务器可接入内部传输网,送到煤矿企业mis上,通过在配置的客户机上安装客户端软件就可实现对前端设备的管理监控。
3、终端层
煤矿专用摄像机
煤矿井下环境恶劣:第一、煤矿内坑道没有光线,且不能使用红外射灯,需要使用低照度摄像机;第二、坑道内只有660v、127v两种电压,需要考虑电源转换;第三、井下空气中瓦斯和粉尘含量较高,容易发生爆炸,所以必须使用经过煤安认证的隔爆防护罩。
针对井下的复杂环境,综合考虑各种因素,我们选择常州裕华的kba121b型矿用本安型光纤摄像仪,该机内置具有“黑夜之鹰”称号的星光级渥太克wat-902h摄像机,配备4.5-10mm高品质手动调焦、自动光圈镜头,它可以在仅有一点星光的环境中,就可以达到白天的效果,免于安装红外灯,其最低照度仅为0.0003lu*,但可以达到570线高清晰画面效果。摄像仪防护罩采用全不锈钢构造,密封性能好,并且防腐、防尘、防水,可装定焦镜头,已经通过煤安隔爆等级认证d级标准,适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下。防护罩内安装一台单路视频光端机用于视频传输,同时内置127v转12v的电源适配器可以满足井下的电力使用标准,符合集中供电的要求。
煤矿井道中采用光缆进行视频传输,因为使用光信号传输杜绝了以往传统视频线缆传输产生的电信号,减少隐患,而且光纤传输距离很长,可达30km,便于煤矿企业合理布线设置监控中心。
地面高速智能球机
智能球机采用了英国dational的dat-sd6005高速一体化智能球机产品,内部带有温控设备,在寒冷天气来临时,摄像机将自动切换加热装置,已达到低温环境下的监视要求;球机具有预置点功能,当现场发生报警时,通过软件的联动设置,球机会自动转动到报警发生地,调节镜头进行监视。
dational智能球机配合我公司的网络视频服务器可实现三维智能定位功能,鼠标轻轻一点就可将监视对象自动定位到屏幕中心,并通过鼠标的拖拽可实现被监视物体的任意放大和缩小。
地面红外摄像机
地面彩色红外枪机以及地面彩色红外嵌入式半球摄像机我方选用具有高性价比的摄像机,产品均自带红外灯、防尘、防雨,完全可以满足煤矿工业电视监控要求。
系统实现
前端摄像机信号通过bnc头直接从摄像机后端输出,经过视频线syv75-5-1传输至中心机房的网络视频服务器的视频输入端。
云台转动、摄像机镜头变倍聚焦的控制信号由网络视频服务器的rs485口输出,通过控制线rvvp2×1.5传输至云台镜头解码器和球机解码板。通过解码输出控制信号到云台和摄像机,从而实现对前端设备的控制。考虑到煤矿特殊环境,所有线缆采用具有阻燃性能的产品,并加机械保护。
在煤矿主机房主要配置三台网络视频服务器dh-nvs1604和以及交换机、监控主机等中心设备。
网络视频服务器放置在机房监控室内,所有前端设备信号都接入网络视频服务器。摄像机视频信号直接接入到监控后台系统的网络视频服务器,控制线与网络视频服务器的rs485口连接。网络视频服务器可控制球机的上下、左右转动和放大缩小,以及聚焦、光圈等。整体起到全方位监控作用,使用户能得到合适的视角和大小可变的画面。
设备自身带有网络接口,系统可通过100m口输出接入交换机再与煤矿局域网通道相连,实现远程网络监控。
为了实现系统所有摄像点24小时录像的要求,保存7天或1个月以上的录像时间(报警录像),根据接入摄像机数量在各台网络视频服务器中配置了2块500g硬盘。用户可通过在网络客户端或服务器上直接调用、备份录像文件,实现对像文件浏览和管理。
电缆布线和设备的抗干扰要求
1、电缆
根据电力系统对电缆的特殊要求(阻燃、防火、防小动物),工程中使用的控制电缆、视频电缆和电源电缆为阻燃电缆,对高压电磁场有良好的屏蔽作用。电缆可以在500kv(含500kv)以下电压等级的煤矿或电力行业中消除环境中高电场、高磁场等一些干扰因素对系统造成的影响。
2、管件
户外埋地电缆加套热镀锌管,电缆沟内电缆加套pvc管,室内电缆加套pvc槽。
3、设备的抗干扰要求
为了提高系统的抗干扰能力,在电源接口处,采用自恢复保险丝、tvs器件、防雷器件等多种保护措施;在通信接口处,采用防设备内置雷器件等多种保护措施;在其他输入输出接口处,也都采用内置防雷器件等多种保护措施;另外,各种地线完全隔离和设备的外壳进行接地。
