无线监管系统在东曲矿的应用与实践

无线监管系统在东曲矿的应用与实践朱小江东曲矿信息中心【摘要】本文针对我国煤炭企业安全生产管理的特点，通过高智能无线手持终端设备及嵌入式软件平台提出并实现了全天候、全方位掌上无线监管的创新型解决方案，为尽快形成瓦斯监管群防群控体系、安全生产预警体系提供了有力的技术支撑。关键词:无线监管系统应用与实践一、引言由于目前大部分煤矿的监控系统普遍采用的是有线局域网通讯方式及现场监控模式，大部分系统尚未达到全面的信息沟通与共享，只是仅仅解决了部门内部信息传递的问题，而煤矿安全管理人员及主管领导在安全隐患管理时依然无法方便的查询和录入有关信息，一旦离开了办公场所（休息、开会、出差、下班等）即无法获得煤矿安全生产的实时信息，无法对突发事件进行快速响应和科学决策。随着计算机和移动通信网络技术的飞速发展，无线方式的设备运行，无线监管系统已成为可能，煤矿主管领导及管理人员可以随时随地利用手持设备（如手机、掌上电脑等）与煤矿的安全实时监控系统进行互联，实时查询当前各监控点的瓦斯浓度、通风情况及各类安全生产统计报表；随时记录安全隐患及下达隐患处理意见；快速查询行业法规及业务流程，瓦斯预警等信息。本课题正是为了研究无线监管系统在煤矿安全生产监控中的应用，从而解决煤矿相关管理人员不便随时获取安全生产信息的问题。二、无线监管系统在东曲矿的应用2.1实现目标本系统以满足东曲煤矿的设备运行实现无线监管为主，满足无线网络（GPRS）环境下的实时运行。本着“注重现实、技术先进、节约成本、统一规划、分步实施”的原则，充分利用东曲矿现有网络系统的条件，结合东曲矿自身的安全管理思路，实现东曲矿安全生产的全局化、一体化、标准化、移动化管理，降低运行成本、提高管理效率和更好的对矿安全生产管理进行监督、防范。本系统最终实现：1、与现有安全实时监控系统、生产调度及自动化办公系统紧密结合，降低安全生产管理一线数据录入工作的延迟，实现全矿生产安全监察业务的移动化、实时化管理；2、运用智能无线手持设备结合GPRS网络，实现安全隐患管理业务的移动作业，无线办公，提高工作效率及管理质量，加强煤矿安全生产的运行管理；3、实现瓦斯、通风及重要设备运行状况的无线实时监控，图表分析及实时报警；4、与现有矿Intranet网络进行VPN方式联接，并实现矿领导、矿管理人员多级系统权限、数据访问权限管理；5、为其它管理系统（如生产调度、OA办公、物料、财务等）提供接入接口。2.2总体设计方案2.2.1系统功能设备运行无线监管系统解决方案是为了使矿主管领导、安全生产管理人员在业务管理过程中能随时随地实时掌握煤矿瓦斯、通风及重要设备运行的准确情况（无线安全监察办公系统功能示意图见下）。2.2.2权限管理本系统通过服务器端认证系统安全多重加密（手机号、机器码、口令），实现对不同部门、不同管理人员的权限配置、属性、分组控制。数据查询权限：分级查询。矿用户：查询东曲矿的安全生产管理信息。2.2.3瓦斯无线监测管理a、重点瓦斯监测：选择显示本矿高瓦斯监测点的实时瓦斯数据，并显示历史曲线、历史数据供辅助分析；b、全部瓦斯监测：显示本矿各瓦斯监测点的实时瓦斯数据，显示历史曲线、历史数据供辅助分析；c、通风监测查询：显示本矿各通风监测点（风速、温度、负压、一氧化碳）的实时数据，并显示历史曲线、历史数据供辅助分析；d、设备开停查询：显示本矿KJ90系统中的设备开停状况及数据；e、瓦斯超限报警：瓦斯超限时，将瓦斯超限地点、发生时间、发生时的瓦斯浓度实时发送到管理人员的手持终端上，弹出报警窗口，提供声音、振动、屏幕闪光等方式报警；f、瓦斯报警查询：按时间顺序显示本矿的瓦斯报警记录。