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[關鍵詞]煤礦 機電數(shù)字化 安全生產(chǎn)

中圖分類號：F840.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）22-0178-01

近年來，由于科學技術的不斷進步，機電設備越來越多地應用于煤礦開采當中，但是煤礦機電設備事故也隨之不斷發(fā)生，因此，人們?yōu)榱私鉀Q這個問題，實現(xiàn)了煤礦機電數(shù)字化。煤礦機電數(shù)字化是對機電設備的安全控制，從而減少煤礦機電設備事故，為煤礦安全生產(chǎn)提供了保證。

一、概述煤礦機電數(shù)字化技術

煤礦機電數(shù)字化技術屬于一種新型的現(xiàn)代科技技術，機電數(shù)字化技術需要有較高要求的設備進行支持。機電數(shù)字化設備能夠實現(xiàn)自動化、智能化和數(shù)字化。煤礦生產(chǎn)過程中實現(xiàn)安全生產(chǎn)是非常重要的，因此，機電數(shù)字化技術應用煤礦生產(chǎn)中，不僅能夠有效提高煤礦采礦作業(yè)效率，而且能夠保障安全生產(chǎn)，從而保護煤礦工人的生命安全。雖然機電數(shù)字化在煤礦中應用并沒有太長的時間。但是機電數(shù)字化技術在煤礦中起著無可替代的作用，煤礦的正常運營和生產(chǎn)均離不開機電數(shù)字化技術。煤礦機電數(shù)字化技術的設備的主要作用是采集信息、傳輸信息、處理信息等，因此，煤礦機電數(shù)字化設備對技術要求較高。這些設備相比較于傳統(tǒng)的機械采集設備而言，工作效率和安全指數(shù)更高。煤礦機電數(shù)字化設備的主要優(yōu)點為處理信息速度快、質量輕、體積小，同時由于是應用了較為先進的機電數(shù)字化技術，因而為煤礦的安全生產(chǎn)提供了保障。

二、分析煤礦機電數(shù)字化的發(fā)展和應用

（一）煤礦技術數(shù)字化的發(fā)展研究

煤礦機電數(shù)字化的應用已經(jīng)非常廣泛，煤礦安全監(jiān)控技術的不斷提高和廣泛使用，極大地降低了煤礦的百萬噸死亡率。我國于80年代初從英國、法國、波蘭、德國等國家引進了第一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，同時，還通過對國外技術的消化、吸收、結合我國煤礦開采的實際情況，相繼研發(fā)出了KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等監(jiān)控系統(tǒng)，并在我國煤礦開采中廣泛使用。后來，隨著計算機軟硬件技術以及電子技術的飛速發(fā)展和煤礦企業(yè)自身的發(fā)展需要，MSNM、WEBGIS等煤礦安全綜合化和數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)測管理系統(tǒng)以及KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等監(jiān)控系統(tǒng)相繼被研發(fā)出來并在實際操作中得到廣泛的使用。

（二）煤礦機電數(shù)字化在安全生產(chǎn)中應用

目前成熟應用的有煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦井下人員定位系統(tǒng)、煤礦井下風速測定、溫度測定、各種有害氣體的測定，這些都是每個煤礦必須要有的機電設備（不論煤礦大?。?，都是為煤礦安全服務的。并且以上設備都基本實現(xiàn)了縣一級聯(lián)網(wǎng)，由縣一級煤礦安全監(jiān)管部門對所有煤礦的情況進行監(jiān)控，部分地區(qū)實現(xiàn)了地區(qū)一級聯(lián)網(wǎng)。

三、煤礦機電數(shù)字化對安全生產(chǎn)的影響

現(xiàn)在推行的煤礦應急救援平臺建設，要求各煤礦編制應急救援預案，煤礦基本情況等必須上傳到省、市、縣應急救援管理平臺，實現(xiàn)省一級聯(lián)網(wǎng)，煤礦一旦發(fā)生事故，可以立即通過遠程進行救援指揮，避免因盲目救援造成的二次傷害和事故的擴大（全國大部分地區(qū)已經(jīng)建設完成）。煤礦機電設備實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)促進了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。煤礦安全生產(chǎn)效率是煤礦生產(chǎn)的核心，企業(yè)的發(fā)展和效益均是靠煤礦生產(chǎn)效率決定的，所以，高效率的煤礦生產(chǎn)是煤礦企業(yè)的最終目標。煤礦機電數(shù)字化對機電設備的要求是非常高的，煤礦數(shù)字化生產(chǎn)相應的設備主要有自動化生產(chǎn)線成套設備，這一套設備有較高的科學技術含量，是現(xiàn)代科學技術的產(chǎn)物。這些設備的基礎技術為網(wǎng)絡技術和信息技術，各有效設備通過相互聯(lián)系，共同實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)。在實際的煤礦生產(chǎn)過程中，需要緊抓安全生產(chǎn)工作，安全生產(chǎn)的方針為“安全第一、預防為主、綜合治理，”生產(chǎn)必須嚴格貫徹執(zhí)行安全生產(chǎn)方針。只有應用了煤礦機電設備實現(xiàn)數(shù)字化技術，才能提高煤礦生產(chǎn)的安全性和效率。

四、煤礦數(shù)字化技術的未來發(fā)展趨勢

煤礦生產(chǎn)的前提是煤礦機電設備，而煤礦機電設備的安全直接關系到工作人員的安全，繼而也關系到企業(yè)的穩(wěn)定和發(fā)展。

煤礦位置一般都地處邊遠山區(qū)，許多地方并沒有正規(guī)的道路，或者有道路但地圖上沒有標注，因此現(xiàn)在正在進行煤礦電子地圖的編制工作，通過GPS定位，便于煤礦安全監(jiān)管監(jiān)察部門的監(jiān)管和事故搶險時能夠快速達到煤礦。煤礦機電數(shù)字化應用研究正在向無線網(wǎng)絡傳輸?shù)姆绞竭M行，zigBee技術是一種一種短距離無線通信技術，其發(fā)展史還不長，大約只有10年的時間，由IEEE802.15.4來對其物理層和MAC層進行定義，其它層由ZigBee聯(lián)盟定義，該技術定義了兩個物理層，即868/915MHz和2.4GHz頻段，其中868/915MHz頻段只能在歐洲和北美使用，2.4GHz頻段則是全球通用的，因該技術具低速率、低功耗、低成本等特點，使得該技術發(fā)展非常迅速。目前國內正在進行zigBee技術正作為煤礦無線網(wǎng)絡傳輸?shù)膽醚芯俊?/p>

在十八屆四中全會提出的依法治國的大背景下，通過法律、法規(guī)、標準、規(guī)程、規(guī)范的修訂進行煤礦機電數(shù)字化應用的推廣。國家、政府和煤礦企業(yè)需要共同努力完成這一項任務。煤礦機電數(shù)字化在煤礦生產(chǎn)中的很多重要環(huán)節(jié)均得到了應用，煤礦機電設備實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)可有效消除原有的安全生產(chǎn)問題。經(jīng)濟社會的發(fā)展、全面建設小康社會需要依靠安全生產(chǎn)，煤礦安全生產(chǎn)為促進了我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，政府履行社會管理職能的要求就是安全生產(chǎn)。

結束語

煤礦生產(chǎn)屬于高危工作，如果沒有相關的先進的科技技術給予支持，將存在諸多的安全隱患，煤礦工作人員的生命財產(chǎn)安全將得不到保障。由于煤礦機電數(shù)字化屬于高科技技術，能夠有效提高煤礦生產(chǎn)的安全性，并且該項技術的應用還能提高煤礦生產(chǎn)效率，從而實現(xiàn)企業(yè)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。因此，煤礦機電數(shù)字化對安全生產(chǎn)具有重要作用，需要進行大量的推廣。

參考文獻

[1] 陳洪章.煤礦機電數(shù)字化對安全生產(chǎn)的影響[J]. 內蒙古煤炭經(jīng)濟，2013，03：169-170.

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關鍵詞：化工安全生產(chǎn)；自動化；安全系數(shù)

隨著信息技術的快速發(fā)展，越來越多的自動化控制系統(tǒng)被廣泛應用到化工安全生產(chǎn)中，極大便利了整個生產(chǎn)過程。自動化控制技術的應用能提升化工生產(chǎn)安全系數(shù)，有效防止安全事故和隱患，極大提升生產(chǎn)效率，確?；ぐ踩a(chǎn)。

1 自動化控制技術概述及其必要性

現(xiàn)階段，自動化控制技術被廣泛應用于化工安全生產(chǎn)中，該技術是指通過必要控制功能對化工生產(chǎn)整個過程進行自動控制的系統(tǒng)，能對化工生產(chǎn)有序化產(chǎn)生積極作用。自動化控制技術能在化工安全生產(chǎn)中自動控制溫度、壓力和濕度等，成為化工生產(chǎn)必不可少的一部分，在化工安全生產(chǎn)中有著極大必要性。

從客觀上來說，化工生產(chǎn)高危險性的特點決定其不能完全依賴傳統(tǒng)的人工控制。這是因為，化工材料中蘊含了大量的易爆、易燃、高腐蝕、高毒性物質，能損害人體健康。而化工生產(chǎn)直接滲透到人們生活的方方面面，有著不可或缺的作用。所以，在化工生產(chǎn)中為進一步提升安全性和生產(chǎn)效率，將自動化控制技術引進到具體的生產(chǎn)過程中便顯得至關重要。自動化控制技術在化工生產(chǎn)中的應用，能大大降低化工安全事故發(fā)生率，對整個生產(chǎn)過程進行充分的安全保護，從而提升生產(chǎn)效率，滿足人們生活和發(fā)展需求。

2 化工安全生產(chǎn)中自動化控制技術應用現(xiàn)狀

2.1 系統(tǒng)監(jiān)測方面

化工生產(chǎn)的關鍵性環(huán)節(jié)之一便是儀表的實時監(jiān)測，這一環(huán)節(jié)能對生產(chǎn)過程中存在的一系列安全隱患進行監(jiān)測，以便維修人員及時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對有損傷的機械設備進行維修，從而有效降低安全事故發(fā)生率。儀表檢測在化工生產(chǎn)中不可或缺，還能監(jiān)測出生產(chǎn)中的溫度、液面高度及壓強等參數(shù)，便于工作人員及時評估當時的生產(chǎn)狀況，對可能存在的故障及安全隱患進行預測。

2.2 故障診斷系統(tǒng)方面

自動化控制技術的重要內容之一便是對化工生產(chǎn)過程中的設備故障進行分析和診斷。故障診斷系統(tǒng)即利用自動化控制技術，及時報告生產(chǎn)設備存在的故障，以便為工作人員提供有效合理的分析和處理依據(jù)，降低安全事故發(fā)生率，有效保證化工生產(chǎn)的連續(xù)性及穩(wěn)定性，提升設備使用有效性，確保生產(chǎn)安全。

