论文部分内容阅读
目前,我国煤矿已广泛将信息技术用于生产、安全、管理、市场等各个领域。随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术的发展,煤矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向发展。信息化是指对矿井地理、生产、安全、设备、管理和市场等方面和信息进行采集、传输处理、应用和集成等,从而完成自动化、智能化目标。
一、前言
煤炭企业信息化就是用先进的现代企业管理理论、微电子技术及计算机网络技术,改造和提升企业生产力和管理水平的过程。煤炭企业信息化主要有三个层面的内容:工艺设计和生产过程的自动化;利用计算机实现企业内部管理的系统化;利用Internet开展的电子商务。
生产过程信息化是,形成以产品创新和技术创新为核心的企业自动化生产信息运作系统,使生产要素的资源信息化、数字化,实现生产过程的优化和诸生产要素高效利用与集成。
流通过程信息化是,建设企业适应外部经济、市场变化可快速、灵敏反应的企业营销信息化系统,形成以市场应用为核心、市场创新为动力、企业内部与外部市场相沟通的企业市场信息体系,以能利用信息技术和信息资源不断为企业创造更多的贸易机会。
管理决策信息化是,适应企业内部生产力要素优化组合和集成高效利用的需要,建设支持科学管理和科学决策有效进行的信息化体系,包括支持企业各项日常管理工作的信息系统和高层的辅助决策系统,形成制度创新和管理创新所必须的企业信息化环境。
信息化矿山的建设需要建立在两个平台基础上,即统一的传输网络平台和统一的软件及数据仓库平台。在这两大平台的基础上,信息化矿山主要涉及六个方面:矿产资源信息和矿山设计、矿井建设及开采过程的数字化、可视化。煤矿生产过程监控、全矿井生产安全监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化。各种检测仪器仪表、传感器、自动化设备的网络化、智能化及其在恶劣生产环境中的安全可靠应用。图像监视和传输的数字化。煤矿企业管理信息化及电子商务系统。基于信息融合技术渗透到生产、安全与经营各个层面的决策支持系统。
以上各个方面相互交错、相辅相成,构成一个较为完整的煤矿信息化结构体系。
"信息化矿山"最终表现为矿井的高度信息化、自动化、高效率、高安全和高效益。
国内外都在进行无人工作面研究和实验,由于实现了全矿井自动化,不但可以大大减少井下生产人员,提高矿井的安全水平,而且生产系统可以得到优化,进一步提高煤矿的生产效率,节约能源;信息化的另一个发展趋势是利用所采集到的信息,实现生产设备故障预测预报、矿井安全状况的预测预报、预报瓦斯、水等灾害突出的危险性;随着能采集到的信息种类增加,各种信息可以实时、连续采集。
但我國煤矿信息化与世界先进水平还有较大的差距,煤矿机电一体化产品虽然实现了设备的自动化,但没有通讯功能,处于"自动化孤岛"状态;生产、安全监控系统采用的是分布式系统,开放性差,而且监多控少,系统之间信息不能共享,处于"信息孤岛"的状态。工业电视以模拟传输为主,未实现数字化。上述问题影响了我国煤矿信息化技术的发展。
煤矿通信系统是煤矿六大系统之一,在煤炭生产中占有举足轻重的地位。先进可靠的多媒体矿用一般兼本安型调度指挥系统,可以保证通信信息能够更加快速、准确,并以更加多样化的手段调度指挥生产,对于煤矿安全生产、经营管理至关重要。
调度系统建设完成后,可在此系统基础上,将无线通信系统、井下广播系统井下扩播系统、人员定位系统、监测监控系统、井下自动化、视频监控等系统融合到调度台上,以适应煤矿调度通信信息化建设的目标和发展要求,最终实现:集有线通讯和无线通讯、广播通讯、视频联动等于一体的多网融合通信系统。
