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【摘 要】随着计算机技术和网络信息化的发展，信息系统进入了煤礦企业，在煤矿生产中采用计算机技术能够实现安全系统和矿井生产的控制、监视与监测，从而改善企业的安全状况、大大提高煤矿的生产效率。本文首先介绍了煤矿生产中的信息系统的应用，描述了煤矿生产系统的建立，最后详细介绍了该计算机智能监控网络信息系统的程序实现过程。
【关键词】煤矿；Web；安全生产；系统；设计
煤炭作为我国的主要能源，是我国的国民经济发展的一个重要组成部分，然而，由于我国煤矿企业的地域比较分散、工程环节繁琐、信息源多样造成我国的煤矿企业管理手段和技术都比较落后。在现代煤矿企业生产中，带式输送机的控制系统对煤炭产量有着很大的影响，本文所介绍的采用计算机串行的通信技术实现了带式传送机的稳定安全协调工作，这样能够达到提高煤矿企业煤炭产量、增加企业经济效益的目的。
一、煤矿生产中计算机信息系统的应用
1、我国煤矿瓦斯监控系统的现状
为了减少煤矿瓦斯爆炸的发生，我国煤矿全面采用监控报警系统，实践表明，安全监控系统对煤矿的安全生产和管理起到了很重要的作用，随着科学技术的不断发展，煤矿瓦斯监控系统的设计不断被创新研究，地面单微机监控已经发展成为网络化检测的连网监控，通过环境检测、生产监控、中心站软件的设计这几个系统结构，促成了煤矿监控系统技术水平的提高。但是在我国很多地区，随着矿井开采强度的加大，瓦斯含量小的煤层越来越少，局域网络的运用虽然能检测煤矿开采区的各个位置，提供完备的安全信息监管功能，却不能完善煤矿瓦斯监测监控系统配套使用的其他安全装备，例如温度、井下运输、压力监测以及通信等设备，现有的设备不仅功能落后，而且严重老化，这也影响了瓦斯监测监控系统的正常使用，必须提高对煤矿瓦斯监控报警的设计。
当前我国煤矿业瓦斯监控普遍选择的是光纤工业电视监控系统以及依托于光纤的多媒体监控系统。此监控系统存在的不足主要体现在以下几方面：（1）图像质量受环境的影响较大。煤矿井下作业条件极差，粉尘含量高，光线不足，光纤工业电视监控系统摄像机长时间处于此种环境中，其图像质量会大大降低；（2）图像清晰度有限。通常情况下，进入调度室的工业电视图像并不经过处理就进行显示，这会在一定程度上降低图像清晰度，难以清楚的显示监控对象的运动及纹理等特点；（3）存储功能有待提升。当前绝大部分煤矿工业电视监控系统无图像存储功能，即使有，相关的技术及设备也十分简单，对图像再现质量产生一定影响，从而加大了查找事故责任人及事故分析的难度；（4）灵活性较差，成本较高。煤矿井下作业对视频监控的灵活性要求较高，但依托于光纤的网络布置难度较大，灵活性差，在施工过程中容易破坏光纤网络，并且由于井下存在瓦斯，不能进行焊接，因此恢复难度极大；此外，相关设备成本较高，不符合经济性原则。
2、煤矿企业计算机信息系统的应用模式
对于实现煤矿的各种信息管理数据集成和专用监控系统，计算机网络是一个必不可少的重要保证。煤矿企业计算机技术应用重点和方向主要是综合的运用集成技术、软件工程技术、数据库技术、Web技术、网络技术，其中需要重点解决的是各种管理信息系统的集成与规范、生产信息的可视化与集成、安全监测信息的处理以及发布。在以上基础上，企业通过对信息化的集成，从而实现了煤矿集团企业在财务、销售、生产、物流等多个环节上的全面的信息管理，使得煤矿企业在商务流、信息流、物资流、资金流和数据流等方面得到共享与集成。
3、Web Service技术介绍