2.3 緊急停車系統(tǒng)方面

化工生產(chǎn)眾多環(huán)節(jié)均為高速運行狀態(tài)，因此若在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)突發(fā)性安全事故，就會導致大量生產(chǎn)設備因不能進行及時叫停而發(fā)生大規(guī)模設備故障，增加安全事故的嚴重程度，這就需要利用自動化控制技術構建完善的緊急停車系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是指在化工生產(chǎn)過程中，若某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全性事故或者某個設備出現(xiàn)故障時，該系統(tǒng)能根據(jù)早前設計好的邏輯順序、自動依據(jù)順序停止正在運行的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而在最大限度上阻止安全事故的產(chǎn)生或者盡可能將事故造成的損失降到最低。另外，值得注意的是，緊急停車系統(tǒng)在設置上應保持獨立，不應在同一系統(tǒng)內設置其他環(huán)節(jié)的設備，以便在出現(xiàn)故障時，確保緊急停車系統(tǒng)未受影響。同時，該系統(tǒng)在設置中也應該積極遵循簡要原則，少冗雜，以充分保證其能在化工生產(chǎn)中實現(xiàn)效率的最大化。

3 化工安全生產(chǎn)中自動化新技術應用與發(fā)展

近年來，隨著科學技術水平的不斷提升，化工安全生產(chǎn)作用越來越明顯，同時化工產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)的標準也在不斷提升。而自動化控制技術在化工生產(chǎn)中的普及和應用，極大提升其安全性。現(xiàn)階段，大量的自動化新型控制技術被廣泛引入到化工安全生產(chǎn)領域，并做出極大貢獻。

3.1 安全裝置的自動化處理系統(tǒng)

安全裝置自動化的作用具體體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，在現(xiàn)場工作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)安全事故或沒有找到具體的危險所在處時，安全裝置自動化處理系統(tǒng)能確保對安全事故第一時間進行處理，從而在最大限度上將事故控制在沒有被擴大發(fā)展的基礎上，以保證正常的生產(chǎn)。其次，安全設置的自動化處理系統(tǒng)能在事故地點進行處理。在發(fā)生安全事故時，安全設置的自動化處理系統(tǒng)能自動顯示出危險源頭，避免搶救人員直接接觸事故現(xiàn)場，造成傷亡損失，確保搶救人員的生命安全。

3.2 裝置的自動連鎖報警系統(tǒng)

化工生產(chǎn)過程中的各個設備均是安全高速方式進行運行，還嚴格規(guī)定溫度和壓強必須保持的指標。而自動化控制技術能根據(jù)高溫、高壓生產(chǎn)環(huán)境自動控制化工生產(chǎn)中的溫度、壓力及適度等指標，一旦生產(chǎn)過程中出現(xiàn)意外事故，裝置的自動連鎖警報系統(tǒng)能第一時間就意外事故的源頭向操作人員做出連續(xù)的警報，從而在很大程度上確保工藝設備的安全，為操作人員和維修人員進行事故消除和設備維修提供參考依據(jù)，便于其盡快做出解決方案，提升事故處理效率。

3.3 化工設備的自動化檢測

從客觀上來說，造成化工安全事故發(fā)展的重要因素之一便是化工設備故障。在長期的工作狀態(tài)下，化工設備極易出現(xiàn)老化、缺陷等問題。以往的化工設備檢測方法需要耗費大量的人力、物力、財力，且不能充分保證檢測效率。因此，就必須將自動化控制技術引入到化工設備的檢測中，實行全自動化的安全性檢測。比如，在化工設備檢測中利用無損探傷法，能大大降低消耗的人力和物力，在綜合分析設備結構的基礎上，從根本上確保化工安全生產(chǎn)。

4 結束語

自動化控制技術在化工安全生產(chǎn)中有著極大的重要性和必要性，能大大降低安全事故和隱患，但并不能從根本上規(guī)避這些安全隱患。因此，在今后的化工安全生產(chǎn)中，應該不斷加強對安全方面新技術、新工藝的投入，降低安全事故發(fā)生率，提升工作人員安全意識，確保人員安全，提升化工生產(chǎn)和處理事故的效率，從而促進生產(chǎn)力的提升與國民經(jīng)濟的增長。

參考文獻

[1]張長歸.自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應用探究[J].中國石油和化工標準與質量，2014，7：37.

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【關鍵詞】煤礦；數(shù)字化礦山；3D GIS；自動化；信息網(wǎng)絡

1.引言

數(shù)字礦山是以礦井綜合自動化安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)為原型，以礦井新型的高科技技術和網(wǎng)絡技術為支撐，在礦山范圍內建立一個以三維坐標為主線，將礦山信息構建成一個礦山信息模型和計算機數(shù)字模型，描述礦山中每一點的全部信息。按三維坐標組織，存儲起來，形成海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)相融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和可視化的三維空間技術系統(tǒng)。它采用現(xiàn)代信息技術、數(shù)據(jù)庫挖掘技術、網(wǎng)絡技術、智能化控制技術實現(xiàn)信息化、數(shù)字化的虛擬礦山并提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段。使有關人員都可以快速準確、充分和完整地了解及利用礦山各方面的信息。數(shù)字礦山就是一個礦山范圍內的以三維坐標信息及其相互關系為基礎而組成的信息框架，并在該框架內嵌入我們所獲得的信息的總稱，通過數(shù)字化礦山系統(tǒng)可以直觀了解整個礦山的安全生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)，礦山信息系統(tǒng)之間的聯(lián)系。通過利用數(shù)據(jù)挖掘技術的專業(yè)應用信息系統(tǒng)有利于企業(yè)管理層做出專業(yè)的、合理的管理決策。

可以從兩個層次上來理解煤礦數(shù)字礦山。一個層次是將數(shù)字礦山中的固有信息（即與空間位置直接有關的相對固定的信息，如地面地形、井下地質、開采方案、已完成井下工程等）數(shù)字化，按三維坐標組織起來一個數(shù)字礦山，全面詳盡地刻畫礦山及礦體；另一個層次是在此基礎上再嵌入所有相關信息（即空間位置間接有關的相對變動的信息，如儲量管理、機電管理、人事管理、生產(chǎn)管理、技術管理等等）組成一個意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。

2.數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺實施流程

數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺建設的主要目的是建設成為具備專業(yè)決策分析功能管理分析系統(tǒng)，專業(yè)決策分析離不開數(shù)據(jù)，沒有足夠的數(shù)據(jù)支持，就無法發(fā)揮數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺的最大功能。因此在數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺建設之前，需要完成現(xiàn)場子系統(tǒng)的建設。如：安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員監(jiān)測系統(tǒng)、皮帶監(jiān)控系統(tǒng)，井下水泵監(jiān)控系統(tǒng)，主扇風機監(jiān)控系統(tǒng)、地測信息管理系統(tǒng)、設備管理信息系統(tǒng)等。為數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺實施打下堅實的基礎，為數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺做好充分的準備。然后通過礦井自動化系統(tǒng)平臺方式將各個現(xiàn)場子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成存儲，形成一個龐大的數(shù)據(jù)存儲中心。最后完成基于3D GIS數(shù)字化礦山平臺的建設。

數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺建設流程如圖1所示。

3.數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺系統(tǒng)網(wǎng)絡架構建設

為了實現(xiàn)煤礦子系統(tǒng)數(shù)據(jù)高速性、可靠性、安全性傳輸，結合煤礦機電設備、控制系統(tǒng)分散的特點，數(shù)字化礦山網(wǎng)絡拓撲結構采用基于TCP/IP技術的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場工業(yè)總線來實現(xiàn)。實現(xiàn)將井下的各個設備信息，如：瓦斯傳感器信息、一氧化碳傳感器信息、皮帶的開停、井下變電所電流電壓等信息傳輸?shù)降孛?，并整合集成地面各個監(jiān)控系統(tǒng)采集的信息實現(xiàn)所有機電設備信息與系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息共享。

根據(jù)整個礦山的層次結構分析，可將礦山的工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)分為三層的系統(tǒng)體系架構：

（1）管理層（以太網(wǎng)）；

（2）控制層（冗余工業(yè)以太網(wǎng)）；

（3）設備層（現(xiàn)場總線）。

設備層作用是通過現(xiàn)場總線的方式將井下與井上的各種機電設備，如監(jiān)控分站、人員監(jiān)測分站、井下網(wǎng)絡信號、井下水泵PLC控制器，井下皮帶控制器等進行整合連接，將采集到的信息經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸?shù)降孛妗?/p>

控制層由工業(yè)冗余交換機組成的千兆光纖冗余工業(yè)以太網(wǎng)。煤礦礦山地面和井下2個環(huán)網(wǎng)采用單環(huán)單節(jié)點冗余方式組環(huán)，并采用主備鏈路連接方式與核心工業(yè)交換機進行連接。工業(yè)冗余交換機配備有網(wǎng)絡冗余協(xié)議，可以使整個網(wǎng)絡很簡單的就建立起冗余的以太網(wǎng)絡。當冗余工業(yè)以太網(wǎng)的任意網(wǎng)絡光纖斷開連接的時候，則自動啟用備用連接鏈路，整個的工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)將在最短時間自動恢復正常。

管理層主要進行集中控制管理，礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)信號與井下設備信號經(jīng)過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至礦山中心機房服務器中，通過礦井自動化系統(tǒng)軟件標準接口將數(shù)據(jù)集中采集到數(shù)據(jù)庫中，可以對各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中分析管理，也為數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺提供數(shù)據(jù)基礎。

數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺網(wǎng)絡拓撲結構如圖2所示：

圖2 數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺網(wǎng)絡拓撲結構圖

4.基于3DGIS數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺建設

“數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺建設”系統(tǒng)的研發(fā)成功打破了數(shù)字礦山建設理論體系僅停留在理論層面的現(xiàn)狀，真正實現(xiàn)了三維GIS（地理信息系統(tǒng)）與煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的結合，并且具有數(shù)據(jù)更新靈活方便、自動化三維建模等特點，為煤礦提供再現(xiàn)井下生產(chǎn)狀態(tài)的高科技輔助工具。本系統(tǒng)主要開發(fā)流程、內容及實現(xiàn)的功能如下：

（1）根據(jù)煤礦系統(tǒng)結構組成，煤礦數(shù)據(jù)多源異構的特點，研究了礦井基礎數(shù)據(jù)采集更新的手段，結合礦井自動化OPC、FTP等多種接口技術研發(fā)了數(shù)據(jù)集成的軟件包，實現(xiàn)了多源異構數(shù)據(jù)實時獲取。主要實現(xiàn)了如下功能：