基于调度通信系统的煤矿多网融合信息化系统,采用KT531调度通信系统的触摸屏键盘作为操作终端,调度人员操作熟练,使用频率高,并且调度通信系统具有地面供电、覆盖范围广、操作简便、稳定可靠、组网和扩展能力强,部署灵活等优点,可以最大化利用现有资源进行集成和整合,实现程控调度系统与地面电话、井下无线通信系统、井下扩播、人员定位系统、应急广播通信系统、监测监控系统、视频监控系统等系统多网融合,与自动化控制系统的语音联动,实现调度通信视频联动功能,并能与自动化控制平台双向通话。可实现程控电话、无线电话、扩播电话、局部扩播电话、监测监控、监控系统等的互联互通,程控电话与无线电话、程控扩播电话可实现互相呼叫,程控电话与扩音电话可实现单向拨打、双向通话:通过任意一部程控电话实现对某条扩播电话线路的广播呼叫,通话建立后可实现双向通话。
矿井通信联络系统又称矿井通信系统,是煤矿安全生产调度、安全避险和应急救援的重要工具,是煤矿生产指挥必须具备的手段1。由于煤矿区生产活动大多集中在井下,机器设备流动性、矿区地质结构稳定性都造成了矿区生产安全的众多不稳定因素。因此,矿井通信系统如何保障井上和井下通信的畅通,及时、快速、准确传递调度指令,避险救灾时,实现精准定位,是煤矿区生产现代化的重要标志。
二、煤矿通信系统介绍
煤矿通信系统一般分为调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统;煤矿人员定位系统作为煤矿“六大系统”的必建项目,定位卡目前基本均具有双呼功能,地面软件可以给定位卡发送紧急信号,井下人员也可通过定位卡呼叫按钮给地面人员发送呼救信息,在紧急情况下,因此其也具有一部分通信联络的功能。
调度通信系统是煤矿区生产、经营和人们生活通信的一个重要补充部分,是煤矿区安全生产管理的重要手段之一,主要实现井下各生产环节的信息传统。
无线通信系统是煤矿通信系统中最为重要的一种手段,一般采用PHS无线移动通信系统、矿用CDMA无线通信系统、矿用WIFI无线通信系统等2-3。矿用WIFI无线通信系统可以在无需专用的语音传输线路的情况下,即可在井下工业以太网的平台下实现与矿井安全监管系统融合。同时该系统在54Mbit/s的传输速度下,可以实现手机之间、井下无线数据及网络摄像仪图像的无缝传输。即便是手机在脱网下,也能通过基站实现直接对讲。 数字广播系统是日常安全生产指挥的有效工具,通过该系统可以实现井上井下全矿井覆盖,实现地面办公区、生产区及井下生产、人行道等场所全覆盖。能够第一时间传达生产调度和应急救援指令,并与安全监控系统联动,进行自动报警。在紧急状况下,也可实现对讲呼叫,做到双向通信。
目前,由于煤矿以上各系统基本相互孤立,不能实现统一调度指挥,当井下发生紧急情况时,无法以最短时间通过以上通信联络手段通知井下人员,影响应急救援速度。因此,为了加强各矿井下应急救援速度,以实现在井下发生紧急情况时能够及时通知井下人员,煤矿建立一套多网融合调度系统,充分利用现有的通信资源,能够及时准确的将调度指令下发到煤矿井下对应的区域内,达到统一调度指挥显得尤为必要。
三、煤矿通信系统多网融合解决方案
(一)多网融合关键技术——VOIP
VOIP是建立在IP技术上,通过对语音进行压缩编码,将这些语音数据按IP的相关协议进行打包。经过IP网络将数据包传输到接受地,再将这些语音数据包串起来,经过解码解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到有IP网络传送语音的目的。
(二)VOIP技术在煤矿通信多网融合中的应用
以VOIP交换为基础所形成的煤矿通信系统主要分为核心交换设备和融合调度平台软件。核心交换设备主要以IP调度交换机为核心,通过网络接口连接到工业以太网。调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统采用SIP协议,统一整合到I调度交换机,实现覆盖地面生产、办公、生活区域及井下的电话和数字广播的连接。融合调度平台软件作为人机交互界面,一方面对融合的调度通信系统进行一体化调度指挥功能设计,另一方面对接现有人员定位系统,实现多网融合调度的功能。
