煤矿安全 综合监控管理系统建设分析

　　当今世界各国的竞争，从某个角度来说，就是能源的竞争。中国是一个煤炭资源大国，煤炭工业对增加国家工业总产值，增强我国在国际能源问题上的话语权具有重要作用。然而，在煤炭生产过程中，不断发生的矿难和其他重大煤矿安全生产事故，一次又一次的提醒人们，GDP的增加不能以牺牲生命为代价。建设安全高效的自动化、信息化管理为一体的矿区安全生产预防监督管理系统，加强安全生产，提高预警和事后搜救工作效率，已成为国家对煤矿生产企业的强制性要求。强化以煤矿安全生产综合监控管理系统为基础的现代煤矿信息化、自动化建设，是全国各主要煤矿企业安全生产基础设施建设投入的重头。

　　本期煤矿监控专题将以煤矿安全综合监控管理系统的建设为主题，重点分析煤矿安全综合监控管理系统建设和技术要点。在对煤矿安全综合监控管理系统的特点和建设要点做调查了解的过程中，记者选择了北皂煤矿，马兰煤矿，里彦煤矿，染家煤矿，淮南矿业集团，平煤十二矿等煤矿安全生产监控系统使用单位和中国矿业大学、中国煤碳科学研究总院常州自动化研究所等科研单位以及深圳嘉纳通讯，安徽奥博光电，北京中盛益华，常州天地科技，深圳新天安数码、北京华纬讯，易视科技等多家煤矿安全生产监控方案提供商的 20多个煤矿安全监控系统建设的案例进行了分析。这些案例，有的从利用ARM微控制器进行煤矿视频监控系统设计的角度，有的从光纤环网系统建设的角度，有的从企业安全生产指挥平台建设的角度，有些从工业电视视频监控系统建设的角度，有的从IP网络传输技术的角度，有的从矿用设备选型的角度，有的是煤矿企业从企业自身信息化建设的角度——对煤矿安全综合监控管理系统的建设做了多维度的阐述。记者也试图通过对这些案例的分析，去总结出一些煤矿安全综合监控管理系统建设的要点，和大家分享。

　　本文主干部分由两部分构成：一是对目前煤矿监控系统建设的现状和需求的分析；另外一个重要部分是对煤矿安全综合监控管理系统实现的关键技术点进行了分析。关键技术分析包括三部内容：1、构建基于冗余工业以太网光纤环网的传输平台；2、利用以太光纤环网+现场总线构建煤矿综合监控管理平台；3、列举了两个重要的煤矿安全综合监控管理子系统——煤矿工业电视监控系统和井下人员追踪定位管理系统的构建。

　　另外，为了更加深入细致的说明煤矿综合监控管理平台的建设，本专题配发了7篇文章，从不同的技术层面对涉及煤矿安全综合监控管理平台建设的不同技术问题进行了更为专业深入的阐述。希望通过本专题的介绍，读者能够比较全面的了解煤矿安全综合监控管理系统建设的相关问题，并起到抛砖引玉的作用，有更多煤矿安全综合监控管理系统建设方面的专业人士参与交流。

　　一、煤矿监控系统建设现状及需求

　　1、网络结构不合理

　　环境安全、生产监控、信息管理、网络运用、工业电视监控及以及兼容瓦斯抽放、火灾监测、电网监测、顶板动态监测、主扇风机等各种监控系统自成体系，破坏了网络结构的整体性，网络从主从结构发展为多主结构，有必要对网络结构以及相关的网络协议开展研究。

　　2、实时性和优先级支持差

　　各种系统的典型巡检周期在30s左右，对于各系统自成一体，不利于对突发性事故急性联动处理。现有的安全监控系统和综合监控系统没有根据信息的重要性差别提供有效的优先级支持，无法确保重要信息的实时性要求。

　　3、兼容性差

　　现有厂家的监控系统几乎都采用各自专用通信协议，很难找到2个相互兼容的系统。信息传输系统的兼容性已成为装备监控系统的各煤矿集团公司、矿井进一步补建和扩充系统功能的制约因素。

　　4、井下信息传输设备物理接口协议不规范

　　随着矿井年龄的增长，信息传输系统老化陈旧，接入复杂，系统传输压力加大，先进的监控系统相互之间不能兼容等问题极为明显。随着安全形势及矿井发展的需要，增加的子系统越来越多，各子系统在井下巷道中重复布置线缆情况日益突出，不但增加了资金的投入、加大了系统的维护工作量，也极不利于矿井安全生产的需要。

　　因此，对于大部分新建煤矿和已建煤矿来说，突破现有监控系统的体系结构、信息传输方式、系统反应速度等方面的技术瓶颈，建立一个兼容矿井安全监测、生产监控、人员定位等多个矿井监控子系统的煤矿综合监控系统，已经势在必行。

　　煤矿企业网络改造的具体要求是：完善矿区光纤信道网，光缆的芯数应留有余地，有条件时最好形成矿区光纤环网信道；提升矿区主要网络设备的性能，特别是矿区集团信息中心的主要网络设备的性能；矿区内的主要网络设备型号应保持统一，以便于网管；配置和完善防火墙等网络安全设备，以保证网络安全运行；建设内、外网物理上隔离的内、外网系统，并增加相应的网络服务器，无论内网还是外网设备应具备vpn功能；建设具有提供预警、配置、统计等功能的全矿区统一的网管系统；保持矿区统一的Internet出口（即必须规定不允许从矿或其它二级单位有Internet的出口）；要有矿区生产过程和环境监测系统、视频系统和小区的宽带接入系统的接入设计等；要尽可能地利用原网络设备。

　　按照这种应用思路建成的煤矿综合监控管理系统应该能够将已建的各种系统进行完好的融合，提高有效信息的利用率，对事前、事中、事后三个阶段实时统一的应急指挥调度，实现事前安全防范，事中及时排查，事后妥善处理的目的。应具有以下功能：

　　1、日常管理：侧重于安全生产综合监督

　　事前的安全监督管理涉及到以下几个方面：

　　第一，机关领导办公室、安全生产指挥中心、调度室等部门可以实时对生产现场的情况进行视频监控，以便随时掌握生产现场第一手情况，及时发现事故苗头，及早消除险情隐患；

　　第二，通过与人员定位系统的紧密结合，安全指挥中心、调度室等不仅可以看到井下工作人员的图像，而且可以在定位系统的坐标上显示其的精确位置，并与井下人员取得语音的双向交流；

　　第三，可以采用多种录像方式对生产现场、调度室、指挥调度和远程培训过程等重要场所、过程进行录像，并能够集中存储，支持WEB分布播放功能，以便事后追究责任，经验总结提供有力的证据。