1）實現(xiàn)了從測量數(shù)據(jù)庫導入數(shù)據(jù)，自動進行巷道相交生成巷道數(shù)據(jù)；

2）實現(xiàn)了以采掘工程平面圖為底圖，手動采集錄入巷道數(shù)據(jù)；

3）實現(xiàn)了供電系統(tǒng)采集布置數(shù)據(jù)入庫功能；

4）實現(xiàn)了給排水系統(tǒng)采集布置數(shù)據(jù)入庫功能；

5）實現(xiàn)了運輸系統(tǒng)采集布置數(shù)據(jù)入庫功能；

6）實現(xiàn)了工作面采集布置數(shù)據(jù)入庫功能等；

7）實現(xiàn)了安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)接入；

8）實現(xiàn)了人員定位系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)接入；

…………

針對“數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺”的基礎數(shù)據(jù)來源包含多個礦井生產(chǎn)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)可能分布于不同的部門、以及“智能化數(shù)字礦山”的維護及使用也涉及到不同的部門的特點。研究了系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全、高效傳輸?shù)姆绞?，實現(xiàn)了依靠井下工業(yè)（下轉第63頁）（上接第60頁）環(huán)網(wǎng)、地面環(huán)網(wǎng)、防火墻及交換機的合理配置保證數(shù)據(jù)正常傳輸；

（2）為了更高效率的管理及使用礦山基礎數(shù)據(jù)，研究了對礦山數(shù)據(jù)進行存儲、管理及應用的機制。系統(tǒng)對礦用數(shù)據(jù)進行歸納、分類及處理后，搭建了礦用空間數(shù)據(jù)中心和礦用監(jiān)控數(shù)據(jù)中心，對井上下所有礦用對象相關的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)采用關系型網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)一體化存儲、管理。主要實現(xiàn)了如下功能：

1）實現(xiàn)了按照礦用對象和生產(chǎn)系統(tǒng)組織數(shù)據(jù)功能；

2）實現(xiàn)了對象屬性結構自定義功能；

3）實現(xiàn)了數(shù)據(jù)字典管理功能；

4）實現(xiàn)了礦用對象庫管理功能；

5）實現(xiàn)了測點配置管理功能。

（3）為了消除信息孤島，研究了基于礦用空間數(shù)據(jù)中心和礦用監(jiān)控數(shù)據(jù)中心的煤礦數(shù)據(jù)共享機制。系統(tǒng)從兩方面較好的實現(xiàn)了煤礦基礎數(shù)據(jù)的共享，其一是系統(tǒng)內部各模塊之間可以輕松共享基礎數(shù)據(jù)；其二是針對以后可能會出現(xiàn)的增值業(yè)務需求，系統(tǒng)能夠對外提供接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；

（4）基于3DGIS技術，結合煤礦各生產(chǎn)系統(tǒng)特點，研究了礦用模型及系統(tǒng)的自動化建模算法。成功開發(fā)出豐富的三維礦用建模算法及組件，實現(xiàn)了自動化三維建模流程。主要完成功能如下：

實現(xiàn)了巷道及交岔點自動化三維建模；

1）實現(xiàn)了地質體自動化三維建模；

2）實現(xiàn)了供電系統(tǒng)自動化三維建模；

3）實現(xiàn)了給排水系統(tǒng)自動化三維建模；

4）實現(xiàn)了運輸系統(tǒng)自動化三維建模；

5）實現(xiàn)了工作面布置自動化三維建模等。

（5）為了更加生動形象的將數(shù)據(jù)處理結果展示給用戶，研究了數(shù)據(jù)可視化表現(xiàn)手段。實現(xiàn)了豐富的數(shù)據(jù)展示效果，支持二維矢量可視化、三維矢量可視化以及組態(tài)界面等。主要完成了如下功能：

1）實現(xiàn)了二維、三維及組態(tài)顯示數(shù)據(jù)功能；

2）實現(xiàn)了圖屬互查功能；

3）實現(xiàn)了二維圖形與三維圖形聯(lián)動定位功能；

4）實現(xiàn)了三維模型交互編輯功能；

5）實現(xiàn)了三維查詢、漫游功能。

“數(shù)字化礦山平臺”系統(tǒng)的成功開發(fā)和應用，為煤礦安全生產(chǎn)提供了輔助的決策工具，提高了煤礦的生產(chǎn)效率。

5.數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺WEB與安全管理

為了保證數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺的穩(wěn)定運行，防止遭受病毒的攻擊，可利用防火墻對煤礦企業(yè)或則集團公司局域網(wǎng)與因特網(wǎng)想隔離，防毒墻對核心交換機數(shù)據(jù)端口進行監(jiān)測的方式。與軟件防火墻、殺毒軟件形成雙重網(wǎng)絡保護機制，確保數(shù)字化礦山系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)穩(wěn)定采集于系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定。為了讓集團公司管理人員實現(xiàn)對數(shù)字化礦山平臺的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)共享，煤礦礦山可增加路由器，與集團公司信息總部的核心路由相連，與集團公司信息總部形成一個大型體系結構的局域網(wǎng)。方便集團公司管理人員可以第一時間掌握煤礦礦山的生產(chǎn)信息、安全信息、井下綜合環(huán)境信息，確保礦山企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

信息化網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲圖如圖3所示。

6.結語

隨著對地觀測和計算機技術快速發(fā)展，空間信息及其處理能力已得到極大的豐富和加強，人們渴望利用這些空間信息來認識和把握地球和社會的空間運動規(guī)律，進行虛擬、科學預測和調控。3D GIS在提供三維視覺認知的同時，還提供更深刻的解析的空間分析功能，通過GIS等技術建立三維礦山空間地學模型，進行地學模擬，并利用可視化技術以圖形圖像方式逼真再現(xiàn)三維地質實體和礦山井工程，進行科學分析、決策規(guī)劃、指導生產(chǎn)，有利于改善勘探地質信息質量，深入研究和分析地學問題的內在規(guī)律，提高礦山安全生產(chǎn)能力和科學管理水平。

參考文獻

[1]謝希仁.計算機網(wǎng)絡[M].北京：電子工業(yè)出版社.

[2]斯桃技，楊寅春，俞利君.網(wǎng)絡工程[M].北京：人民郵電版社.

[3]懷斯.GIS數(shù)據(jù)結構與算法基礎[M].北京：科學出版社.

篇4

[關鍵詞]：煤礦數(shù)字化；發(fā)展現(xiàn)狀；關鍵技術

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

進入21世紀以來，信息技術的快速發(fā)展和浪潮般的推廣應用，為礦山企業(yè)帶來了機遇，也帶來了壓力。一方面，隨著礦產(chǎn)資源消費的急劇增長和開采加工難度的日益增大，促使采礦逐漸走向數(shù)字化和智能化；另一方面，隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、自動化技術、傳感器技術、數(shù)字視頻技術和現(xiàn)代管理技術的發(fā)展，煤礦信息化正向信息擴展、高度集成、綜合應用、自動控制、預測預報、智能決策的方向發(fā)展。煤礦企業(yè)對信息化建設越來越重視，且大部分建設了以光纜為基礎的高速企業(yè)網(wǎng)，開發(fā)了管理信息系統(tǒng)、采礦生產(chǎn)運輸自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)調度監(jiān)控系統(tǒng) 與internet網(wǎng)對接并建立了網(wǎng)站系統(tǒng)。特別對于井工礦企業(yè)，如何去創(chuàng)新出自己的數(shù)字化管理之路，已經(jīng)越來越成為一個重要和迫切的研究課題。

煤礦數(shù)字化簡介及意義

煤礦數(shù)字化，又稱數(shù)字礦山，是由數(shù)字地球的定義延伸而來，即在礦山范圍內以三維坐標信息及其相互關系為基礎而組成的信息框架，并在該框架內嵌入所獲得的信息的總和。煤礦所能獲取的信息可劃分為固有信息和動態(tài)信息2個層面，固有信息包括礦井原始數(shù)據(jù)(地質、測量、鉆孔)和煤層、圍巖、井巷等地質體空間信息；動態(tài)信息包括采掘、通風、運輸、供電、給排水等生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡及其裝備信息，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的信息(設備狀態(tài)、環(huán)境、人員)，專業(yè)分析輔助決策信息，生產(chǎn)經(jīng)營管理信息。這些信息在煤礦地質勘探、規(guī)劃設計、建井施工、生產(chǎn)經(jīng)營管理各環(huán)節(jié)中產(chǎn)生,具有持續(xù)產(chǎn)生、共享利用、多源異構的特征，所以分析礦山信息的構成、產(chǎn)生過程、獲取手段、表現(xiàn)方式,建立礦井基礎信息數(shù)據(jù)倉庫，開發(fā)數(shù)字礦山基礎信息平臺，實現(xiàn)礦井固有信息和內嵌動態(tài)信息的認知、獲取、表達、處理、共享、可視化、傳輸和使用等過程的數(shù)字化是建設煤礦數(shù)字礦山的主要內容，最終發(fā)展目標是實現(xiàn)礦山資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術設備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡化、生產(chǎn)管理與決策科學化。

數(shù)字化礦山建設過程是提高生產(chǎn)經(jīng)營管理水平、轉換經(jīng)營機制、促進管理現(xiàn)代化、建立現(xiàn)代企業(yè)制度、 提高經(jīng)濟效益、 促進安全生產(chǎn)的完善過程；也是煤炭行業(yè)實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)和實施大集團戰(zhàn)略、走可持續(xù)化發(fā)展道路的技術保障。煤炭工業(yè)數(shù)字化建設， 可提高煤礦企業(yè)安全管理的預測預判和預防預控能力， 推動安全從靜態(tài)管理向動態(tài)管理、從被動管理向主動管理、從程序管理向工序管理的轉變， 是保障煤礦安全生產(chǎn)的必然選擇和重要途徑。

煤礦數(shù)字化發(fā)展現(xiàn)狀

我國的煤炭工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎產(chǎn)業(yè)，但與國際上發(fā)達國家相比，我國煤炭企業(yè)普遍存在兩個方面的不足：一是煤礦總體裝備技術水平，尤其是系統(tǒng)的整體有效性、信息化水平不高；二是煤礦生產(chǎn)事故較多，造成國家財產(chǎn)和人民生命的嚴重損失。我國煤炭工業(yè)數(shù)字化進程起步較早，但 90 年代煤炭行業(yè)整體經(jīng)濟效益下滑， 數(shù)字化進程極大受挫。隨著煤炭行業(yè)的復蘇，煤炭企業(yè)數(shù)字化意識有了很大的提高，數(shù)字化管理體系、信息安全體系逐漸形成，數(shù)字化技術創(chuàng)新進展較快，數(shù)字化基礎設施建設步伐加快。