(三)煤矿通信多网融合调度平台系统主要设备
(1)调度交换机(
调度交换机作为该调度平台系统的中心枢纽,是实现各通信联络系统交换的一个平台,为地上和井下调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统等其他通信系统提供融合组网实现。
(2)多媒体调度台
多媒体调度台是整个调度平台系统的指挥平台,通过人机界面实现对地面和井下安全生产的调度和监控。
(3)多网融合调度软件
多网融合调度软件以调度交换机为核心,实现对融合的调度通信系统进行一体化调度指挥功能设计,另一方面对接现有人员定位系统,实现多网融合调度的功能。
(四)煤矿通信多网融合调度平台系统主要功能及特点
多网智能融合功能:平台系统可以灵活的 (下转第页)(上接第页)融合调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统及个人定位系统,实现有线固定电话网、无线网络及IP网的集中部署和分散部署的组网方式,达到有线无线统一协调,支持远程接入、调度,形成区域性、统一性的职能调度平台系统。
强大调度功能:对有线固定电话分机、远程IP分机和无线分机,统一编制短号,实现统一调度。在多网融合下,可连接所有有线和无线用户,实现单键直呼、一键群呼、状态监测、调度管理等调度功能。
职能预案功能:当相关的作业人员遇见紧急情况时,可按照系统设置的最高级别方式与调度平台指挥中心聯系,报告灾况险情。调度平台系统根据险情级别,按提前预设的应急方案下达指挥调度通知,做到及时、有效、高速、快捷处理,实现科学抢险、精准救援。
通话、短信及手机脱网功能:系统平台能够在实现最为基本的有线无线用户手机的呼叫通话功能外,还支持系统内个手机收发短信及群发。在手机脱网状态下,无线手机可在基站之间无缝漫游,可以实现用户之间直接对讲及相互通信。
四、结语
VOIP技术有效的解决了多系统异构下的一体化融合,为实现煤矿通信多网融合提供技术支撑,使煤矿多系统融合实现提供可能。目前,此种解决方案已经在义煤集团多个煤矿通信多网融合得到成功应用,大大提高煤矿应急救援速度,保障煤矿安全效益。
一、前言
煤炭企业信息化就是用先进的现代企业管理理论、微电子技术及计算机网络技术,改造和提升企业生产力和管理水平的过程。煤炭企业信息化主要有三个层面的内容:工艺设计和生产过程的自动化;利用计算机实现企业内部管理的系统化;利用Internet开展的电子商务。
生产过程信息化是,形成以产品创新和技术创新为核心的企业自动化生产信息运作系统,使生产要素的资源信息化、数字化,实现生产过程的优化和诸生产要素高效利用与集成。
流通过程信息化是,建设企业适应外部经济、市场变化可快速、灵敏反应的企业营销信息化系统,形成以市场应用为核心、市场创新为动力、企业内部与外部市场相沟通的企业市场信息体系,以能利用信息技术和信息资源不断为企业创造更多的贸易机会。
管理决策信息化是,适应企业内部生产力要素优化组合和集成高效利用的需要,建设支持科学管理和科学决策有效进行的信息化体系,包括支持企业各项日常管理工作的信息系统和高层的辅助决策系统,形成制度创新和管理创新所必须的企业信息化环境。
信息化矿山的建设需要建立在两个平台基础上,即统一的传输网络平台和统一的软件及数据仓库平台。在这两大平台的基础上,信息化矿山主要涉及六个方面:矿产资源信息和矿山设计、矿井建设及开采过程的数字化、可视化。煤矿生产过程监控、全矿井生产安全监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化。各种检测仪器仪表、传感器、自动化设备的网络化、智能化及其在恶劣生产环境中的安全可靠应用。图像监视和传输的数字化。煤矿企业管理信息化及电子商务系统。基于信息融合技术渗透到生产、安全与经营各个层面的决策支持系统。