2.2.4文件资料管理Ⅰ、文件资料上传：将无线手持微机上编辑的重要资料或文件上传到服务器上指定的文件目录中；Ⅱ、文件资料浏览：在内部网络中服务器浏览上传文件目录，查看和处理已上传接收到的文件；Ⅲ、共享文件下载：集中提供适用于无线手持微机的文件系统，包括升级文件、铃声、屏保、工具软件等供用户下载更新。2.2.5其它功能ａ、修改登陆密码：修改系统用户的登陆密码；ｂ、用户操作指南：系统联机使用帮助。ｃ、扩展功能：为以后东曲矿需要增加手持机及其它功能（110KV变电站系统、生产调度、人员跟踪定位系统等）预留接口。2.3系统组成设备运行无线监管系统解决方案由手持移动客户端、服务器端、GPRS网络接入三部分组成，安装方便、操作简单，只需在东曲矿现有的Intranet网络进行无线VPN接入的扩展。2.3.1硬件系统设计东曲矿使用专用服务器、专用通讯线路、专用网络与瓦斯监测监控系统实现联网；使用通用数据通讯协议将矿KJ90监测数据通过双绞线来实现实时数据的及时传输。达到安全生产数据信息的共享。手持终端由矿统一配发，采用多普达智能手机。其相关参数如下表：手持移动客户端（多普达等多种无线手持微机）操作系统:简体中文版CPU:TIOMAP850201MHz内存:128MBROM，64MBSDRAM显示:2.8,320x240彩色TFT屏摄像头:200万像素，高清晰成像质量声音:16Bit自然声，40和弦GPS:SiRFSTARIIIGPS芯片接口:蓝牙2.0，MiniUSB扩展:支持1GB的MicroSD卡电池:1200mAH，通话3小时，待机150小时网络:900/1800/1900MHz三频，GSM/GPRS/EDGE尺寸:108(L)x58(W)x16.8(T)mm颜色：铁灰色配置：单电单充Microsd卡一张(含“灵图”地图）车充车架2.3.2软件系统设计在东曲矿安全生产监控服务器上安装“mastudio”无线移动应用服务器软件，用户手持“多普达p800”无线手持微机通过GPRS连接到信息中心本地服务器。服务器端是连接手持微机用户和管理人员的桥梁，响应手持微机的请求，检索资料发送给手持微机用户或接收手持微机用户递交的数据，而手持微机用户不需要直接访问信息中心网络中具体机器。A、主要功能：◆开设移动用户帐号，设置用户权限及私有、共享文件目录；◆配置用户操作菜单、应用界面；◆设置数据检索规则和数据递交流程；◆配置管理共享目录文件（文档、图片）及上传、下载路径；◆配置管理任务、通知等下达方式及提醒方式（手机短信、实时消息）等。支持系统：“mastudio”无线移动应用服务器软件自动支持下列数据库系统：Access、MS-SQLSERVER、DBASE、EXCEL、Paradox、DB2、ORACLE以及支持ODBC连接的其它数据库。技术指标：“mastudio”无线移动应用服务器软件在同一服务器上可以同时支持2000个移动终端用户并发连接。B、GPRS接入接入方法：1)在矿信息中心安装移动VPN接入路由器，用作与中国移动公司路由器连接，并终结隧道；2)用户IP地址，用作分配给GPRS终端，与部门内部IP地址处于同一网段；安全性能：具备三重安全保护：第一层保护：合法用户的保护，只有合法的移动终端（多普达p800无线手持微机）才能通过GPRS网络登陆矿内部网。第二层保护：数据包的保护。第三层保护：系统内部服务器的保护。2.4系统实施所需的硬件、网络环境：“煤矿安全生产无线监管系统”的实施需安装一台无线应用服务器，和一台防火墙，并需要为此台服务器分配一个公网(internet)固定的IP地址，以实现本矿的领导、管理人员通过无线手持终端对该公网IP进行连接，随时随地进入“煤矿安全生产无线监管系统”，达到“瓦斯信息随手可得、设备开停随时可查、瓦斯报警即时提醒”的管理效果。