Web Service技术是一种可以个人或者公司以最快的速度向外界提供数据服务的一种可以用在创建开放式系统的构件，同时是能将各个单个实体封装并发布到网络上供其他程序使用的一个功能集合。Web Service所具有的特点主要有以下几点：（1）易于使用，Web Service的概念往往是很容易被理解的，还有微软以及IBM供应商提供的免费的工具箱为开发者快速部署和创建Web Service提供了基础。（2）普遍性，因为Web Service能与XML和HTTP进行通信，所以任何设备只要支持XML和HTTP技术就可以对Web Service进行访问。（3）互操作性，所有的Web Service相互之间都可以进行无阻碍的交互。
二、煤矿安全信息系统的设计
1、系统建立的初步构想
为了满足煤矿企业的需求，结合企业的生产特点，我们可以总结出煤矿生产系统构建中需要注意的以下几个地方：（1）系统的安全性，计算机网络是一个开放性的系统，因此煤矿的生产同时也面临着很多安全性的问题。（2）自由选择的工具和平台，煤矿生产系统中将会涉及到很多的平台和工具，企业需要自由的选择和使用工具和平台，对工具和平台进行优化从而达到最佳的效果。（3）与已有的系统集成，现今大多数的煤矿企业都有自己的计算机信息管理系统，因此新的系统必须与现有的系统进行集成。通过对以上的系统的各个方面的考虑，为了构建安全的煤矿生产系统，我们需要以web技术作为主要的开发技术，选用XML能够支持通用的浏览器作为前端系统，采用C语言等作为查找、录入和更新等操作的基本手段。
2、煤矿生产安全系统分析
煤矿生产中的计算机智能监控网络系统的硬件环境主要有web浏览器、工作站、监控系统、服务器和信息网络等。其具体的硬件环境模型如图1所示。
图1煤矿生产安全系统环境模型
由上图我们可以知道，该智能监控网络系统主要分为工作站和服务器两个部分。工作站的主要任务是采用界面的形式来完成系统的交互过程，其交互过程主要包括监控主机数据传送到服务器、图形录入、报表数据的输出和输入、计算结果的显示。而服务器的主要任务是对所有数据进行专业计算和数据的管理，同时要采用统一的门户方式向工作站一方表现出服务器的功能。此智能监控网络系统的功能框图如图2所示。 3、系统主要功能分析
此计算机智能监控网络系统中有一些对煤矿生产至关重要的功能，以下是对这些功能的具体分析：（1）网络化信息共享，此系统能够在公司不断的生产发展情况下不断的修改、完善，此系统中的数据库格式和图形还能够与office等办公软件、CAD等绘图软件进行调用和相互转换。（2）煤矿安全监测控制参数的实时显示，系统的显示系统在与上传的通风系统图相互结合之后，能够实时监测和反应矿井井下通风机的运行状态、井下测风站的风量、矿井巷道的温度和风速、井下一氧化碳、二氧化碳、瓦斯等有害气体的浓度状况。（3）系统管理员对用户的管理功能，此功能模块主要完成的是对不同级别用户采用不同身份登录系统时的操作工作，以及完成用户更改密码、添加和删除用户等工作。（4）文件数据上传的功能，此功能主要的任务是实现上传与系统图相关的巷道数据信息和各个矿井的通风。
三、计算机程序实现
1、选择回路或者网孔
在计算机智能监控系统中程序实现的过程中选择合适的回路和网孔也是十分重要的。回路和网孔是以基本分支为基础的，沿着正方向直到构成回路或者网孔为止。程序中的回路和网孔的方向主要是取决于基本分支的方向，因此基本分支方向与回路或网孔方向相反的回落或网孔为反向分支，与基本分支方向相同的为正向分支，并做好相关记录。
2、通信方式的设计