以上各个方面相互交错、相辅相成,构成一个较为完整的煤矿信息化结构体系。
"信息化矿山"最终表现为矿井的高度信息化、自动化、高效率、高安全和高效益。
国内外都在进行无人工作面研究和实验,由于实现了全矿井自动化,不但可以大大减少井下生产人员,提高矿井的安全水平,而且生产系统可以得到优化,进一步提高煤矿的生产效率,节约能源;信息化的另一个发展趋势是利用所采集到的信息,实现生产设备故障预测预报、矿井安全状况的预测预报、预报瓦斯、水等灾害突出的危险性;随着能采集到的信息种类增加,各种信息可以实时、连续采集。
但我國煤矿信息化与世界先进水平还有较大的差距,煤矿机电一体化产品虽然实现了设备的自动化,但没有通讯功能,处于"自动化孤岛"状态;生产、安全监控系统采用的是分布式系统,开放性差,而且监多控少,系统之间信息不能共享,处于"信息孤岛"的状态。工业电视以模拟传输为主,未实现数字化。上述问题影响了我国煤矿信息化技术的发展。
煤矿通信系统是煤矿六大系统之一,在煤炭生产中占有举足轻重的地位。先进可靠的多媒体矿用一般兼本安型调度指挥系统,可以保证通信信息能够更加快速、准确,并以更加多样化的手段调度指挥生产,对于煤矿安全生产、经营管理至关重要。
调度系统建设完成后,可在此系统基础上,将无线通信系统、井下广播系统井下扩播系统、人员定位系统、监测监控系统、井下自动化、视频监控等系统融合到调度台上,以适应煤矿调度通信信息化建设的目标和发展要求,最终实现:集有线通讯和无线通讯、广播通讯、视频联动等于一体的多网融合通信系统。
基于调度通信系统的煤矿多网融合信息化系统,采用KT531调度通信系统的触摸屏键盘作为操作终端,调度人员操作熟练,使用频率高,并且调度通信系统具有地面供电、覆盖范围广、操作简便、稳定可靠、组网和扩展能力强,部署灵活等优点,可以最大化利用现有资源进行集成和整合,实现程控调度系统与地面电话、井下无线通信系统、井下扩播、人员定位系统、应急广播通信系统、监测监控系统、视频监控系统等系统多网融合,与自动化控制系统的语音联动,实现调度通信视频联动功能,并能与自动化控制平台双向通话。可实现程控电话、无线电话、扩播电话、局部扩播电话、监测监控、监控系统等的互联互通,程控电话与无线电话、程控扩播电话可实现互相呼叫,程控电话与扩音电话可实现单向拨打、双向通话:通过任意一部程控电话实现对某条扩播电话线路的广播呼叫,通话建立后可实现双向通话。
矿井通信联络系统又称矿井通信系统,是煤矿安全生产调度、安全避险和应急救援的重要工具,是煤矿生产指挥必须具备的手段1。由于煤矿区生产活动大多集中在井下,机器设备流动性、矿区地质结构稳定性都造成了矿区生产安全的众多不稳定因素。因此,矿井通信系统如何保障井上和井下通信的畅通,及时、快速、准确传递调度指令,避险救灾时,实现精准定位,是煤矿区生产现代化的重要标志。
二、煤矿通信系统介绍
煤矿通信系统一般分为调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统;煤矿人员定位系统作为煤矿“六大系统”的必建项目,定位卡目前基本均具有双呼功能,地面软件可以给定位卡发送紧急信号,井下人员也可通过定位卡呼叫按钮给地面人员发送呼救信息,在紧急情况下,因此其也具有一部分通信联络的功能。
调度通信系统是煤矿区生产、经营和人们生活通信的一个重要补充部分,是煤矿区安全生产管理的重要手段之一,主要实现井下各生产环节的信息传统。
无线通信系统是煤矿通信系统中最为重要的一种手段,一般采用PHS无线移动通信系统、矿用CDMA无线通信系统、矿用WIFI无线通信系统等2-3。矿用WIFI无线通信系统可以在无需专用的语音传输线路的情况下,即可在井下工业以太网的平台下实现与矿井安全监管系统融合。同时该系统在54Mbit/s的传输速度下,可以实现手机之间、井下无线数据及网络摄像仪图像的无缝传输。即便是手机在脱网下,也能通过基站实现直接对讲。 数字广播系统是日常安全生产指挥的有效工具,通过该系统可以实现井上井下全矿井覆盖,实现地面办公区、生产区及井下生产、人行道等场所全覆盖。能够第一时间传达生产调度和应急救援指令,并与安全监控系统联动,进行自动报警。在紧急状况下,也可实现对讲呼叫,做到双向通信。