由于无线服务器需要从安全监测服务器的KJ90上读取实时数据，需要实时备份DEV.TXT文件，以便手持无线终端查询安全监测数据。三、运行保障措施3.1、要抓好组织机构的落实。为加强对无线监管系统的统一管理、维护，应成立专门的管理机构，负责该系统的建设和运行管理工作。3.2、健全制度，明确责任。应制定无线监管系统使用管理办法、矿井监测监控系统安装使用管理规定、综合信息网络监管异常情况处理程序等方面的规章制度。3.3、强化网络管理人员素质的提高。为了确保监测监控系统的正常运行，要求系统网络中心必须配备中专以上学历、熟悉计算机网络操作、懂煤矿安全管理、工作认真、责任心强的管理人员。凡从事监测工作的人员既要懂安全监测仪表的使用，又要懂矿井通风方面的基本知识，还要会安装、调试和排除故障。监测人员必须进行系统的专业培训，如安全监测、通讯技术和通风安全等方面的专业培训，并经有关部门考核合格，方可独立工作。3.4、要做好安全监控系统传感器的日常维护、调校工作，保证其工作正常。四、系统使用实践及效果该系统投入使用以来，东曲矿均未发生过瓦斯事故，对于避免瓦斯事故起到了十分明显的作用，取得了显著的经济效益和社会效益。并且，方便了领导获取井下生产信息的情况，为及时合理的作出生产指挥提供了第一手的实时数据。4.1、能够及时并且非常直观地得到东曲矿安全与生产情况信息，便于进行监察管理，起到了避免事故发生的“守门员”作用。该系统能够在手持终端上实时显示井下各工作面的瓦斯情况，还可以显示各地点的风机、皮带、采机等设备的运行情况，在井下任何地点的环境参数超出规定要求范围时，系统会以短信报警的方式提醒管理人员注意。整个生产与安全状况一目了然，十分直观，能够及时发现安全问题，容易跟踪整改过程和进行监察督办。4.2、可以在中心控制室远程实时实地监测东曲矿的瓦斯情况，发现问题及时处理，起到了事故查处的“千里眼”的作用。系统能够对东曲矿的安全监控系统实现地面联网远程监测功能，实时将监测数据上传到中心服务器中，提供网上实时在线远程监测。所有监测信息和设备开停控制状态在手持终端上实地显示，非常直观，同时具有较强历史数据统计分析功能。4.3、成为煤矿安全数据收集的“黑匣子”，提高了煤矿自身的安全意识该系统结合了安监部门的行政命令，弥补了井下现场因安监人员少，无法及时到位跟踪检查所造成的事故隐患，成为煤矿管理人员看不到的监督员，提高了矿井的安全系数，杜绝了事故的发生。由于该系统具有“矿、科（区）、队”三道监管防线，能够及时发现问题，防止遗漏安全隐患，同时由于各级监管部门能够及时监督煤矿监测设备的运行情况，大大提高了设备的使用率和完好率，因此它对改善东曲矿安全状况和促进东曲煤矿行业技术进步有着重要的意义。参考文献：1、史红，刘微，王宇飞，张刚．无线局域网的嵌入式硬件实现方案[J]．微计算机信息，2007，10-2：电子工业出版社：版次：1版参考起始页码：P35-37.2、文志成GPRS网络技术电子工业出版社2005年6月【版次】1-1参考起始页码：P42-67.3、[美]R.J.(Bud)Bates著通用分组无线业务(GPRS)技术与应用人民邮电出版社2004-2-1版次：1版参考起始页码：P35-37.4、李娟,李珺,陈义,杨洪生,无线局域网MAC协议研究及实时业务QoS实现[J].微计算机信息,2006,2-3:版次：1版参考起始页码：P155-157作者简介：朱小江男（汉族），1974年出生，机电助理工程师，1998年毕业于秦皇岛煤炭工业管理干部学校，同年9月分配于山西焦煤集团西山煤电集团公司东曲矿通风科监控队。从事井下安全监控工作十年，现在矿计算机中心工作。通信地址：山西省古交市东曲矿信息中心邮编：030200邮箱：[e-mail]联系电话：135097161680351-5109656