智慧矿山安全监控云平台解决方案V2.0.doc

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1、智慧矿山安全监控云平台解决方案1智慧矿山安全监控云平台解决方案智慧矿山安全监控云平台解决方案2目录1. 文档介绍 .31.1 文档目的 .31.2 参考文献 .32. 系统概述 .43. 设计约束 .54. 内容与目标 .65. 系统运行模式 .76. 系统总体结构及功能说明 .86.1 云平台服务系统 .86.1.1 平台架构目标 .86.1.2 统一的集成平台 .96.1.3 统一的工作平台 .96.2 地理信息系统 .96.2.1 系统概述 .96.2.2 功能说明 .96.3 安全监测监控系统 .106.3.1 系统概述 .106.3.2 功能说明 .106.4 矿压监测系统 .106

2、.4.1 系统概述 .106.4.2 功能说明 .106.5 智慧矿灯综合定位及调度系统 .116.5.1 系统概述 .116.5.2 功能说明 .146.6 洗煤自动控制系统 .176.6.1 系统概述 .176.6.2 系统组成 .186.6.3 拓扑连接 .196.6.4 实现功能 .196.7 架空人车监控系统 .206.7.1 系统概述 .20智慧矿山安全监控云平台解决方案36.7.2 系统功能 .206.8 煤矿胶带运输机监控系统 .216.8.1 系统概述 .216.8.2 系统功能 .226.9 矿井主排水控制系统 .236.9.1 系统概述 .236.9.2 功能说明 .23

3、6.10 矿井供电监控系统 .246.10.1 系统概述 .246.10.2 功能说明 .246.11 大屏幕显示系统 .256.11.1 系统概述 .256.11.2 系统组成 .256.11.3 系统主要功能 .266.12 工业视频监视系统 .286.12.1 系统概述 .286.12.2 系统组成 .286.12.3 系统主要功能 .296.13 矿井 IP 智慧广播系统 .306.13.1 系统概述 .306.13.2 系统组成 .316.13.3 系统功能 .316.14 视频会议系统 .326.14.1 系统概述 .326.14.2 系统组成 .346.14.3 系统功能 .34

4、7. 开发环境的配置 .388. 测试环境的配置 .38智慧矿山安全监控云平台解决方案41. 文档介绍1.1文 档 目 的在“十二.五期间” ，国家用信息化带动工业化的工作重点有三个方面：一是以电子信息技术应用为重点，提高传统产业生产过程自动化、控制智能化和管理信息化水平；二是以先进制造技术应用为重点，推进制造业领域的优质高效生产，振兴装备制造业；三是改造提升重点产业的关键技术、共性技术及其相关配套技术水平、工艺和装备水平。国家实施高技术产业化的主要目标有两个：一是发展高技术，形成新兴产业，培育新的增长点；二是利用先进技术改造和优化传统产业，提高经济增长的质量。作为国有大中型企业的重庆南桐矿业

5、，属于煤矿井下工作环境，各种自然灾害频发，特别是瓦斯的治理、水害的防治、顶板压力的监测等已经做了大量的工作并取得了长足的进步，但事故仍时有发生，其原因就是这些工作缺乏智能性，自动性，让这些问题、灾害尽可能在无人操作的状态下自动发现、自动记录、自动跟踪、自动解决就是此智慧化矿山方案的目的。1.2参 考 文 献软件系统设计规范煤炭工业矿井设计规范矿井生产时期排水技术规范煤矿井下低压供电系统及装备通用安全技术要求煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范煤矿用架空乘人装置安全检验规范2. 系统概述近十年来计算机技术的迅猛发展给煤矿企业带来历史性变革，使煤矿安全智慧矿山安全监控云平台解决方案5和生产技术跨

6、越式飞跃。智慧矿山是“智慧地球”概念在煤矿的延伸和具体体现，其主要包含以下含义：一是将煤矿中的固有信息（即与空间位置直接有关的相对固定的信息，如矿井原始数据和煤层、围岩等地质信息）智慧化，按三维坐标组织起一个智慧矿山，全面详尽地展示矿山及矿体；二是在此基础上嵌入所有相关信息(包括采掘、通风、运输、供电、给排水等生产系统网络及装备信息，生产过程中产生的设备状态、环境信息、人员信息，专业分析辅助决策信息，生产经营管理信息等)组成一个意义更加广泛的多元化的智慧矿山信息集成；三是在集成上述信息的基础上，融入专家思想，提供资源共享，享受无限管理智慧。智慧矿山解决方案的特点为基础信息智慧化、生产过程虚拟化