远端监控中心
1、结构说明
中心交换机连接了网络视频服务器以及中心管理服务器和监控主机等设备,中心管理软件安装在中心管理服务器上面,直接对网络视频服务器以及客户端进行配置以及对客户端用户授权。中心交换机可以接入到煤矿系统局域网或者广域网,远端用户通过访问中心视频管理服务器,可以查看或记录煤矿监控点的情况。远端客户也可以通过web浏览实现实时的监控。
2、软件说明
以下简要说明软件相关特点,详细软件功能特点见6.11“软件系统”。
1)软件运行于s98/2000平台,具备一定的兼容性,无论采用何种编码方式,均可在s98/2000平台上运行;软件提供的各项操作、控制功能(图像切换、摄像机动作、报警设置和撤消)等直观易懂,使用方便;用户操作的监控终端采用s系统平台,全中文界面,人机交互性能好,使用方便、简单,只要通过点击鼠标器就可实现控制,也可用操纵杆进行控制。
2)系统软件可根据用户要求完善各项管理功能。
3)系统具有良好的扩展性,无论同一前端的监控点数量增删、同一系统的前端数量增删、终端用户数量的增删,都留有足够空间,随时可以根据用户的需要进行扩展。
●可随时增加摄像机等前端监控设备。
●可方便扩充远程数字图像编码器的数量。
●在连网的相关科室的计算机终端上只要系统授权,增加相应的软件或用web浏览器即可具有远程图像监视的各种功能。
●支持web方式监控:采用web服务器技术,联网的计算机,只要经过授权,即可利用ie、netscape或其它web浏览器,进行图像监视,不必专门安装软件,即可具有包括图像分屏监视、视频切换、摄像机控制、编码器控制、信息查询等各种图像监视功能。监控系统采用web浏览器作为工作平台,网页作为信息载体,不同的图像监视系统,只要都采用网页浏览方式进行图像监视,就可实现相互兼容。
4)dh-600软件特点
●中心管理软件
该管理软件集用户管理、电子地图、设备管理为一体,分为服务器和客户端。系统主要功能实现多台联网监控设备集中控制管理,达到多个前端的同时监看、各前端报警的自动上传及多个前端的语音对讲等功能。适用于采用多台大华系列监控设备的系统。
●客户端软件详细介绍
主要功能:与中心管理服务器配套使用。本软件是一个功能强大的中控软件,集多窗口,多用户,多语言,diy界面,语音对讲,分级电子地图,报警中心,兼容其它扩展产品,单机直连设备客户端等功能为一体。软件具有电子地图功能,界面友好,操作简单,可方便的进行布设防及权限设置。
如果具备权限,可以实现普通客户端实现的所有功能。此外还具备:a、可同时登陆多台前端主设备进行多画面监视;b、可选择不同前端主设备的不同画面进行轮巡;c、具备多级电子地图监控功能;d、具备与各个前端对讲的功能;e、报警中心提示功能。
●软件透明度
如买方需要对系统进行二次开发或与其它系统进行连接时,本公司将提供客户端软件相应规约,接口参数。
篇2：X煤矿安全监控系统升级改造技术方案
为保证煤矿安全监控系统升级改造工作的有序、有效进行,确保达到预期效果,根据安全监控系统现状、监测监控的技术发展和煤矿安全生产的客观需求,制定本方案。
一、安全监控系统升级改造基本目标
1.促进安全监测监控新技术新装备的推广应用,提高安全监控系统技术性能和安全可靠性,适应煤矿安全生产的需要。
2.促进安全监测监控多元融合和信息共享,提高煤矿安全预测预警水平,实现安全监测监控信息的深度分析和综合利用。
3.支持安全监管监察,促进煤矿企业合理有效使用安全监控系统,充分发挥安全监控系统在煤矿安全生产中的重要作用,提高安全监控系统的应用水平。
二、安全监控系统升级改造基本原则
1.统筹规划、试点先行、有序推进。制定国家层面的安全监控系统升级改造总体方案、技术方案,明确总体技术要求,及时完成标准换版;在分类试点的基础上稳步推进,针对不同的矿井类型分步实施。
2.政府引导、企业主体、协同配合。在国家煤矿安监局的领导协调下,发挥各级安全监管监察机构的作用;突出煤矿企业在安全监控系统升级改造中的主体地位和作用;引导安全监控系统生产企业积极进行产品升级,督促检测检验机构和安标中心积极配合开展相关工作。