煤矿生产中的计算机智能监控网络系统是一对多的通信方式，往往是一臺上位机控制井下多台带式传送机的运行情况。为了保证多台下位机与上位机的通信安全可靠、有序顺畅，为防止通信冲突，这需要设计出一种良好的通信方式。这个煤矿监控系统中主要采用的是两级通信方式，上位机是连接到现场控制中心，而不是直接连接到下位机。每个上位机一般最多可以连接到四个现场控制中心，而每个现场控制中心最多可以连接到八个下位智能终端，因此煤矿传送智能监控系统最多可以监控三十二台输送的运转情况。上位机主要是与现场控制中心进行直接通信，而现场控制中心主要是负责与多个下位机进行通信。上位机所发送的指令都会发送到现场控制中心，再由现场控制中心上传到上位机。以上的两级通信方式能够使得煤矿监控智能系统的上下通信稳定，现场控制中心缓冲协调。
3、下位机的硬件构成
煤矿生产系统中下位机系统的主要任务是采集实时数据，其硬件的主要构成有通讯电路、报警输出电路、语音电路、人机对话界面、数字处理电路、放大电路、电源电路、传感器连接件、传感器和工业级单片微机等等。煤矿生产监控系统中的各种实时数据都是由传感器获得，例如张力传感器在输送带中将传送带张力值转换为电信号，放大电路再将电信号进行放大，当张力值超限时给出相应的触点信号及报警信号，其触点信号还可以作为开关拖动电机信号使用，同时还可以作为拉紧绞车电机的正反转控制的使用，从而达到张力自动控制的目的。
四、结语
在科技不断发展的情况下，现代的煤矿企业也慢慢将计算机信息系统应用到煤矿的生产过程中。煤矿生产中计算机智能监控网络系统的应用不仅可以为企业减少人力的投入、提高生产的效率、还能对煤矿的生产进行实时监控，以便于管理者对生产情况的了解以及调配，所以计算机智能监控网络系统对煤矿的生产起着非常重要的作用，具有很好的推广价值，在煤矿企业的生产中有着广阔的应用前景。
参考文献：
[1]陈世建；纵瑞梅；；煤矿电力监控系统的研究与设计[J]；煤炭技术；2010年01期 45-46.
[2]郭周克；谢德瑜；杨建军；王天保；闫晓慧；张生温；李新潮；秦剑；；煤矿企业风险预警预控系统的建设与应用[A]；2009煤炭企业管理现代化创新成果集[C]；2010年 56-57.
[3]邢存恩；煤矿采掘工程动态可视化管理理论与应用研究[D]；太原理工大学；2009年 87-89.
[4]胡冬红；煤矿安全事故成因分析及预警管理研究[D]；中国地质大学；2010年 90-92.
【关键词】煤矿；Web；安全生产；系统；设计
煤炭作为我国的主要能源，是我国的国民经济发展的一个重要组成部分，然而，由于我国煤矿企业的地域比较分散、工程环节繁琐、信息源多样造成我国的煤矿企业管理手段和技术都比较落后。在现代煤矿企业生产中，带式输送机的控制系统对煤炭产量有着很大的影响，本文所介绍的采用计算机串行的通信技术实现了带式传送机的稳定安全协调工作，这样能够达到提高煤矿企业煤炭产量、增加企业经济效益的目的。
一、煤矿生产中计算机信息系统的应用
1、我国煤矿瓦斯监控系统的现状
为了减少煤矿瓦斯爆炸的发生，我国煤矿全面采用监控报警系统，实践表明，安全监控系统对煤矿的安全生产和管理起到了很重要的作用，随着科学技术的不断发展，煤矿瓦斯监控系统的设计不断被创新研究，地面单微机监控已经发展成为网络化检测的连网监控，通过环境检测、生产监控、中心站软件的设计这几个系统结构，促成了煤矿监控系统技术水平的提高。但是在我国很多地区，随着矿井开采强度的加大，瓦斯含量小的煤层越来越少，局域网络的运用虽然能检测煤矿开采区的各个位置，提供完备的安全信息监管功能，却不能完善煤矿瓦斯监测监控系统配套使用的其他安全装备，例如温度、井下运输、压力监测以及通信等设备，现有的设备不仅功能落后，而且严重老化，这也影响了瓦斯监测监控系统的正常使用，必须提高对煤矿瓦斯监控报警的设计。