從煤礦數(shù)字化的內涵和發(fā)展目標來看，實際上目前我國煤礦完全意義上的數(shù)字化還沒有建成，究其原因主要有以下幾個方面：（1）煤礦數(shù)字化是一個復雜的巨系統(tǒng),涉及煤礦地質勘探、規(guī)劃設計、建井施工、安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理的全過程，許多信息需要持續(xù)利用共享，然而各環(huán)節(jié)信息化方式和水平不同，數(shù)據(jù)格式兼容性差，信息不能重復利用，信息孤島現(xiàn)象嚴重；（2）我國煤礦數(shù)字礦山仍處于初級發(fā)展階段，成熟的能夠統(tǒng)一管理和集成空間信息、實時動態(tài)信息和管理信息的基礎平臺還未見報道，分析原因主要與開發(fā)商所涉及專業(yè)有關。目前，直接推動煤礦數(shù)字礦山發(fā)展的相關專業(yè)開發(fā)商有3類：一類為煤礦地質測量系統(tǒng)開發(fā)商，他們從早期的矢量化成圖系統(tǒng)，逐步發(fā)展完善成具有煤礦專有功能的地質測量系統(tǒng)，有的還集成了一定的管理功能，這類開發(fā)商自稱是數(shù)字礦山的領跑者；其次是煤礦自動化系統(tǒng)集成商，他們從早期的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)展到今天集成的全礦井綜合自動化系統(tǒng)，將礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實時信息掌握在手，這類開發(fā)商自稱是數(shù)字礦山的實踐者；第三類是煤礦信息管理的開發(fā)商，他們從煤礦辦公自動化、運銷、設備及勞資等管理模塊入手，將煤礦各業(yè)務科室的管理流程信息化。由于這3類開發(fā)商涉及煤礦不同的業(yè)務部門，各自所采取的技術路線、應用平臺千差萬別，造成目前各類系統(tǒng)難以整合、信息資源無法共享,很難形成統(tǒng)一的空間信息、實時信息和管理信息平臺；（3）在技術層面能承載數(shù)字礦山海量信息平臺的技術首選3DGIS，而3DGIS理論與煤礦對數(shù)字礦山適用性的客觀需求差距較大。數(shù)字礦山需要3DGIS作為框架支撐技術，而3DGIS技術只在三維可視化渲染引擎方面比較成熟，在通用的三維建模算法、三維空間分析、三維空間信息存儲引擎等關鍵技術方面仍在探究階段，通用的商用3DGIS平臺還沒有出現(xiàn)。但煤礦建設數(shù)字礦山不僅要求可視化地進行三維模擬和虛擬再現(xiàn)礦井生產(chǎn)環(huán)境及相關現(xiàn)象，更主要是能夠仿真化地模擬分析礦井采煤、掘進、供電、運輸、通風、給排水等生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程和災變過程，實時采集相關環(huán)境與工況參數(shù),按照各業(yè)務系統(tǒng)的運行原理進行空間分析，最后實現(xiàn)自動化地預警礦井災害和啟動安全預案，為安全生產(chǎn)起到真正的輔助決策作用，由此可見,3DGIS支持與實際需求有一定差距；（4）煤礦所處的環(huán)境復雜、不確定因素多、相關專業(yè)多、生產(chǎn)系統(tǒng)工藝復雜、技術設備智能化水平低、采掘現(xiàn)場的許多工況參數(shù)尚無法獲取,這些都制約數(shù)字礦山的發(fā)展。

從以上分析可見，我國煤礦數(shù)字礦山的發(fā)展并不是一朝一夕的事情，需要各專業(yè)協(xié)同發(fā)展，需要解決技術設備智能化、3DGIS支撐技術、不同來源信息的自動采集技術、多源異構信息的集成融合技術、三維建模及可視化技術、空間和屬性數(shù)據(jù)的集中或分布組織管理及共享技術、基礎信息的分析處理、基礎信息的工程應用等關鍵技術。這些技術發(fā)展并不平衡，有一個逐步發(fā)展的過程，所以數(shù)字礦山的建設也需要循序漸進地推進。根據(jù)煤礦客觀需求和當前技術水平，筆者認為構建以礦山空間信息描述為主框架，整合煤礦安全生產(chǎn)實時信息和管理信息的煤礦數(shù)字礦山基礎信息平臺是數(shù)字礦山發(fā)展之路的一個里程碑。制定數(shù)字礦山信息描述標準和面向第三方的標準接口已成為各類開發(fā)商的共識。

4技術路線

4.1信息規(guī)范和接口標準

數(shù)字礦山包含礦井范圍內所有信息的集合。其必是一個多源異構的集成平臺，研究平臺內信息的定義、描述標準和規(guī)范，以及各系統(tǒng)間的接口技術規(guī)范是數(shù)字礦山優(yōu)先要研究的內容。因此，制定我國數(shù)字礦山的信息規(guī)范和接口標準是數(shù)字礦山健康發(fā)展的關鍵。

設備智能化

終端設備的智能化是指該設備具有完備的檢測( 設備的運行參數(shù)和空間位置) 和控制執(zhí)行功能，并能通過接口與第三方進行信息交互，隨著技術的發(fā)展，礦井裝備智能化有了一定的改善，但總體水平比較低，礦井生產(chǎn)的主要設備如綜采和綜掘成套裝備的電控智能化只在電液控制方面有所突破，綜采工作面的采煤機、刮板輸送機、轉載機等主要設備智能化程度較低，相關工況參數(shù)難以獲取。主要設備的智能化是數(shù)字化礦山基礎。

高速傳輸網(wǎng)絡

由于煤礦生產(chǎn)包含采掘、運輸、提升、供電、通風和排水等多個環(huán)節(jié)，就決定了礦井監(jiān)測、控制子系統(tǒng)異構的特征，集成和整合子系統(tǒng)需要統(tǒng)一的傳輸平臺，而可靠穩(wěn)定的礦井高速網(wǎng)絡是傳輸平臺的首選。隨著信息技術發(fā)展，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、無源光網(wǎng)絡 ( GEPON) 、SDH 等技術廣泛應用于煤礦，承擔礦井數(shù)據(jù)、圖像和語音的實時傳輸任務，但工作面、掘進巷道等地方是網(wǎng)絡覆蓋和高速接入的難點，這些地方恰恰是數(shù)字礦山信息的重要節(jié)點，高速接入、傳輸這些節(jié)點的信息目前是礦井高速網(wǎng)絡的短板。因此，礦井末端節(jié)點的高速接入和傳輸技術是數(shù)字礦山研究的重點，各種無線傳輸技術 ( WIFI、ZigBee) 、光纖傳感器網(wǎng)絡技術、專業(yè)現(xiàn)場總線技術的研究已成為研究的熱點。

多源異構數(shù)據(jù)的集成和共享

把不同來源的基礎數(shù)據(jù)通過XML、Web Services 等技術集成融合在煤礦數(shù)字礦山基礎信息平臺，通過建立基礎信息平臺數(shù)據(jù)中心的礦用對象管理中心，以礦用對象庫的形式共享空間數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，供礦井可視化、各業(yè)務應用系統(tǒng)使

用。重點要解決數(shù)據(jù)的存儲引擎、數(shù)據(jù)的訪問機制問題。

4.5 基于3DGIS的礦井綜合信息管理平臺

數(shù)字礦山必須建立具有礦山特征的專業(yè) 3DGIS平臺，重點解決三維空間模型描述方法、三維模型數(shù)據(jù)存儲管理引擎、可視化渲染引擎、三維空間場景要素組織管理、模型交互編輯操作、通用基本要素建模算法、空間基本分析等技術問題。

首先應用三維地理信息技術建立的復合地質數(shù)據(jù)庫和礦井真三維空間地質模型建立生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、地質測量子系統(tǒng)、礦井三維空間地質建模、信息查詢及輸出模塊、采掘信息管理子系統(tǒng)、生產(chǎn)與礦井儲量分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸出模塊、運輸及生產(chǎn)保障信息子系統(tǒng)。擬采取的技術路線為：①從礦區(qū)層面的地測空間數(shù)據(jù)入手，按空間數(shù)據(jù)的幾何特征和業(yè)務門類進行分類組合，并按國標和行業(yè)標準，建立統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)。②根據(jù)業(yè)務門類或指定主題，按照“不重不漏、留有余地”的原則，規(guī)劃、構建礦區(qū)層面的數(shù)據(jù)倉庫。每一個主題可對應一個子倉庫，如地質、采礦、運輸及保障等，每一個子倉庫可與一個或幾個分布在各礦的操作型數(shù)據(jù)庫相連。③不論某空間要素分布在何處，也不論其原始記錄數(shù)字化與否，皆應通過信息平臺的構建，使每一個地測空間要素都對應一個體現(xiàn)上述綜合特征的標識碼。該標識碼及其對應的空間要素的所有信息可以分布式地存放在己有的操作型數(shù)據(jù)庫中，也可以存放在新建的數(shù)據(jù)子倉庫或礦區(qū)層面的數(shù)據(jù)倉庫中。④憑借數(shù)據(jù)倉庫特有的“向下探察技術”，首先要能夠根據(jù)標識碼從散布在數(shù)據(jù)倉庫里的海量數(shù)據(jù)中“找到”所需數(shù)據(jù)，然后通過適當?shù)臄?shù)據(jù)轉換機制“打開”該數(shù)據(jù)，使之能為特定的研究目標所用。⑤根據(jù)三維GIS理論和方法，運用空間分析、虛擬現(xiàn)實、WebGIS等技術，構建真三維空間實體模型，動態(tài)模擬地質體變化、采掘過程、運輸過程。⑥建立多維地測繪圖系統(tǒng)。⑦建立數(shù)據(jù)倉庫及處理結果的網(wǎng)上數(shù)據(jù)接口、界面，使用戶不僅能通過網(wǎng)絡實現(xiàn)二維或三維的顯示和輸出,而且可以借助多維地測繪圖系統(tǒng)實現(xiàn)快速成圖。

基礎數(shù)據(jù)專業(yè)分析處理

數(shù)據(jù)必須經(jīng)過處理才能增值利用，所以數(shù)字礦山必須支持豐富的數(shù)據(jù)處理方法庫，一般處理方式有數(shù)據(jù)本身的統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘和專業(yè)處理分析。專業(yè)分析處理需要研究采掘、供電、運輸、通風、給排水等各生產(chǎn)子系統(tǒng)的工作運行原理，然后研究建立相關數(shù)學模型 ( 比如通風網(wǎng)絡解算) ，制訂良好的訪問接口，為其他應用系統(tǒng)服務。