3.立足现状、着眼需求、确保有效。在充分利用煤矿现有安全监测监控技术装备的基础上,根据煤矿安全生产的实际需求,进行安全监控系统的升级改造;确保通过升级改造,提高安全监控系统的技术水平和应用水平,适应煤矿安全生产发展的需要。
4.新安装系统与煤矿在用系统分类处理。新安装的系统满足全部新要求,煤矿在用系统应满足基本要求,其余要求可分步实施。
三、安全监控系统升级改造主要内容
1.全数字化
在分站至中心站数字化传输的技术上,将各类传感器、执行器至分站升级为数字传输,实现安全监控系统的全数字化。
2.增强抗电磁干扰能力
安全监控系统及组成设备采用抗干扰(emc)技术设计,通过以下试验:地面设备3级静电抗扰度试验,评价等级为a;2级电磁辐射抗扰度试验,评价等级为a;3级脉冲群抗扰度试验,评价等级为a;交流电源端口3级、直流电源与信号端口1级浪涌(冲击)抗扰度试验,评价等级为b。
试验条件:形成完整的系统架构,组成设备的类型齐全;至少一台分站达到满载要求;交换机及接口的每个电口至少带载一台设备。
试验加载方法:系统中不同类型组成设备均分别进行试验;试验在系统正常工作状态下进行,即系统传感、传输、显示、控制、执行的功能正常
3.推广应用先进传感技术及装备
突出、高瓦斯矿井的采掘工作面及总回风,瓦斯传感器必须使用激光传感器等全量程传感器;突出、高瓦斯矿井的回风隅角,建议采用无线传感器;高硫煤层采掘工作面的瓦斯传感器,建议采用光学原理传感器;建议加装粉尘监测设备。
推广使用低功耗传感器、自诊断型传感器,鼓励使用多参数传感器。
4.提升传感器的防护等级
将传感器的防护等级由ip54提升到ip65。
5.完善报警、断电等控制功能
实现分级报警,根据瓦斯浓度大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等,设置不同的报警级别(响度或频度),实施分级响应。各级别报警点的设置可由煤矿企业根据实际情况决定。
推行逻辑报警,根据巷道布置及瓦斯涌出等的内在逻辑关系,实施逻辑报警,促进各类传感器的正确安装、设置、维护,监控系统的正常使用,防止违法行为。具体逻辑关系可由煤矿企业根据实际情况进行设置。
完善就地断电功能,提高断电的可靠性,并加强馈电状态监测。
推行区域断电,可由根据煤矿企业根据井下供电系统的实际情况进行设置。
6.支持多网、多系统融合
实现井下有线和无线传输网络的有机融合、监测监控与gis技术的有机融合。
多系统的融合可以采用地面方式,也可以井下方式。鼓励新安装的安全监控系统采用井下融合方式。进行井下系统融合时,建议视频监测原则上不接入。
在地面统一平台上必须融合的系统:环境监测、人员定位、应急广播,如有供电监控系统,也应融入。其它可考虑融合的系统:视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等。
7.格式规范化
规范传感器、执行器至分站,分站至中心站的信息传输格式,逐步实现安全监控系统信息传输格式的统一。
传感器、执行器至分站的有线传输采用现场总线方式,包括rs485、can;无线传输采用无线传感网络,包括wavemesh、zigbee、wi-fi、rfid、蓝牙4.0。
分站至中心站传输采用工业以太网、rs485、can。
8.增加自诊断、自评估功能
实现系统定期的自诊断、自评估,能够预先发现系统在安装使用中存在的问题。自诊断的内容至少应包括:
(1)传感器、控制器的设置及定义;
(2)传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络的工作状态;
(3)传感器维护、定期未标校提醒;
(4)中心站软件自诊断,包括双机热备、数据库存储、软件模块通信。
9.加强数据应用分析
安全监控系统应具有大数据的分析与应用功能,至少应包括以下内容:
(1)伪数据滤除及异常数据分析;
(2)瓦斯、煤与瓦斯突出等的预测预警;
(3)大数据分析,如多系统融合条件下的综合数据分析等。
10.应急联动
在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下时,可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。
