煤礦信息化現(xiàn)狀及趨勢(shì)淺析

煤礦信息化現(xiàn)狀及趨勢(shì)淺析孟凡強(qiáng)摘要：針對(duì)煤礦信息化發(fā)展進(jìn)入瓶頸期，對(duì)造成這種局面的原因做一分析，并提出煤礦信息化建設(shè)難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)。最后指出煤礦信息化是一個(gè)不斷完善的長(zhǎng)期過(guò)程，認(rèn)真研究煤礦業(yè)務(wù)是信息化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：煤礦信息化；煤礦工藝；難點(diǎn)；關(guān)鍵點(diǎn)；業(yè)務(wù)分析；信息集成1.煤礦信息化現(xiàn)狀近幾年來(lái)，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。前幾年建設(shè)重點(diǎn)是煤礦煤礦數(shù)字化瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員考勤定位遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)及煤礦安全生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)零散子系統(tǒng)；從2005年后以煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為主體的系統(tǒng)集成工程，主要涉及工業(yè)以太網(wǎng)搭建的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)），以工業(yè)組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的綜合自動(dòng)化信息集成平臺(tái)，將各分散的生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)集中一個(gè)平臺(tái)管理，初步實(shí)現(xiàn)安全、生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)?？v觀煤礦信息化建設(shè)近10多年來(lái)，目前發(fā)展進(jìn)入了瓶頸期，沒(méi)有很大的突破；還是停留在以系統(tǒng)集成為主的簡(jiǎn)單系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；即便現(xiàn)有煤礦信息化的建設(shè)工程，也只是量的重復(fù)，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破。結(jié)合與煤礦業(yè)主多次交流及國(guó)家對(duì)煤礦政策法規(guī)，就目前煤礦信息化建設(shè)主要存在以下問(wèn)題：1.1理念紛繁現(xiàn)在出現(xiàn)很多有關(guān)煤礦現(xiàn)代化建設(shè)的理念，比較主流的有“綜合自動(dòng)化煤礦”、“綜合信息化煤礦”、“數(shù)字化礦山”，還有過(guò)“本質(zhì)安全型礦山”等，至于那種貼合煤礦實(shí)際，各廠商、科研單位根據(jù)自己特色產(chǎn)品，各據(jù)己見(jiàn)。后來(lái)譚德建教授給予了結(jié)論性意見(jiàn)，自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化從本質(zhì)上都是一樣的，而是從不同角度來(lái)講。自動(dòng)化是功能，信息化是實(shí)質(zhì)，數(shù)字化是展現(xiàn)；自動(dòng)化是基礎(chǔ)，為煤礦具備信息化實(shí)質(zhì)的提供物質(zhì)基礎(chǔ)。離開(kāi)物質(zhì)基礎(chǔ)，單純談?wù)撔畔⒒?、?shù)字化沒(méi)有實(shí)際意義，也解決不了煤礦所關(guān)心的問(wèn)題。1.2建設(shè)及裝備概況“1+2”模式系統(tǒng)集成是現(xiàn)在主流工程，“1”即一個(gè)平臺(tái)，即綜合自動(dòng)化信息集成平臺(tái)，“2”為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)信息網(wǎng)。自從煤礦信息化規(guī)模建設(shè)開(kāi)始，這個(gè)模式沿用至今，只是硬件設(shè)備品牌的更替，實(shí)質(zhì)沒(méi)有大的變化，已經(jīng)成為相對(duì)穩(wěn)定、成熟的解決方案。煤礦安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”為主題的相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)?！傲笙到y(tǒng)”雖是2010年9月提出的，但其建設(shè)內(nèi)容已經(jīng)早在幾年前就已經(jīng)有了，而且“六大系統(tǒng)”也不是新的創(chuàng)意，在《煤礦安全規(guī)程》中將各自建設(shè)要求分散提出。此次只是單獨(dú)作為一個(gè)大的課題提出，足見(jiàn)政府對(duì)煤礦安全管理的重視性。瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員考勤定位系統(tǒng)、礦井通信系統(tǒng)、壓風(fēng)施救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)這些系統(tǒng)已經(jīng)很成熟，緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的一級(jí)避險(xiǎn)也已經(jīng)應(yīng)用，只是救生艙及永久避難硐室各地情況迥異，這與井下地質(zhì)狀況、經(jīng)濟(jì)條件有很大情況。