業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)

數(shù)字礦山通過開發(fā)豐富的業(yè)務應用系統(tǒng)體現(xiàn)其實用價值，業(yè)務應用系統(tǒng)開發(fā)需要研究具體業(yè)務的數(shù)據(jù)使用流程，對數(shù)據(jù)專業(yè)分析處理的時機、數(shù)據(jù)可視化的方式等，另外更重要的是要考慮用戶操作界面的友好性和功能的適用性，真正為輔助礦井的生產(chǎn)經(jīng)營管理真正起到作用。

結語

綜上所述，數(shù)字礦山需要在企業(yè)高速網(wǎng)絡環(huán)境下建立一套集礦井基礎數(shù)據(jù) ( 空間、屬性) 實時有效采集、準確傳輸、存儲管理、科學分析、可視化表現(xiàn)、自動化控制、智能化預警和信息反饋的礦井綜合自動化安全生產(chǎn)系統(tǒng)。需要建立以礦井監(jiān)控數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)為基礎，以礦用對象庫為核心的統(tǒng)一的數(shù)字礦山基礎信息平臺，構建煤礦按生產(chǎn)系統(tǒng)劃分主題的具有完整內涵的煤礦數(shù)據(jù)倉庫；開發(fā)具有煤炭行業(yè)特征的專業(yè)化 3DGIS 支撐平臺，為基礎數(shù)據(jù)的組織管理和可視化提供機制和保證； 基于數(shù)字礦山基礎信息平臺開發(fā)以礦井安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理為核心業(yè)務的應用系統(tǒng)，但是，數(shù)字礦山建設是一個長期的實踐過程，不能單純完全依靠技術手段來解決一切問題，人與組織的參與同樣至關重要。其次，數(shù)字礦山建設必備的條件是人才的供給，所以人才建設也是數(shù)字礦山得以成功應用和實施的關鍵，總之，數(shù)字礦山建設是一個長期的過程，必須有強大完善的先行規(guī)劃，整體部署，分步實施，最終實現(xiàn)礦山資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術設備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡化、生產(chǎn)管理與決策科學化的發(fā)展目標。

參考文獻：

[1] 《地理信息世界》吳立新，地理信息世界編輯部

篇5

關鍵詞：安全環(huán)保；油田數(shù)字化；建設；推動

Abstract: strengthening the construction of digital, can not only promote the petroleum enterprises in the transformation of the mode of production, organization, process efficiency, and more effectively to improve the management level of safety and environmental protection, promote the crude oil output continues to climb rapidly at the same time, the production process of construction safety environmental protection situation is stable. In this paper, the author introduces the significance of digital construction of environmental management in the safe, and some suggestions of the digital management is proposed.

Keywords: safety and environmental protection; digital oilfield construction; promote;

中圖分類號：文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

隨著原油生產(chǎn)對安全環(huán)保工作的要求越來越高，油田的數(shù)字化建設已經(jīng)成為油田企業(yè)的重點建設項目之一。

一、油田數(shù)字化建設的意義

1.在工作流程上，數(shù)字化實現(xiàn)了由監(jiān)控崗對設備的遠程(啟停)操作，簡化了崗位操作人員進入現(xiàn)場對設備的日常操作，大大減少了人員進入危險場所的頻次，降低了人身受(危險有害因素)傷害的幾率。在工作強度上，很多井場陸續(xù)實現(xiàn)了無人值守，油氣站(庫)和數(shù)字化集成化裝置基本實現(xiàn)自動運行和系統(tǒng)監(jiān)控，一線員工的日常工作內容由直接的設備運行操作轉變?yōu)樽烂娌僮骱凸收暇S(修)護，從而大大降低了一線員工勞動強度，減少了疲勞操作的風險。

2.在安全風險控制上，一方面通過數(shù)字化安全環(huán)保監(jiān)控平臺的建立基本上實現(xiàn)了對油田生產(chǎn)場所主要安全環(huán)保風險源點的實時視頻監(jiān)控，并實現(xiàn)了對關鍵運行參數(shù)數(shù)據(jù)(溫度、壓力、流量和有毒有害氣體含量等)的實時在線監(jiān)測，有效保證安全環(huán)保風險源(點)受控運行;同時，也便于運行故障和危險因素的及時發(fā)現(xiàn)，便于在危害(事故)發(fā)生的初期及時采取措施或啟動預案響應，有效控制或消滅初期險情，最大限度降低安全生產(chǎn)風險。

此外，數(shù)字化管理的實施，使得油田生產(chǎn)場所關鍵生產(chǎn)設備運行參數(shù)和生產(chǎn)工藝流程指標控制基本實現(xiàn)了自動控制，提升了生產(chǎn)過程工藝設施本質安全。

3.在事故應急及調查上，數(shù)字化建設提高了應急搶險及事故調查效率

例如，長輸管線安裝管道泄露報警定位系統(tǒng)的應用，可以第一時間定位管道泄露的位置，提高應急搶險效率。同時，各類數(shù)字化監(jiān)控設備及多級監(jiān)控系統(tǒng)可以準確記錄發(fā)生事故時的視頻、數(shù)據(jù)等資料，可以快速、準確分析事故原因，為事故調查提供可靠依據(jù)。

二、油田數(shù)字化的建設效果

篇6

數(shù)字化企業(yè)經(jīng)營管理層特點主要是有以下幾個方面。1）以礦井經(jīng)營管理平臺數(shù)據(jù)為支撐，上聯(lián)集團公司廣域網(wǎng)，實現(xiàn)礦井經(jīng)營管理過程中各流程及制度的電子化、信息化，可提升煤炭企業(yè)整體現(xiàn)代化管理水平。2）涵蓋礦井主要經(jīng)營管理相關項目，可實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)與礦井安全生產(chǎn)自動化系統(tǒng)聯(lián)動，相互提取有關信息，達到煤炭企業(yè)不同職能系統(tǒng)之間的相互關聯(lián)。3）建立企業(yè)經(jīng)營管理統(tǒng)一實時數(shù)據(jù)庫，既保證海量管理數(shù)據(jù)的實時處理與控制，還為進一步建立企業(yè)經(jīng)營管理云計算提供基礎，保障整個經(jīng)營管理應用平臺的穩(wěn)定和彈性擴展。

2數(shù)字化企業(yè)經(jīng)營管理平臺業(yè)務管理層內容

數(shù)字化企業(yè)經(jīng)營管理平臺中最主要部分是業(yè)務管理應用層。數(shù)據(jù)庫層、網(wǎng)絡層及數(shù)據(jù)采集層一般可與礦井自動化系統(tǒng)共用，不作為本文重點討論，主要討論業(yè)務管理應用層內容。業(yè)務管理層作為企業(yè)經(jīng)營管理層的核心主要包括生產(chǎn)調度管理系統(tǒng)、運銷管理系統(tǒng)、物資供應管理系統(tǒng)、生產(chǎn)成本管理系統(tǒng)、生產(chǎn)銜接管理系統(tǒng)、機電設備管理系統(tǒng)等。

2.1生產(chǎn)調度管理系統(tǒng)

生產(chǎn)調度管理系統(tǒng)負責對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)視，及時收集生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種問題并進行調度指揮；收集采煤、掘進、洗選等生產(chǎn)進度信息并形成調度報表，供各級管理者隨時掌握安全生產(chǎn)執(zhí)行情況。

2.2運銷管理系統(tǒng)

運銷管理系統(tǒng)將各煤種的發(fā)運計劃和實際外運量按日進行實時采集和監(jiān)測，制定原煤生產(chǎn)計劃、洗選加工計劃、原煤庫存等方案，對實際出煤量、銷售情況、回款率等指標的均衡性進行分析匯總，也為公司制定營銷戰(zhàn)略提供可靠的信息依據(jù)。

2.3物資供應管理系統(tǒng)

物資供應管理系統(tǒng)內容涵蓋物資需求計劃制定、采購計劃制作、物資出入庫管理、項目管理、物資核算等物資管理的全過程，將物資應用架構在整個企業(yè)網(wǎng)絡上，改變了以往物資系統(tǒng)只是為實現(xiàn)電子化庫存的準確而管理的局限性，達到真正的電子化全面物資管理。以充足的貨源、快捷的配送、合理的庫存來保證安全生產(chǎn)作業(yè)的正常開展。

2.4生產(chǎn)成本管理系統(tǒng)

生產(chǎn)成本管理系統(tǒng)是煤炭企業(yè)以作業(yè)工程為主線的生產(chǎn)組織方式，引入作業(yè)成本法，結合各礦井的地質賦存條件、生產(chǎn)方式及歷史成本核算結果，幫助企業(yè)制定生產(chǎn)成本定額，作為成本預算的基礎。依據(jù)成本定額和生產(chǎn)銜接計劃，自動測算生產(chǎn)作業(yè)成本形成與經(jīng)營目標相一致、與作業(yè)性質相匹配的生產(chǎn)成本計劃，作為生產(chǎn)成本控制與考核的依據(jù)。

2.5生產(chǎn)銜接管理系統(tǒng)

生產(chǎn)銜接管理是以工程項目管理理論為支撐，以礦井長期均衡生產(chǎn)為目標，根據(jù)煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)組織方式以及管理特點，以信息技術為手段，實現(xiàn)抽放、開拓、準備、回采相關工程的有序銜接，合理配置生產(chǎn)區(qū)隊、綜采設備等生產(chǎn)資源，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)各作業(yè)的高效組織和有序銜接，有效保障礦井生產(chǎn)的均衡與穩(wěn)定。

2.6機電設備管理系統(tǒng)

機電設備管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)設備采購計劃管理，設備檔案管理，設備的調撥、轉移、報廢、變動管理，運行及維修管理，統(tǒng)計報表，備品備件管理等一系列管理事務；提供設備臺賬查詢、設備卡片查詢，設備管理員可以隨時了解各種設備的調撥、轉移、報廢、變動、事故、維修、檢驗、技術資料、現(xiàn)在所處地點、運行狀況、設備狀態(tài)等信息；實現(xiàn)設備運行狀態(tài)的在線檢測。

3經(jīng)營管理系統(tǒng)在數(shù)字化企業(yè)的應用分析

3.1有利于優(yōu)化管理流程，提高企業(yè)管理水平

數(shù)字化企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)的建設，有效提高了企業(yè)生產(chǎn)及運行效率，促進了現(xiàn)代化企業(yè)規(guī)章制度的進一步完善，使企業(yè)管理流程更加標準化與規(guī)范化。有效提高了企業(yè)管理水平，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和核心競爭力，成為企業(yè)持續(xù)運營與創(chuàng)新的源動力。