11.提升系统性能指标
(1)系统巡检周期不超过25s,并具备对瓦斯涌出异常区域监控设备加速巡检功能,在瓦斯超限时瓦斯超限区域监控设备的巡检时间不超过10s;
(2)异地断电时间不超过40s;
(3)备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到3h,更换电池要求由仅能维持1h时必须更换,提高到仅能维护1.5h时必须更换;
(4)突出、高瓦斯矿井的采掘工作面甲烷传感的免调校周期不低于6个月。
(5)具有双机热备自动切换,切换时间不得超过5s。
(6)模拟量传输处理误差不超过0.5%。
(7)分站的最大远程本安供电距离(在设计工况条件下)实行分级管理,分别为2km、3km、6km。
12.增加加密存储要求
为有利于安全监管监察和企业安全管理,对采掘工作面等重点区域的瓦斯超限、报警、断电信息应进行加密存储,采用如著名的加密算法md5、rsa对数据进行加密。由国家局指定加密密钥,确保数据无法被破解篡改。
13.方便用户使用、维护、培训
软件界面友好,方便调用,强化帮助功能。
以上升级改造内容,对于新安装的安全监控系统必须全部满足,对于在用中的安全监控系统,可采取逐步推进、逐渐完善的方式,但经改造后的安全监控系统必须满足升级改造的基本要求。新安装及在用安全监控系统应满足的基本要求见表1。
表1?新安装、升级改造后的在用系统应满足的基本要求
序号内容新安装在用备注1全数字化√√2抗电磁干扰能力√在用系统升级改造中使用的新设备、部件必须满足3先进传感技术及装备√√4设备防护等级√在用系统升级改造中使用的新设备、部件必须满足5报警、断电等控制功能√√6支持多网、多系统融合√√7格式规范化√在用系统升级改造中使用的新设备、部件必须满足8自诊断、自评估功能√√9数据应用分析√√10应急联动√√11系统性能提升指标√在用系统升级改造后,备用电源、甲烷传感的免调校周期及双机切换必须满足12加密存储√√13方便用户使用、维护、培训√√注:“√”表示在升级改造阶段必须要满足的项目,没有标注“√”的,应按备注项中的要求进行实施。四、技术实施方案
1.?新标准发布后,系统生产单位按照新要求进行产品设计和生产制造,并取得安全标志。煤矿新安装的安全监控系统,必须满足新要求。
2.?在用安全监控系统,依据相关标准规定,煤矿企业应在相关煤矿安全监控系统生产厂家的协助下,制定升级改造方案,并实施改造,升级改造方案报煤矿企业报属地省级煤矿安全监察机构。对于经评估后没有改造价值的,应安装新的安全监控系统。
3.在用安全监控系统的升级改造,可选择采取以下方式:
(1)全部更换。
(2)按安标认可的配置进行部分更换。更换过程中涉及本安关联的,应按照实际连接情况进行本安关联评定,出具本安关联评定报告;使用性能由生产单位保证。对已经进行本安关联评定的同类情况,在其他矿井升级改造时不再进行。
(3)在用传感器、分站升级过程中,如果仅涉及软件更新,不涉及防爆性能,由生产单位自行试验并保证。如果涉及防爆性能,改造后的设备需进行自身的防爆检验以及与所连接设备的本安关联检验,出具关联检验报告;使用性能由生产单位保证。以后同类情况不再进行关联检验。
(4)升级改造过程中,通过增加数字转换器以满足全数字化要求的情况,并且应进行与所连接设备的关联检验;使用性能由生产单位保证。
4.在试点改造的基础上全面推进升级改造工作。每家生产单位安全监控系统升级改造试点结束后,应组织专家评估,以总结经验,发现共性、关键性问题,确保达到升级改造效果。
篇3：X煤矿安全管理监控系统方案
煤矿安全生产是关系到煤炭工业持续健康发展的头等大事,在党和国家的关怀下,全国煤矿安全生产自80年代以来,出现了逐步好转的趋势。但是,由于许多方面的问题还未得到很好解决,煤矿事故多、伤亡大,我国煤矿的百万吨死亡率仍然远远高于世界一些发达国家。2004年1月13日,国务院第397号令公布了《安全生产许可证条例》,自公布之日起施行。这对煤矿企业来说是一件大事。《条例》对于严格规范安全生产条件,进一步加强安全生产监督管理,防止和减少生产安全事故,将会发保障作用。
