矿井抗灾及预防监控软件系统研究与开发

摘 要 随着矿井安全监测监控技术的发展，智能自动化设备在煤矿安全生产中发挥了重要作用，是煤矿安全生产的重要保障。针对某矿井具体情况进行了现场调研，接着对整套系统的架构及主要功能进行了设计，并对系统的开发方法及系统的网络拓扑结构进行了简要介绍，对数据库及软件开发平台进行了设计，并对系统运行环境进行了叙述。

关键词 监控；系统架构；数据库；软件平台

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）213-0129-02

研究矿井抗灾及预防监控系统，以期实现地面调度中心能够对控制灾变通风设施进行远程控制，监测灾变设施附近的实时高清图像及现场的粉尘浓度、风速、温度、CO、烟雾等环境状况信息参数；需要实现灾变通风设施控制的自动化、信息化、网络化，为组织救灾的矿领导及现场指挥人员提供决策依据；将井下灾变设施附近的实时图像传送至地面调度中心，用于地面调度人员及相关职能部门监测监视井下各设备的工作状态和动作执行情况，实现矿井抗灾及运行平稳。

1 矿井抗灾及预防监控系统设计与开发原则

系统设计工作的优劣直接影响系统的质量，应对矿井抗灾及预防监控系统的架构进行深入细致的研究，充分利用煤矿中提供的网络环境实现分布、并行等处理功能，满足日益广泛的分布式网络应用的需求，增强网络功能。为提高系统设计的质量，应确定系统设计满足遵照国家技术标准和指导性原则，依据信息化建设与系统建设的具体目标和要求，本着先进性与前瞻性、现实可操作性、用户至上原则对矿井抗灾及预防监控系统进行总体设计。

本系统的设计在以上原则的指导下，根据矿井抗灾及预防监控系统的总体目标，按照系统总体设计、分步实施的步骤，来完成系统的设计。先从系统的整体出发，确定整个系统的基本组织结构和开放式架构，然后根据系统的功能和实际业务需要，进行子功能系统进行设计，最终完成整个系统的完整设计。

2 矿井抗灾及预防监控系统软件体系结构

在研究矿井抗灾及预防监控系统的架构之前，需要先首先确定矿井抗灾及预防监控系统的软件体系结构。软件系统的结构也就是软件的实现方式，主要有C/S结构、B/S结构和二者的混合式3种方式。

C/S架构和B/S架构根据项目需求均有其应用场景，也存在优势及不足。C/S架构适用于局域网络内部，做一些比较灵活的客户端应用；B/S结构适合于广域网络（Internet）。

因此，本文确定矿井抗灾及预防监控系统的结构体系是以B/S结构为主、C/S结构为辅的混合式结构。系统软件采用B/S 架构开发，软件主要由“服务器端”和”客户端”组成，客户端无需安装专用软件，用户可以通过IE6.0以上浏览器直接访问系统软件发布的WEB 页面，可以查看系统全部接入设备的当前运行状态、查询历史动作信息等；当需要打开紧急打开井下救灾风门是，系统管理人员通过领导授权可以控制救灾风门动作；网络客户端部分采用C/S结构完成。

3 矿井抗灾及预防监控软件系统架构

在确定了矿井抗灾及预防监控系统的系统需求和体系结构后，就可以对其整体框架进行规划，也是系统从整体到局部的最高框架设计，目的是提高系统的鲁棒性、安全性、兼容性并且易维护；因此可以在高于设计表示和编程语言的抽象级别上分析系统。论其本身其实可以表示为是一个架构的草图，可以抽象的表示为各个模块的组件，且各个模块之间可以进行通讯，在架构实现之后，这些抽象的组件被实际的组件替代，连接模块之间的纽带通常用接口来表示，架构的确定是经过严格缜密的论证-修改过程后被最终确定。

基于系统体系结构模型的灵活性、扩展性、兼容性以及集成性和高效率考虑，同时也是对概念层次的具体化，在分析矿井抗灾及预防监控系统需求和系统体系结构的基础上，提出如图1所示矿井抗灾及预防监控系统的架构模型主要可以分为数据层、业务层和表示层。

4 矿井通风系统风门调控可视化仿真系统研究与实现

在煤矿井下发生诸如火灾、瓦斯/煤尘爆炸等热动力灾害时，对井巷风流的调控是抢险救灾最常用和最有效的方法。以应对矿井热动力灾害为主要目标而开发的矿井抗灾及预防监控系统的关键点在于：通过对井下救灾风门的远程自动控制来实现对风流的远程调节，其中的关键就是自动风门的远程控制。为了了解井下救灾自动控制风门的控风规律及抗灾效果，设计开发了矿井通风系统风门调控可视化仿真系统，以对救灾风门的控风方案及控风效果进行仿真。

该系统主要是针对在风门开/闭状态下，对井下巷道的风流流动规律以及其对通风系统影响进行仿真，主要包括：在救灾风门开/闭状态下，对矿井风流流动参数、风机参数的仿真；通风系统各类图件的自动生成，以及通风网络的各种分析功能，实现对井下通风的可视化仿真。

4.1 可视化仿真基础GIS组件MineMap研究与实现

利用CAD及GIS无法简单的表示矿井通风相关耦合关系，因此必须开发出与矿井通风专用的MineMap组件并能进行可视化仿真。

4.1.1 MineMap组件开发构思

MineMap组件的设计旨在为矿井通风系统风门调控可视化仿真系统的开发提供一个基础GIS组件和一般性解决方案，进而用最短的开发时间实现高效率的平台搭建。MineMap组件的设计实现可以按简单到复杂、低级到高级的原则对功能进行实现。

4.1.2 MineMap功能模块划分

根据矿井通风系统风门调控可视化仿真系统的需要、MineMap组件的设计思路，确定以下几个功能模块。

1）通风系统图形的操作。包括图件的缩小、放大、平移、测距、框（点）选、闪烁、显亮。

2）通风系统图形输出功能。主要是图形的打印输出。

3）通风系统图导入功能。支持多种格式的数据文件的导入。

4）通风系统图编辑功能。主要是通风网络对象的增减、平移、粘贴等。

5）通风系统图的显示功能。主要显示控制图层数目，以及地理对象选中之后的闪烁、分类（级）显示等。

4.1.3 MineMap架构

考虑到矿井通风系统风门调控可视化仿真系统开发的灵活性、扩展性，同时也是对概念层次的具体化。

参考文献

[1]叶斌.我国原煤产量的灰色预测研究[J].科學技术与工程，2011，11（20）：4947-4949.

[2]黄佐，邵汝军.中国煤炭产量预测[J].工业技术经济，2007，26（5）：101-106.

[3]傅丽碧.对我国2010年煤矿安全生产状况的浅析[J].理论研究，2011（9）：72-73.

[4]国家安监局网站数据公布，2011.11.

[5]刘源骏，袁梅，马科伟.煤矿安全监测监控系统探讨[J].矿业工程，2010，8（2）：49-51.

[6]郑运廷.王广云.PLC控制自动风门的设计[J].煤矿机械，2005（10）：105-106.

[7]李军.煤矿巷道风门的自动化控制[J].山西科技，2011（2）：90-91.

推荐访问:抗灾 矿井 监控 预防 开发