3.2更好地控制生產(chǎn)及運營成本

生產(chǎn)及運營成本是影響煤炭企業(yè)市場競爭力的關鍵因素。根據(jù)集團公司下達的各項生產(chǎn)成本指標，通過數(shù)字化企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)，細化各項成本指標，確立以作業(yè)成本為核心的成本管理模式，建立生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)庫，計算投入產(chǎn)出比，實現(xiàn)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置，達到了更好地控制煤炭企業(yè)生產(chǎn)運營成本的目的。

3.3提高生產(chǎn)物資的調配水平

通過數(shù)字化經(jīng)營管理平臺對生產(chǎn)物資進行規(guī)范化管理，統(tǒng)一調配，使每類物資既能滿足生產(chǎn)，又能保證設備配品備件的要求，使庫存降至最低，改變了以往籠統(tǒng)的物資管理方式，使得煤炭企業(yè)生產(chǎn)物資調配更加合理。

3.4正確的輔助決策

正確的決策依托于準確的數(shù)據(jù)來源，通過數(shù)字化企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)可以得出準確量化的分析結果，有助于企業(yè)領導者制定正確的管理決策，降低決策風險。

3.5有利于信息化人才隊伍的持續(xù)培養(yǎng)

有效的企業(yè)經(jīng)營管理需要過硬的人才資源作為保障，隨著信息技術的迅速發(fā)展，數(shù)字化企業(yè)管理更需要管理人才的不斷培養(yǎng)和磨練，通過建設數(shù)字化管理系統(tǒng)，可以培養(yǎng)一支適應未來需求的合格人才隊伍。

4結語

篇7

關鍵詞：地理信息；數(shù)字礦山；系統(tǒng)構架

前言

盡管國內外都有大量的礦山系統(tǒng)應用軟件，但是好多軟件只考慮單一要素。很容易忽略工廣、鐵路、河流等地面組成因素；更嚴重的是忽視巷道、硐室、煤巖體、斷層、陷落柱、水患、瓦斯、采動影響等井下組成因素[1]。國內，礦井安全生產(chǎn)的信息化建設有了突破性進展，基本都能實現(xiàn)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)時實上傳聯(lián)網(wǎng)和計算機輔助地測繪圖。可是中國礦山在勘探、規(guī)劃、生產(chǎn)管理等過程控制信息領域明顯落后于國外開采技術先進的地域。我國礦山安全生產(chǎn)信息化建設不但沒有統(tǒng)籌戰(zhàn)略資源分配和應用，更沒有研發(fā)出一套成熟、穩(wěn)定、資源量大的礦山應用系統(tǒng)。

在這種背景下，青東礦聯(lián)合山東藍光軟件公司在藍光數(shù)字化平臺的基礎上，整合大量的礦山信息資源，開發(fā)研究出礦山數(shù)字化系統(tǒng)，并有效的應用于青東礦，取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 系統(tǒng)建設

1.1 系統(tǒng)設計特色

（1）系統(tǒng)關聯(lián)性：運用先進的礦山數(shù)字信息平臺，包含CAD、GIS和三維可視化等多種功能模塊。使得系和數(shù)據(jù)計算繪圖模塊設置多級別安全保障，嚴格保障數(shù)據(jù)的真實性、可靠性、完整性和安全性。（2）智能專業(yè)性：本系統(tǒng)可以為地測、采礦、通風、機電等提供專業(yè)的設計、計算、繪圖和數(shù)據(jù)處理分析功能。（3）先進實用性：選用先進的地理信息匯總分析技術和服務于整個礦區(qū)的數(shù)字化統(tǒng)籌理念，基于獨特的計算機礦圖繪制技術、空間模型分析、空間數(shù)據(jù)庫，運用采礦專業(yè)的計算模塊、決策支持技術和相關算法，能給出采礦所需的具體的決策支持和技術指導[2]。（4）簡單易維護性：系統(tǒng)簡單易裝，操作方便，且系統(tǒng)配置和權限管理容易操作，并配備全面易懂的操作說明和注釋。（5）完整可靠性：系統(tǒng)設置多級管理權限，采用倒金字塔式嚴謹權限分配制。對空間數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)傳輸。

1.2 系統(tǒng)涵蓋內容[3]

圖1 數(shù)字礦山系統(tǒng)主要內容

2 數(shù)字礦山系統(tǒng)應用分析

2.1 系統(tǒng)應用情況

2007年6月青東礦開建，7#、8#煤是主采煤層。但地質條件復雜，影響工作面回采的斷層多且影響大，煤層賦存不穩(wěn)定。為了提升礦井建設的綜合水平，突出打造綠色礦山的理念，青東礦協(xié)同山東藍光軟件公司在對礦山信息整合的基礎上，基于藍光數(shù)字化平臺，研發(fā)出青東礦數(shù)字礦山系統(tǒng)，并與2011年1月開始逐步應用于青東礦726、728、1041綜采工作面和828綜放工作面。

2.2 應用效果分析

（1）該系統(tǒng)減少了反復修改的繁雜勞力，降低了勞動強度，提高了工作效率，并且給出的數(shù)據(jù)和決策更具有指導性和針對性[4]。（2）減少了采取設計這方面的投入；同時也能對保護煤柱、開采沉陷等做出準確的預算并給出決策支持。（3）該系統(tǒng)中的通防監(jiān)控子系統(tǒng)能夠很好的實現(xiàn)調風控風計算并給出技術決策，實現(xiàn)自動按需通風。（4）使用機電管理信息數(shù)控系統(tǒng)，半小時就可以完成電網(wǎng)改造和整合計算，成本低、效率高、安全可靠。（5）該數(shù)字化礦山系統(tǒng)能對井下的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行監(jiān)測監(jiān)控，并憑借井上井下光纖數(shù)據(jù)環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至調度中心。能及時發(fā)現(xiàn)運行系統(tǒng)中出現(xiàn)的事故和影響因素，給出解決方案，盡快恢復系統(tǒng)的正常運行。（6）對瓦斯實時動態(tài)監(jiān)控，有效的防止了瓦斯超限問題，有力的保障了回采面和掘進頭的安全生產(chǎn)。

3 社會經(jīng)濟效益分析

3.1 經(jīng)濟效益計算

（1）與人工計算相比，電量每年就可以節(jié)省電力18%左右，并降低事故和生產(chǎn)制約因素對礦井正常生產(chǎn)的影響，每年可以節(jié)省成本和創(chuàng)收共計2425.2萬元。（2）減少大量的重復工作和采掘工程圖紙的設計、出圖、修改和填圖等諸多細瑣工作，可節(jié)省人力工資45萬元。由于該系統(tǒng)大大縮短了建設新采區(qū)的工作量和周期，明顯減小了采區(qū)接替對產(chǎn)量的影響，很大程度的提高了勞動生產(chǎn)效率，每年將新增經(jīng)濟效益8000萬元。（3）運用系統(tǒng)中的地質地測信息數(shù)據(jù)庫，可智能繪制各種地質和測量圖，節(jié)省了大量的工作量和人力成本120萬元。（4）機電管理信息數(shù)控平臺，只要半小時就可以全面完成電網(wǎng)改造和整合，而以往卻要花費6天的時間才可以基本完成，由此大大提高了工作效率，可估算創(chuàng)收1120萬元。

根據(jù)以上的統(tǒng)計計算分析，可知青東礦數(shù)字化礦山系統(tǒng)可以節(jié)省成本和創(chuàng)造經(jīng)濟效益合計：2425.2+8045+120+1120=11770.2（萬）。

3.2 社會效益分析

青東煤礦數(shù)字礦山系統(tǒng)的研發(fā)和應用在創(chuàng)造新的經(jīng)濟效益的同時，提高了礦井的管理水平和綜合實力，有力的保障了采區(qū)設計的合理可靠、電網(wǎng)的監(jiān)控和整合、通防的有效監(jiān)測監(jiān)控。實現(xiàn)了礦井從設計到投產(chǎn)的四維空間信息的透明化數(shù)控管理；為煤礦的安全高效生產(chǎn)提供了一套安全、準確、可靠的智能化保障體系。

4 結束語

青東礦形成了包括地面和井下的關聯(lián)要素在內的時空四維信息數(shù)字化管理系統(tǒng)[5]，實現(xiàn)了礦井生產(chǎn)的機械化、通防監(jiān)測的智能化、機電管理的自動化、煤礦安全管理的精細化等，為青東礦創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，為類似礦井的數(shù)字化建設提供了借鑒意義。

參考文獻

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[4]張峰.基于skyline的礦山三維電子沙盤研究[J].國土資源搖感，2010，87（4）：122-124.

篇8

關鍵詞：智能管理 科技 油田 數(shù)字化管理

中圖分類號：TE4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

在最近的幾年里，油田數(shù)字化建設的發(fā)展在中國贏得了快速提升，中國的新疆油田是中國數(shù)字油田建設事業(yè)的領導者，現(xiàn)如今油田數(shù)字化建設已大致實現(xiàn)，正穩(wěn)步向智能化油田發(fā)展。油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)的最前端是單井生產(chǎn)管理，在智能化建設以及數(shù)字化建設上都有著極為關鍵的價值。含硫量高與農(nóng)田散落分布等是克拉瑪依油田絕大部分的井區(qū)具有的特征，因此造成值班的工作者對井區(qū)的檢查與巡視不全面、不能夠及時解決故障、人員中毒、電機燒毀等等問題的出現(xiàn)，使得油田的生產(chǎn)受其干擾，然而要想高效的解決好這些問題離不開數(shù)字化單井的建設。

企業(yè)想要具有比較強的競爭力，提高產(chǎn)品質量是關鍵至關重要的，可以快速將市場的情況作出反應，大大減少對成本控制，才能夠在的市場競爭越來越兇猛的社會里要贏取有力的位置。怎么樣才可以實現(xiàn)這三點，需要跟隨著現(xiàn)如今的社會的腳步并且還需要發(fā)展企業(yè)自身的管理水平。生產(chǎn)力的發(fā)展與科學息息相關，這一事實無須質疑，現(xiàn)如今絕大多數(shù)的企業(yè)都做到了數(shù)字化管理以及企業(yè)電子化，要讓油田企業(yè)可以有更加好的前景，節(jié)約人力資源且提高生產(chǎn)效益，油田企業(yè)必須要擁有自己的數(shù)字化管理平臺。