我国煤炭行业中的大多数企业都已经或正在进行煤炭安全监控系统的建设,这些系统的建立在实现安全生产的过程中起到了重要的作用,但是由于各种系统建于不同的时期,使用了不同的技术,各个系统之间无法进行有效地集成,使得安全生产监测监控信息不能很好的整合利用,将安全生产监测监控信息及时、准确的传送到各级相关人员手中,缺乏有效地手段。
为了有效地解决上述情况,使我国煤矿具有较强的国际竞争基础和实力,这就使得煤矿企业需要一套煤矿安全管理监控系统,该系统能够采集煤矿内部已有的多个系统中的相关数据,可以针对众多系统中的繁杂数据,建立多种安全数据计算模型,并且可以根据数据模型进行分析,在发现险情的时候能够及时的发送相关信息给相关人员,这就能够使得相关人员及时动态的掌握危机情况,从而能够对危机进行正确的应对措施,除了系统能够自动进行危情预警之外,系统同时提供了wap应用,使用人员可以主动地通过手机进行查询相关的数据,从而能够主动地了解相关情况,并且可以提前根据相关情况进行业务调整。
应用现在社会上流行的系统设计理念和先进的开发技术进行系统开发;能够正确及时的采集煤矿企业中相关系统的数据,并且进行快速及时的数据统计分析,根据分析结果,准确的进行不同危情等级的报警。充分利用当前先进的通信网络以及信息技术,能够实现及时采集数据,全方位的进行数据分析,全天候进行数据处理,通过sms短信能够实时的将分析结果,根据不同的危情等级发送到不同的责任人手中,为有效地预防事故提供辅助手段。
系统的设计遵从以下几个原则:
易用性
这是系统的中心。以实际需求为出发点,以方便使用为原则,前台界面友好,后台管理部分可以灵活地对参数进行设置和调整。
及时性
这是系统的根本,系统能够根据用户的参数设置,及时在不同的时间段的从不同的系统中采集到相关数据。
安全性
基于国际通用安全标准,全面考虑系统安全性
可持续性
系统基础架构坚实,应用平台可延伸,功能可扩展
可靠性
采用技术成熟、高可靠性应用系统,保证系统的正常运行,并能适应可预想的异常情况。
高性价比
考虑到本系统企业的特殊性,系统设计从服务器处理能力、网络传输能力、软件系统效率等角度综合分析,合理设计结构、配置,保障服务质量。在满足用户需求与系统的高性能、高可靠性的前提下,尽量避免采用昂贵的设备,以降低用户的投资。
通过以下几个方面保证系统的安全、稳定、高效的性能:
严格的权限控制
采用严格的用户权限控制机制,确保系统数据的安全。
多线程的数据采集
针对企业内部数据,采用多线程进行采集。
高效的数据库设计
针对煤矿企业系统以及数据的特殊性,对数据库进行高效设计,以确保数据库结果的合理性。
灵活的模型建立方式
系统采用灵活的建立方式,用户可以针对不同的情况建立多套数据模型,系统将会根据用户建立的数据模型进行数据处理。
1.4技术路线
本平台建设采用j2ee平台,遵循业内先进的java标准,并可依据该平台提供*ml、soap、webservice、ejb等多种接口。
针对不同的企业用户,系统支持oracle、sqlserver、mysql等关系型数据库系统,应用服务中间件也可以选择tomcat或其他付费的中间件平台。
该系统主要分为四大模块:wap业务模块、短信业务模块、后台管理模块、视频监控模块。
wap应用模块,主要是对采集到得数据以及分析结果进行展现,具有相应权限的人员可以通过手机查询到自己所需要的相关数据。
短信业务模块则可以通过发送短信的方式提交查询请求和接收系统自动发送警报信息。
后台管理模块包括数据采集,数据分析等功能。数据采集主要负责采集煤矿企业各系统的相关数据,采集数据采用参数化方式,用户可以对参数自己进行设置;数据分析主要是针对采集过来的数据,根据提前建立的数据模型,对数据进行快速分析,并且给出分析结果,以及根据结果给出相关建议。
后台管理模块同时还负责整个系统的维护,在后台管理模块中可以对用户进行权限控制、数据分析模型的建立、数据采集方式参数的维护等等。
二期规划还将实现手机与既有视频监控系统的对接,逐步实现通过手机就可以对生产环节进行监控的功能。
1系统拓扑图
主要提供给管理人员通过手机终端,以wap的方式对各种监控数据进行查询,系统把定时采集到的数据自动记录在数据库系统中,供管理人员查询。
用户可以在该模块对已经采集到的数据,按照不同的采集对象、采集时间等进行查询。