当前我国煤矿业瓦斯监控普遍选择的是光纤工业电视监控系统以及依托于光纤的多媒体监控系统。此监控系统存在的不足主要体现在以下几方面：（1）图像质量受环境的影响较大。煤矿井下作业条件极差，粉尘含量高，光线不足，光纤工业电视监控系统摄像机长时间处于此种环境中，其图像质量会大大降低；（2）图像清晰度有限。通常情况下，进入调度室的工业电视图像并不经过处理就进行显示，这会在一定程度上降低图像清晰度，难以清楚的显示监控对象的运动及纹理等特点；（3）存储功能有待提升。当前绝大部分煤矿工业电视监控系统无图像存储功能，即使有，相关的技术及设备也十分简单，对图像再现质量产生一定影响，从而加大了查找事故责任人及事故分析的难度；（4）灵活性较差，成本较高。煤矿井下作业对视频监控的灵活性要求较高，但依托于光纤的网络布置难度较大，灵活性差，在施工过程中容易破坏光纤网络，并且由于井下存在瓦斯，不能进行焊接，因此恢复难度极大；此外，相关设备成本较高，不符合经济性原则。
2、煤矿企业计算机信息系统的应用模式
对于实现煤矿的各种信息管理数据集成和专用监控系统，计算机网络是一个必不可少的重要保证。煤矿企业计算机技术应用重点和方向主要是综合的运用集成技术、软件工程技术、数据库技术、Web技术、网络技术，其中需要重点解决的是各种管理信息系统的集成与规范、生产信息的可视化与集成、安全监测信息的处理以及发布。在以上基础上，企业通过对信息化的集成，从而实现了煤矿集团企业在财务、销售、生产、物流等多个环节上的全面的信息管理，使得煤矿企业在商务流、信息流、物资流、资金流和数据流等方面得到共享与集成。
3、Web Service技术介绍
Web Service技术是一种可以个人或者公司以最快的速度向外界提供数据服务的一种可以用在创建开放式系统的构件，同时是能将各个单个实体封装并发布到网络上供其他程序使用的一个功能集合。Web Service所具有的特点主要有以下几点：（1）易于使用，Web Service的概念往往是很容易被理解的，还有微软以及IBM供应商提供的免费的工具箱为开发者快速部署和创建Web Service提供了基础。（2）普遍性，因为Web Service能与XML和HTTP进行通信，所以任何设备只要支持XML和HTTP技术就可以对Web Service进行访问。（3）互操作性，所有的Web Service相互之间都可以进行无阻碍的交互。
二、煤矿安全信息系统的设计
1、系统建立的初步构想
为了满足煤矿企业的需求，结合企业的生产特点，我们可以总结出煤矿生产系统构建中需要注意的以下几个地方：（1）系统的安全性，计算机网络是一个开放性的系统，因此煤矿的生产同时也面临着很多安全性的问题。（2）自由选择的工具和平台，煤矿生产系统中将会涉及到很多的平台和工具，企业需要自由的选择和使用工具和平台，对工具和平台进行优化从而达到最佳的效果。（3）与已有的系统集成，现今大多数的煤矿企业都有自己的计算机信息管理系统，因此新的系统必须与现有的系统进行集成。通过对以上的系统的各个方面的考虑，为了构建安全的煤矿生产系统，我们需要以web技术作为主要的开发技术，选用XML能够支持通用的浏览器作为前端系统，采用C语言等作为查找、录入和更新等操作的基本手段。
2、煤矿生产安全系统分析
煤矿生产中的计算机智能监控网络系统的硬件环境主要有web浏览器、工作站、监控系统、服务器和信息网络等。其具体的硬件环境模型如图1所示。
图1煤矿生产安全系统环境模型
由上图我们可以知道，该智能监控网络系统主要分为工作站和服务器两个部分。工作站的主要任务是采用界面的形式来完成系统的交互过程，其交互过程主要包括监控主机数据传送到服务器、图形录入、报表数据的输出和输入、计算结果的显示。而服务器的主要任务是对所有数据进行专业计算和数据的管理，同时要采用统一的门户方式向工作站一方表现出服务器的功能。此智能监控网络系统的功能框图如图2所示。 3、系统主要功能分析