1系統(tǒng)概述

必須嚴厲實行油田公司數(shù)字化建設的標準，實現(xiàn)以數(shù)字化最基本的功能作為前提，形成三級數(shù)據(jù)采集、信息處理以及資源共同享用的運用機制，達到“信息共享、分散控制、同一平臺、多級監(jiān)視”，達到提高過程控制一級加強安全管理，使勞動生產(chǎn)的效率有所提升與節(jié)省人力資源的工作要求。

1.1系統(tǒng)構成

油田數(shù)字化系統(tǒng)的組成，按照功能上可以分成中端數(shù)據(jù)處理、后端平臺管理、前端數(shù)據(jù)采集。

2油田數(shù)字化管理特點

2.1油田數(shù)字化管理應該具有合理確定檢測點數(shù)據(jù)

若要確保石油企業(yè)的穩(wěn)定及能夠安全生產(chǎn)，還有對油田項目的進程的掌控，在油田的數(shù)字化管理建設中，需要根據(jù)原本油田目前的真實狀況，與井場的生產(chǎn)工藝手法相聯(lián)系，把降低建設的成本作為前提，應該進行科學合理的抉擇、將數(shù)據(jù)檢測點進行優(yōu)化，將檢測統(tǒng)一規(guī)劃。

就油田增壓點數(shù)字化設計這個例子來說，這個站點的生產(chǎn)與管理任務和所管轄的巡視、保護工作。密閉分流裝置的連續(xù)液位、收球筒原油出口溫度以及壓力以及泵的入出口壓力以及外輸原油的溫度等等作業(yè)時的真實數(shù)據(jù)，這些都是監(jiān)測點檢測數(shù)據(jù)時的關鍵。必須要立即處理作業(yè)時的數(shù)據(jù)與采集回的視頻數(shù)據(jù)，要確保作業(yè)時的穩(wěn)定與安全需要不斷地在增壓點內實施遠程監(jiān)控控制輸油泵。以上是監(jiān)測點需要做好的關鍵工作。

2.2油田數(shù)字化管理應該具有分析診斷特點

根據(jù)油田的安全環(huán)保為這個系統(tǒng)建設的前提與油田的數(shù)字化管理的發(fā)展息息相關，按照發(fā)展油田工藝路線將數(shù)字化建設進行升級與優(yōu)化，最終實現(xiàn)成本最低這個目的。在油田的數(shù)字化監(jiān)控設備的選擇上，追求實用性，而不應該追求高端的數(shù)字化產(chǎn)品。絕大部分的設備都是沒有放置在室內，若是運用高端設備，會致使后期的維護成本大大增加。

遵循上面所講述的原則，設計時油田數(shù)字化管理不可忽視的。第一把數(shù)據(jù)的采集實施二十四小時的監(jiān)測采集，存儲探究這些歷史數(shù)據(jù)，構建數(shù)據(jù)軟件中心，對這個作業(yè)數(shù)據(jù)實施比較高效的探究。把數(shù)據(jù)探究的結果實現(xiàn)企業(yè)共同享用，并且在這個基礎上建立數(shù)字管理系統(tǒng)，使數(shù)字化管理的作用展現(xiàn)的淋漓盡致。

2.3油田數(shù)字化管理應該促進管理流程創(chuàng)新特點

研究者時常會遇到的難題無疑就是石油項目生產(chǎn)力的協(xié)調性，只有讓管理水平大大的提升才能夠這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可以大大的減少。運用最先進、最高級的模式來搭建油田數(shù)字化管理，在每一個工作區(qū)都必須以數(shù)字化管理平臺為基礎，建立這個工作區(qū)域自身的組織構造，讓它穩(wěn)步發(fā)展，如此一來不但可以讓管理的成本大大降低，而且又可以讓工作的效率大大的提升，在最短的時間里處理好石油項目中遇到的困難。

3油田數(shù)字化管理設計技術

3.1油田數(shù)據(jù)采集技術

后期的數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊是在油田的數(shù)字化建設中最為關鍵的模塊。通過傳感器與測量儀表等等開展設備的采集，這是油田的對數(shù)據(jù)的采集工作。若要避開人工采集的弊端可以通過機械化采集處理來實現(xiàn)，讓數(shù)據(jù)的準時性與可靠性大大增強了。

利用溫度變送器采集到的原油溫度數(shù)據(jù)和通過其它測量儀器采集到的液面高度數(shù)據(jù)等等，這些都是在采集時最為關鍵的數(shù)據(jù)。

3.2數(shù)據(jù)識別技術

將采集完數(shù)據(jù)之后，通過這個數(shù)字管理化平臺供應的功能還可以是第三方軟件對采集來的數(shù)據(jù)進行加工處理這是在后期必須要做工作。通過這樣來實現(xiàn)控制生產(chǎn)和安全生產(chǎn)的目的。示功圖智能識別、字圖像處理技術以及集油管線安全判斷等等的信息都是這個數(shù)據(jù)的處理功能，不但可以利用文字去表達，也可以利用圖像來進行較為直觀的表述，在計算機數(shù)據(jù)應對上，這個數(shù)字化數(shù)據(jù)管理平臺可能夠及時地將采集到的數(shù)據(jù)用直方圖或者是餅狀圖的形態(tài)展現(xiàn)，較為直白直觀的警示相關的工作者，把作業(yè)的穩(wěn)定與安全做到最好。在數(shù)據(jù)處理上不但可以對數(shù)據(jù)展開較為直白的表現(xiàn)外，而且還可以把最準確的數(shù)據(jù)當作基礎，把真實的數(shù)據(jù)通過函數(shù)來表現(xiàn)，若是這個數(shù)據(jù)跟基準數(shù)據(jù)有很大的偏差，必須及時提示。就是通過這一原理來實現(xiàn)示功圖智能識別的設計。第一數(shù)據(jù)傳感器把抽油機的作業(yè)的參數(shù)傳到數(shù)據(jù)的解決中心，利用計算機的計算，畫出目前的示功圖，其次把示功圖跟標準圖作比較且展開深入的探析，最終得出當前的工程情況，這樣來警示相關的工作者必須高度認真、負責的進行操作，確保生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定性。

3.3智能管理技術

安裝視頻裝置是數(shù)字化管理平臺的關鍵。站內和井場都設置視頻裝置，對路口的監(jiān)控尤為重要，通過視頻技術確保作業(yè)時廠內的安全與穩(wěn)定，語音提示與在無人區(qū)實行外物闖入報警等等的功能是主要功能特點。在井區(qū)工作時無人值守的地方提供安全保障。為工作區(qū)的照明設施安裝自動化掌控，把照明設施的自動化掌控能夠省耗能也能確保在夜間作業(yè)的安全與穩(wěn)定。

3.4遠程控制技術

生產(chǎn)力的發(fā)展與科技息息相關，通過遠程控制能夠員工的勞動強度大大減小以及勞動生產(chǎn)的效率大大提升。能夠遠程掌控抽油機的啟動和暫停是油田數(shù)字化管理平臺可以實現(xiàn)的工作，遠程調配不斷地輸油工業(yè)，實現(xiàn)自動投收球作業(yè)遠程掌控抽油機的啟動和暫停是通過視頻技術的采集到當前工作環(huán)境的視頻畫面，在工作者查看真實的情形之后，在作業(yè)現(xiàn)場或者說是控制室實施的啟動或者與是暫停的過程。從而保證油田的作業(yè)能夠安全、穩(wěn)定的進行。若是當前所在的畫面出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，那么這個數(shù)字管理平臺就會對工作者進行語音的提醒。

總之，必須根據(jù)真實的情況出發(fā)設立油田數(shù)字化管理平臺，科學、合理的通過采集數(shù)據(jù)設備資源，數(shù)字化管理的核心模塊是軟件，油田的發(fā)展與智能化的數(shù)字平臺有密不可分的聯(lián)系。

4單井智能化

在二千零八年新疆油田最先在全世界設立“數(shù)字油田”之后，又發(fā)表“智能油田”的概念且全面貫徹落實這一概念，造福了全球。數(shù)據(jù)分析深入、信息動態(tài)化以及信息運用的主動等等這些都是智能油田的特征。數(shù)字油田和智能油田擁有統(tǒng)一的建設目標，數(shù)字油田的高級階段是智能油田。未來地面的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的智能化發(fā)展進行完善與升級，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）基于ARM技術與高精度的智能儀表的移動數(shù)據(jù)終端，處理數(shù)據(jù)采集的可靠與準時性問題。

（2）將數(shù)據(jù)技術的經(jīng)驗結合起來，研究出更加高級的數(shù)據(jù)探究管理系統(tǒng)從而構成專家知識庫，故障預警與標準化建設這是核心功能所涵蓋的內容。

5結語

將生產(chǎn)組織方式進行升級與優(yōu)化；現(xiàn)場生產(chǎn)管理由傳統(tǒng)的人工巡檢與經(jīng)驗管理等等的非主動方式，向精確制導模式智能管理以及電子巡井等等，真正做到了生產(chǎn)管理的可視化、數(shù)字化與智能化，使生產(chǎn)的組織方式得到了最大限度上的升級與優(yōu)化，這是數(shù)字化升級配套帶來的益處。油田開發(fā)管理水平得到了大大的提高建，建立了前端生產(chǎn)數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、與自動采集，利用數(shù)字化管理平臺的廣泛使用，使技術的探析以及措施制定的科學合理性、準時性與無誤性有了一定的提高。在一定程度上使員工勞動力度下降了；進行數(shù)字化配套之后使崗位員工資料填報與巡檢等等工作有所減少，然而員工在技術管理工作的時間和生產(chǎn)的運行探究工作上的能力卻大大的提高了，勞動的強度也大大減小了。

對井區(qū)進行反復的重點監(jiān)測與井區(qū)的自動巡視和巡檢這就是這個系統(tǒng)能夠完成的重要功能；示功圖和主管壓力等等是包含在采集油井參數(shù)中的內容；定時的啟抽以及自動進行間接抽，這是遠程控制； 電機工作狀況、抽油機運轉狀況與遙測系統(tǒng)工作情況等等是遠程工況監(jiān)測所包含的內容； 記錄與視頻監(jiān)控； 遙測系統(tǒng)通信和故障報警失敗，主機以及儀表故障，抽油機不能啟動，電機空轉，泵效低，抽油桿斷桿，碰泵，油井井口壓力變化不正常等等。系統(tǒng)擁有了單井數(shù)字化的關鍵內容，功能較為全面，較好地處理了單井自動化生產(chǎn)出現(xiàn)的不足，伴隨著智能化建設的不斷發(fā)展與完善，油田單井生產(chǎn)管理越來越安全越來越高效這將是必然。

參考文獻

[1]李清輝，曾穎，陳新發(fā).數(shù)字油田建設與實踐―新疆油田信息化建設[M].北京：石油工業(yè)出版社.