7、、监控信息时时化、管理控制一体化、人事物高度融合化、决策处理集成化。 智慧矿山是当今采矿科学、信息科学、人工智能、计算机技术和 3S（地理信息、定位、遥感） 、人工智能等技术发展与高度结合的产物,它将深刻改变传统的采矿生产活动和人们的生活方式、思维决策方式。 目前我国在资源开采自动化控制、评价、管理、矿业专用软件方面发展速度较慢，且质量普遍不高，严重影响了资源评价、储量监管、生产自动化控制的水平、效率和可信度，降低了矿山设计和计划编制的效率与可靠性，制约了矿山信息化的进程。因此，针对我国矿产资源的特点和矿山企业对智慧矿山建设的实际需求，重庆卡索科技通过自主研发，结合产学研联合攻关、与第三方软件

8、无缝接口等方式，开发出了具有自主知识产权的一套功能先进的智慧矿山系统，为建立矿井自动化产业体系奠定了良好的基础。该系统是基于矿井工业以太环网+现场总线技术的新一代监控产品，代表国内监控技术先进水平。该系统可将矿井各类监控子系统集成到综合自动化控制网络平台中，与企业信息管理系统实现无缝联接；将生产、安全、管理等方面的信息有机地整合到一起，进行分析处理、统计、优化、发布，实现矿井“管、监、控”一体化及减员增效的目标。最近几年，各大矿业公司下属矿井纷纷开展智慧矿山的基础工作即智慧化矿山系统的建设，特别是一些国有煤矿企业新建矿井，重庆能源投资集团松藻煤电公司下属石壕煤矿已在电力、皮带运输、水泵、人员定

9、位、矿灯等方面实现了自动化管理、智能控制，在矿井的安全生产、减人提效等方面初见成效。智慧矿山安全监控云平台解决方案6通过实地考察，发现其系统仍有不完之处：数据库结构不完善；各个系统的数据没有有效集成，形成数据孤岛，系统集成度低；网络带宽利用率低；系统稳定性、安全性不高。3. 设计约束系统体系结构设计说明书符合标准如下：Web Services，XML 和 Internet 标准: HTTP 1.1 HTTPS 1.1 LDAP v3 SOAP 1.1 UDDI v2 WSDL 1.1 XML 1.0 XML-DOM 2.0 (partially) XPath 1.0 XSD 1.0 XSLT

10、1.0 SAML 1.1 WS-I Basic Profile 1.0业务流程管理标准: BPEL 1.1 XPDL 2.0安全标准: SSL/TLS3.0/1.0 X.509 v3 XML Encryption 1.0 XML Signature 1.0智慧矿山安全监控云平台解决方案7 WS Security SAMLJava 相关标准: JMS 1.1 JMX 1.0 JDK 1.6视频编码标准： MPEG-4/H.264音频编解码标准： g.726硬件系统煤矿安全标准： GB 3836爆炸性环境用爆炸电器设备标准 中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程无线传输协议： 802.11b/g/

11、n有线网络传输协议： TCP/IP4. 内容与目标信息集成：利用工业以太环网将矿井原已建设和新建设的系统连成一个整体，通过校准服务器接口采集相关设备的信息汇集到数据服务器，由综合系统软件平台进行集中监测与控制。联动预警：系统将矿井的环境、安全监测、人员定位、电力监控信息、机车调度信息、皮带运输等各主要环节自动化控制信息集成，进行综合分析利用，实现矿井生产设备的优化运行，实现瓦斯、风、电等灾害的预警及联动控制。冗余：从传输网络平台、设备配置等关键环境都作冗余处理，在链路和设备出现故障时确保能保障系统正常、稳定地工作。精准调度：系统建成后，可在地面集中控制室实现对矿井主要生产环节如：智慧矿山安全监