此计算机智能监控网络系统中有一些对煤矿生产至关重要的功能，以下是对这些功能的具体分析：（1）网络化信息共享，此系统能够在公司不断的生产发展情况下不断的修改、完善，此系统中的数据库格式和图形还能够与office等办公软件、CAD等绘图软件进行调用和相互转换。（2）煤矿安全监测控制参数的实时显示，系统的显示系统在与上传的通风系统图相互结合之后，能够实时监测和反应矿井井下通风机的运行状态、井下测风站的风量、矿井巷道的温度和风速、井下一氧化碳、二氧化碳、瓦斯等有害气体的浓度状况。（3）系统管理员对用户的管理功能，此功能模块主要完成的是对不同级别用户采用不同身份登录系统时的操作工作，以及完成用户更改密码、添加和删除用户等工作。（4）文件数据上传的功能，此功能主要的任务是实现上传与系统图相关的巷道数据信息和各个矿井的通风。
三、计算机程序实现
1、选择回路或者网孔
在计算机智能监控系统中程序实现的过程中选择合适的回路和网孔也是十分重要的。回路和网孔是以基本分支为基础的，沿着正方向直到构成回路或者网孔为止。程序中的回路和网孔的方向主要是取决于基本分支的方向，因此基本分支方向与回路或网孔方向相反的回落或网孔为反向分支，与基本分支方向相同的为正向分支，并做好相关记录。
2、通信方式的设计
煤矿生产中的计算机智能监控网络系统是一对多的通信方式，往往是一臺上位机控制井下多台带式传送机的运行情况。为了保证多台下位机与上位机的通信安全可靠、有序顺畅，为防止通信冲突，这需要设计出一种良好的通信方式。这个煤矿监控系统中主要采用的是两级通信方式，上位机是连接到现场控制中心，而不是直接连接到下位机。每个上位机一般最多可以连接到四个现场控制中心，而每个现场控制中心最多可以连接到八个下位智能终端，因此煤矿传送智能监控系统最多可以监控三十二台输送的运转情况。上位机主要是与现场控制中心进行直接通信，而现场控制中心主要是负责与多个下位机进行通信。上位机所发送的指令都会发送到现场控制中心，再由现场控制中心上传到上位机。以上的两级通信方式能够使得煤矿监控智能系统的上下通信稳定，现场控制中心缓冲协调。
3、下位机的硬件构成
煤矿生产系统中下位机系统的主要任务是采集实时数据，其硬件的主要构成有通讯电路、报警输出电路、语音电路、人机对话界面、数字处理电路、放大电路、电源电路、传感器连接件、传感器和工业级单片微机等等。煤矿生产监控系统中的各种实时数据都是由传感器获得，例如张力传感器在输送带中将传送带张力值转换为电信号，放大电路再将电信号进行放大，当张力值超限时给出相应的触点信号及报警信号，其触点信号还可以作为开关拖动电机信号使用，同时还可以作为拉紧绞车电机的正反转控制的使用，从而达到张力自动控制的目的。
四、结语
在科技不断发展的情况下，现代的煤矿企业也慢慢将计算机信息系统应用到煤矿的生产过程中。煤矿生产中计算机智能监控网络系统的应用不仅可以为企业减少人力的投入、提高生产的效率、还能对煤矿的生产进行实时监控，以便于管理者对生产情况的了解以及调配，所以计算机智能监控网络系统对煤矿的生产起着非常重要的作用，具有很好的推广价值，在煤矿企业的生产中有着广阔的应用前景。
参考文献：
[1]陈世建；纵瑞梅；；煤矿电力监控系统的研究与设计[J]；煤炭技术；2010年01期 45-46.
[2]郭周克；谢德瑜；杨建军；王天保；闫晓慧；张生温；李新潮；秦剑；；煤矿企业风险预警预控系统的建设与应用[A]；2009煤炭企业管理现代化创新成果集[C]；2010年 56-57.
[3]邢存恩；煤矿采掘工程动态可视化管理理论与应用研究[D]；太原理工大学；2009年 87-89.
[4]胡冬红；煤矿安全事故成因分析及预警管理研究[D]；中国地质大学；2010年 90-92.