用户可以在该模块对系统对采集数据所做出的分析结果,根据不同的危情等级进行查询。系统能够对某一历史时段的数据参数进行分析,形成相关的统计图表。
用户可以在该模块查看分析出来的危情信息已经发送到那些相关人员。
利用通信运营商的短信业务功能接口,在系统中通过短信实现数据的查询和预警功能。
在系统中设定固定的接入号码,发送短信到某个号码,可以以短信的方式收到相关的监控数据信息。
在系统自动采集数据的过程中,一旦数据超过警戒值,系统自动向预先设定的手机发送警报信息,同时将采集到的监控数据一并发送。
未来,借助3g技术的不断推广应用,系统还将实现现有监控系统与手机的对接,将视频监控系统采集到的视频信息在手机上实现实时播放。初步规划,手机与视频监控系统的对接将在二期进行建设,不在本次建设目标之内。
3.4.1.1组织目录
该模块主要用于对企业组织结构以及人员进行维护,管理人员可以在该模块对组织结构或者人员进行添加、删除、修改、授权等操作。
3.4.1.2角色管理
该模块主要用于对系统角色进行维护,管理人员可以在该模块进行角色的添加、删除、修改等操作。
3.4.1.3角色授权
该模块主要用户维护角色具有的权限,管理人员可以在该模块对角色的权限进行相关设置。
3.4.1.4参数维护
该模块可以对系统的一些常用参数进行设置,如数据库备份的方式、数据迁移包含的表、迁移间隔时间、数据库备份间隔时间等等。
3.4.1.5数据采集维护
采集对象维护
该模块主要对需要进行数据采集的系统进行参数维护,根据不同的接口类型进行不同的参数维护,如:采集对象名称、接口地址、用户名、密码等等
采集参数维护
该模块主要是针对不同的采集对象,可以进行不同的参数维护,如采集开始时间、间隔时间、线程数量等等。
3.4.1.6数据分析维护
安全指标参数维护
该模块主要是按照国家煤矿企业的安全指标标准或者企业内部的指标标准进行维护。
分析模型维护
该模块主要针对不同的分析对象,建立不同的数据分析模型,不同的数据模型可以体现出不同的危情等级。
3.4.1.7数据分析参数维护
该模块主要对数据分析模块进行参数设置,如不同数据的分析时间段、分析结果发送方式、危情等级的设置等等。
3.4.2数据采集模块
该模块是实时运行系统,该系统自动根据参数维护中的采集对象以及采集方式,在多线程的方式自动进行数据采集。
3.4.3数据分析模块
该模块主要负责对采集到得数据进行分析,按照在系统中建立的数据分析模型,对数据进行统计分析,能够分析出不同等级的危情结果,并且将分析结果按照系统参数的设置进行发送到相关人员的手机上。
3.4.4统计分析
该模块主要是对于已经分析出来的历史,根据一定的条件,对其进行统计分析,并将统计分析结果以曲线图、柱状图、饼状图等图形化形式显示出来,用户可以根据分析结果,总结出相应的规律,从而能够对以后的情况及时做出相应的措施。
3.4.5数据整理
3.4.5.1数据迁移
系统在长期运行的状态下,会采集到较大数量级的数据,这将不可避免的降低系统的运行效率,为了能够保证系统高效、快速的运行,用户可以在该模块,对于那些不经常使用的数据进行迁移,从而能够使得系统一直快速运行。
3.4.5.2数据备份
该模块可以根据系统设定,自动或者手工的对数据库进行备份。
3.4.6系统日志
该模块可以查询用户在系统使用中的任何操作,包括操作内容,操作时间等等。
第四章设备配置建议
4.1硬件配置建议
名称角色推荐配置数量备注数据库服务器存储数据信息2.0g*2/8g/146g*31数据采集、短信网关服务器采集企业内部各系统的相关数据,实现短信业务接口2.0g*2/4g/146g*31wap/web管理服务器面向手机用户提供界面展现2.0g*2/4g/146g*31网络环境请用户自备图表2硬件配置建议表
4.2软件配置
名称备注sserver系列操作系统可选s2003/2008server系列操作系统,按照服务器的数量进行配置mysql数据库mysql是免费的开源数据库系统,亦可考虑付费的商用关系数据库系统。apachetomcat等web中间件提供http、webservice等web服务,apachetomcat是免费的,亦可考虑付费的商用中间件平台,如bea的weblogic
制度专栏