篇9

【關鍵詞】煤礦 調度通訊 網(wǎng)絡化

煤礦調度通訊系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)管理中的重要手段之一， 在煤炭生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用，隨著煤礦的安全越來越受到各方的重視，對調度通訊系統(tǒng)的要求也越來越高。

一、煤礦調度通訊系統(tǒng)改造的意義

（一）煤炭生產(chǎn)的特點。

由于煤炭生產(chǎn)主要在地下作業(yè)，存在工作環(huán)境惡劣，不安全因素多，人員、設備流動性大等諸多特殊的因素。從生產(chǎn)作業(yè)流程上看，在井下還具有多工種聯(lián)合流水作業(yè)的特點，這種作業(yè)經(jīng)常性的有很多重型設備參與其中，設備之間的運輸、安裝、調試配合要求很高，信息傳輸必須及時、準確。同時，煤礦地面的管理部門、生產(chǎn)輔助環(huán)節(jié)又具備地面工廠生產(chǎn)的一切特點。所以煤礦通信網(wǎng)必須既滿足井下的安全、生產(chǎn)的需要，又要滿足地面生產(chǎn)、指揮、管理以及人們生活等各方面的需求。

（二）滿足新形勢下對通信信息量的需求。

在計劃經(jīng)濟時代，煤礦通信內部通信信息量大，外部通信、礦與礦之間的通信量小。隨著市場經(jīng)濟的到來，煤礦對外交往越來越多，集團公司內的各煤礦之間交流也不斷增多，對外的信息量有了很大的提高。因此，通信系統(tǒng)的建設必須充分認識到這種信息量的變化，使網(wǎng)絡設計既能滿足內部生產(chǎn)、經(jīng)營的需要，又要滿足對外聯(lián)系的需要。

（三）煤礦生產(chǎn)的信息化對調度通信要求越來越高。

隨著煤炭生產(chǎn)現(xiàn)代化程度不斷提高，對通訊手段、系統(tǒng)功能的要求也在不斷增多，煤礦井下通信手段必須越來越完善，保證通訊信息能夠及時、準確、快速的傳遞。隨著井下工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展，礦井調度通訊網(wǎng)絡化是當前發(fā)展的必然趨勢。

（四）煤礦的安全越來越受到各方的重視。

煤礦井下通信手段必須越來越完善，特別是對井下應急通信系統(tǒng)要求越來越高。當井下某處發(fā)現(xiàn)塌方、瓦斯、透水等事故前兆時，通過通訊系統(tǒng)，能夠及時通知其它作業(yè)地點的工作人員迅速撤離危險區(qū)域，避免人身傷亡事故發(fā)生。

二、煤礦調度通信系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題

近幾年來地面通訊得到迅猛發(fā)展及完善，地面通訊網(wǎng)正在向集語音、圖像和數(shù)據(jù)傳輸“ 三網(wǎng)合一”的綜合信息化方向發(fā)展。

但是，煤礦井下通訊系統(tǒng)由于受井下環(huán)境因素的限制，通訊設備更新緩慢。目前煤炭行業(yè)中，大多仍采用傳統(tǒng)的語音調度和電話交換系統(tǒng)，大型煤礦則普遍采用數(shù)字程控交換機作為礦井調度通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)性能可靠，并具有極強的調度通訊功能，在礦井安全生產(chǎn)調度指揮中發(fā)揮了極大的作用。但仍存在以下問題：

1.數(shù)字程控交換機配套設備多，占用空間大，安裝、維護麻煩。

2.數(shù)字程控交換機用戶柜與用戶之間采取一對一電纜空分制傳輸， 裝機容量受數(shù)字程控調度機容量和傳輸電纜（尤其是井筒電纜）對數(shù)的限制。

3.采用大對數(shù)電纜傳輸敷設工程量大， 線路測試和維護量大， 且性能受使用時間和環(huán)境的影響很大。

4.采用電纜長距離傳輸， 配線、接線次數(shù)多音質嚴重下降。

5.采用電纜傳輸，防雷和抗干擾性能差。

6.無法與數(shù)字化礦井的其他系統(tǒng)有效融合，無法真正實現(xiàn)多網(wǎng)融合。

三、煤礦有線調度通訊系統(tǒng)改造方案

隨著煤炭生產(chǎn)的現(xiàn)代化程度不斷提高，對通信手段、系統(tǒng)功能的要求也在不斷增多。保證通信信息能夠及時、準確、快速的傳遞對于煤炭生產(chǎn)、經(jīng)營來說極為重要。光纜、數(shù)字微波、數(shù)字程控交換機應該在礦井通信系統(tǒng)得到廣泛的應用，而且寬帶上網(wǎng)、無線通信、圖像傳輸?shù)仍诘V井也要得到基本的普及。在國內大多數(shù)煤礦“數(shù)字化礦井”的建設中，幾乎全部采用IP傳輸技術作為數(shù)字化平臺，已經(jīng)逐步實現(xiàn)網(wǎng)上傳輸包括瓦斯監(jiān)控、皮帶監(jiān)控、泵房監(jiān)控、工業(yè)視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、現(xiàn)場PLC控制等系統(tǒng)， 基本上實現(xiàn)了圖像和數(shù)據(jù)實時傳輸及管理。井下調度通訊實現(xiàn)IP化， 是當前井下調度通訊發(fā)展的必然趨勢。

（一）構建礦井綜合自動化平臺。

建設礦井綜合自動化平臺， 即建設語音、圖像和數(shù)據(jù)傳輸“ 三網(wǎng)合一” 的井上下工業(yè)以太網(wǎng)絡。礦井綜合自動化平臺是一流信息化礦井的重要組成部分，采用現(xiàn)代的信息技術和網(wǎng)絡技術為手段，將全礦井各過程控制子系統(tǒng)集成一體， 支撐起以監(jiān)控為主的全礦管控監(jiān)一體化網(wǎng)絡的骨架。礦井綜合自動化平臺是井下調度通訊實現(xiàn)IP 化的基礎平臺，是井下調度通訊實現(xiàn)IP化的前提。

（二）通訊網(wǎng)絡建設的原則。

1.統(tǒng)一規(guī)劃，科學合理地構建滿足礦井生產(chǎn)、安全、經(jīng)營以及人們日常生活的數(shù)字通信網(wǎng)絡，形成手段多樣，覆蓋井上、下，達到縱向調度靈活可靠，礦區(qū)內外通信暢通，移動通信（無線通信）及時，能夠保證應急通信的業(yè)務范圍廣泛的擴展性以及靈活性強的立體通信網(wǎng)絡。

2.與數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務組網(wǎng)，構成寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)。對現(xiàn)有通信網(wǎng)的改造要綜合利用好已有資源，做到近、遠期相結合，既符合現(xiàn)實情況，又適應未來發(fā)展，做到“一次規(guī)劃，分步實施，一次投資，長期受益”。

3.盡量采取雙路由、兩出口，提高傳輸網(wǎng)的可靠性和安全性。

篇10

（1）數(shù)字化前端及管理設備的維護井、場、站等數(shù)字化前端設備在實際應用建設中，是根據(jù)建設標準進行的。管理平臺設備中的作業(yè)區(qū)數(shù)字化調控中心也應根據(jù)數(shù)字化建設進行。在維護及數(shù)據(jù)上傳中，數(shù)字化指揮中心應統(tǒng)一協(xié)調，構建應急管理系統(tǒng)對前端設備及管理平臺設備進行維護。對工作人員進行專業(yè)培訓是首要任務；日常巡查及周期檢修是必備的工作；故障識別及處理是工作重點；軟件維護及數(shù)據(jù)傳輸是工作目的。（2）維護工作人員的職責第一，檢修油田井場功圖設備、閥組間數(shù)據(jù)采集設備的線路及運行情況，檢查其參數(shù)設置；測試和調整油田井場的無線通訊寬帶設備及油田機械設備零部件的緊固。這是油田井場數(shù)字化設備和傳輸設備的維護。第二，攝像機角度及鏡頭的調整戶防護，照明設備的維護保養(yǎng)。這屬于監(jiān)控設備及照明設備的檢修。第三，做好技術含量較高的數(shù)字化設備的維護與檢修。（3）維護數(shù)字化監(jiān)控平臺設備各種類別的站控機、PC機及所有數(shù)字化監(jiān)控設備，都需做好定期保養(yǎng)和故障處理，并統(tǒng)計數(shù)字化設備數(shù)量、建立設施臺賬及年度故障次數(shù)。

二、油田運用數(shù)字化設備情況分析

油田數(shù)字化設備中電子執(zhí)勤及巡井等高科技的實施，減輕了工作人員的工作量，高溫高壓裝置的檢修次數(shù)減少了，集中的工作和生活，極大的方便了工作人員。

1.智能抽油機自動調整平衡與沖數(shù)的應用抽油機平衡調整有保證抽油機安全運行和節(jié)能兩個目的。油田抽汲參數(shù)的調整與優(yōu)化，需通過對油田生產(chǎn)運行參數(shù)實施采集與分析，才能控制抽油機井閉及智能調參目標。以上目標的實現(xiàn)，需根據(jù)特低滲透油田的特征與泵功圖的技術診斷進行。智能抽油機按照功圖診斷結果，進行自動停機報警、科學調整沖次，及實現(xiàn)自動調整平衡與沖數(shù)。提升了低產(chǎn)井機采系統(tǒng)的實際效率，達到了節(jié)能的目的，并適應了井場供電電壓波動小的不良條件。

2.電子執(zhí)勤的設置生產(chǎn)區(qū)域的核心路口，設置電子路卡進行實時監(jiān)測，記錄車輛信息，智能預測車輛到達工作區(qū)域的時間，實現(xiàn)智能巡護，并通過監(jiān)控智能分析系統(tǒng)對井場及生產(chǎn)情況分析，及時報警，管理人員能夠及時的有針對性的采取措施，使生產(chǎn)有序進行，對安全生產(chǎn)起到了保護作用。同時，節(jié)省了人工長期值班的勞苦，提高了管理水平，油田效益得到了最大化.

3.數(shù)字化注水撬的實現(xiàn)油氣混合物的加熱、增壓及分離等通過數(shù)字化撬的運用得以實現(xiàn)。數(shù)字化注水撬，節(jié)省人力資源，節(jié)省時間周期，很好的支持了超前注水和不配伍水質分注。數(shù)字化注水撬綜合了中間水箱、水處理設備及控制系統(tǒng)，實行了布站方式。

4.叢式井場的建立叢式井場的建立在油田數(shù)字化設備的應用下得以實現(xiàn)。叢式井使井場的占地面積小，而數(shù)量多。數(shù)字化設管理后，叢式井組的管理效率有了明顯提高。

三、結論