12、控云平台解决方案8煤流、供电、排水、机车（包括矿车的分布）等进行远程监视并控制，有效提高矿井生产效率；将环境监测、工业电视、调度通信等系统进行统一的数据管理、存档、检索。局、矿调度人员及相关管理人员也能同步掌握生产设备运行状态、产量及井下安全情况，便于快速做出反应，实现精准调度。数据共享：系统将通过计算机网络系统统一出口，与上级数据中心完成无缝对接，实现集矿井生产信息、安全信息和管理信息的实时交换，远程显示、查看相关数据。标准接口：基于工业以太环网+现场总线技术的全矿井综合自动化系统，信息汇集能力强大，留有充分的扩展端口以适应系统今后扩容发展的需要。立体显示：能够在局、矿调度指挥中心实时直观显

13、示各矿井上下各生产环节的设备运行状况和井下环境状况。自动检测和自我保护：实现对环境参数、闸阀位置、水量、电量、设备运行状态等的检测，并用图形软件在屏幕上显示出动态画面；实现对所有设备保护信号的检测，并通过系统的自动分析和系统的自动调正实现对系统本身或设备的自动保护或修复。自动控制：实现设备控制方式和工艺流程选择、启车预告、系统单起/程序启停、系统运行的闭锁、过程参数的实时监测。自动诊断：系统能快速正确地识别模块配置错误、模拟量超限、线路断接等故障，自动报告总线通讯错误及网络错误。5. 系统运行模式系统运行模式为 B/S 结构，在客户端无须安装软件，只要具有网络浏览器（IE6.0、 IE7.0、

14、IE8.0、IE9.0）即可使用。服务器配置为：根据实际情况确定服务器操作系统：根据实际情况确定客户端为 WinXP+SP3，IE6.0、IE7.0、IE8.0、IE9.0 和OFFICE2003/OFFICE2007。用户通过登录系统主页进入系统，进行业务操作，根据分配的权限进行查询。智慧矿山安全监控云平台解决方案96. 系统总体结构及功能说明6.1云 平 台 服 务 系 统该信息服务运行平台为用户构建起多层次的业务集成框架，为其提供多层次、多角度的业务集成，是智慧矿山数据处理，各系统有机融合的基础平台，主要功能包括：1. 统一的系统应用接口平台2. 企业数据交换平台3. 主数据管理平台4.

15、 跨系统端到端业务流程管理平台5. 统一的用户交互空间6.1.1 平台架构目标主要包括两点：1. 统一的集成平台2. 统一的工作平台6.1.2 统一的集成平台应用该平台同时涉及到人-人、人-机器、机器-机器之间的交互，因此，在此项目中，对于数据和应用系统的集成，要求采用 SOA 架构思想，采用松耦合智慧矿山安全监控云平台解决方案10的方式将不同系统接入到平台上，同时在技术上保证不同系统的接口都是规范化的。针对不同类型的系统，采用不同改造的方式对其接口进行封装，对于ERP 等成熟系统而言，集成平台可提供专用的适配器或连接器。数据集成的另一个关键之处在于数据交换，特别是在大数据量交换的情况下，能保

16、证系统仍具备良好的性能和吞吐量。同时，对于未来系统应用范围的扩大，系统具有线性升级的能力。6.1.3 统一的工作平台该平台有一个统一的用户交互层。使用户可以在单一页面上可以参与不同的业务流程、审批、查看流程状态、监控业务活动等，主要功能包括：1. 与现有业务系统实现单点登录。2. 提供统一的用户任务列表、待办事宜管理、审批情况查询等功能，并提供各种消息通知，包括新闻、公告、论坛评论、文档、知识等信息，同时支持手机短信和邮件通知功能。3. 根据用户权限和个性化需求，显示各种定制的业务需求。提供各种管理统计信息，包括用户访问量统计，流程统计，点击排行等。6.2地 理 信 息 系 统6.2.1 系统概述地理信息系统是针对矿山井下各个管道、各种设施、设备、巷道的位置和状态都有明显显示。6.2.2 功能说明 井下通道分布情况、各巷道分布情况、各地点现有人员情况等； 井下管道部署情况及状态显示； 井下设备部署情况及状态显示 井下机车位置显示及状态显示； 展现方式整体以二维或三维模式自由切换； 在发生意外情况下，与其他子系统联动起来，综合显示井下实时情况，并