目前,由于煤矿以上各系统基本相互孤立,不能实现统一调度指挥,当井下发生紧急情况时,无法以最短时间通过以上通信联络手段通知井下人员,影响应急救援速度。因此,为了加强各矿井下应急救援速度,以实现在井下发生紧急情况时能够及时通知井下人员,煤矿建立一套多网融合调度系统,充分利用现有的通信资源,能够及时准确的将调度指令下发到煤矿井下对应的区域内,达到统一调度指挥显得尤为必要。
三、煤矿通信系统多网融合解决方案
(一)多网融合关键技术——VOIP
VOIP是建立在IP技术上,通过对语音进行压缩编码,将这些语音数据按IP的相关协议进行打包。经过IP网络将数据包传输到接受地,再将这些语音数据包串起来,经过解码解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到有IP网络传送语音的目的。
(二)VOIP技术在煤矿通信多网融合中的应用
以VOIP交换为基础所形成的煤矿通信系统主要分为核心交换设备和融合调度平台软件。核心交换设备主要以IP调度交换机为核心,通过网络接口连接到工业以太网。调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统采用SIP协议,统一整合到I调度交换机,实现覆盖地面生产、办公、生活区域及井下的电话和数字广播的连接。融合调度平台软件作为人机交互界面,一方面对融合的调度通信系统进行一体化调度指挥功能设计,另一方面对接现有人员定位系统,实现多网融合调度的功能。
(三)煤矿通信多网融合调度平台系统主要设备
(1)调度交换机(
调度交换机作为该调度平台系统的中心枢纽,是实现各通信联络系统交换的一个平台,为地上和井下调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统等其他通信系统提供融合组网实现。
(2)多媒体调度台
多媒体调度台是整个调度平台系统的指挥平台,通过人机界面实现对地面和井下安全生产的调度和监控。
(3)多网融合调度软件
多网融合调度软件以调度交换机为核心,实现对融合的调度通信系统进行一体化调度指挥功能设计,另一方面对接现有人员定位系统,实现多网融合调度的功能。
(四)煤矿通信多网融合调度平台系统主要功能及特点
多网智能融合功能:平台系统可以灵活的 (下转第页)(上接第页)融合调度通信系统、无线通信系统、数字广播系统及个人定位系统,实现有线固定电话网、无线网络及IP网的集中部署和分散部署的组网方式,达到有线无线统一协调,支持远程接入、调度,形成区域性、统一性的职能调度平台系统。
强大调度功能:对有线固定电话分机、远程IP分机和无线分机,统一编制短号,实现统一调度。在多网融合下,可连接所有有线和无线用户,实现单键直呼、一键群呼、状态监测、调度管理等调度功能。
职能预案功能:当相关的作业人员遇见紧急情况时,可按照系统设置的最高级别方式与调度平台指挥中心聯系,报告灾况险情。调度平台系统根据险情级别,按提前预设的应急方案下达指挥调度通知,做到及时、有效、高速、快捷处理,实现科学抢险、精准救援。
通话、短信及手机脱网功能:系统平台能够在实现最为基本的有线无线用户手机的呼叫通话功能外,还支持系统内个手机收发短信及群发。在手机脱网状态下,无线手机可在基站之间无缝漫游,可以实现用户之间直接对讲及相互通信。
四、结语
VOIP技术有效的解决了多系统异构下的一体化融合,为实现煤矿通信多网融合提供技术支撑,使煤矿多系统融合实现提供可能。目前,此种解决方案已经在义煤集团多个煤矿通信多网融合得到成功应用,大大提高煤矿应急救援速度,保障煤矿安全效益。