信息化應(yīng)用系統(tǒng)軟件有零散建設(shè)的，譬如物供系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、設(shè)備管理、安全管理系統(tǒng)等，各系統(tǒng)應(yīng)用只是針對(duì)本項(xiàng)業(yè)務(wù)，對(duì)于信息共享、與生產(chǎn)銜接還沒(méi)有很好做到。1.3標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一眾所周知的原因，越來(lái)越多的廠商進(jìn)入了煤礦行業(yè)。有制造硬件設(shè)備的，有做系統(tǒng)工程的，有做系統(tǒng)集成的，也有純做煤礦信息管理軟件的。廠家多了，雖說(shuō)對(duì)煤礦業(yè)主可選擇多了，但是也帶來(lái)很大問(wèn)題，就是標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。硬件廠家物理接口、通訊接口不統(tǒng)一，軟件廠家建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。各按各個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)去推廣，加上煤礦特殊性，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)去招標(biāo)，先建的系統(tǒng)、后上的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)不一，給信息化推進(jìn)帶來(lái)很大麻煩。1.4“信息孤島”突出國(guó)家信息化戰(zhàn)略提出“信息化與工業(yè)化”的兩化融合道路，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的管理、生產(chǎn)一體的管控一體化。提出了好多年，也有很多高校、科研單位開(kāi)發(fā)管控一體化模型，多數(shù)還是局限于學(xué)術(shù)論壇，沒(méi)有實(shí)際工業(yè)應(yīng)用。煤礦也不例外，消除“信息化孤島”也是作為推進(jìn)信息化的一個(gè)目標(biāo)，但“孤島”巍然屹立，管理、生產(chǎn)還是存在脫節(jié)。2.原因分析(2)目前，煤炭企業(yè)產(chǎn)品主要采用年度訂貨、合同銷(xiāo)售、分期發(fā)運(yùn)的方式，典型的市場(chǎng)銷(xiāo)售機(jī)制特點(diǎn)并不明顯，因此建立實(shí)時(shí)的客戶反饋機(jī)制及通過(guò)反饋信息進(jìn)一步制訂生產(chǎn)計(jì)劃等難度較大。(3)采掘業(yè)生產(chǎn)條件復(fù)雜、不可預(yù)見(jiàn)因素多，生產(chǎn)平衡、安全控制管理的難度較大。加之，一般煤炭企業(yè)地理分布范圍廣，各單位之間的物資調(diào)撥、各項(xiàng)定額的制定與分配比較復(fù)雜，使得管理信息的采集、傳遞、分析并使之為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策服務(wù)等實(shí)現(xiàn)存在一定的難度。(4)長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭行業(yè)整體經(jīng)營(yíng)狀況不佳，經(jīng)濟(jì)效益較差，煤炭企業(yè)采用的多是粗放式的經(jīng)營(yíng)方式，科學(xué)管理基礎(chǔ)條件差，信息化意識(shí)落后，信息化建設(shè)方面人才匱乏，這都會(huì)在一定程度上限制企業(yè)管理信息化的開(kāi)展。3、煤炭企業(yè)生產(chǎn)與管理信息集成化的難點(diǎn)(1)煤礦井下作業(yè)范圍廣，控制系統(tǒng)復(fù)雜，井下生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的如采煤機(jī)械和通風(fēng)設(shè)備等的運(yùn)行狀況信息、工作面推進(jìn)揭露的地測(cè)信息、井下瓦斯和煤塵實(shí)時(shí)變化信息、井下工作人員的活動(dòng)信息、井下機(jī)電和安全預(yù)防設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)信息等的采集、傳輸、處理、顯示等，受井下環(huán)境的限制，實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較大；礦井管理涵蓋面大，涉及的業(yè)務(wù)功能較多，如企業(yè)的物資管理、銷(xiāo)售管理、設(shè)備管理、財(cái)務(wù)管理和人力資源管理等密切相關(guān)，需要集成在統(tǒng)一的平臺(tái)上，在目前技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)存在較大的難度。(2)井下移動(dòng)設(shè)備多，開(kāi)采、掘進(jìn)、運(yùn)輸、監(jiān)測(cè)監(jiān)控等環(huán)節(jié)的設(shè)備隨著生產(chǎn)的進(jìn)行處于移動(dòng)狀態(tài)，要求相應(yīng)的控制設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也隨之移動(dòng)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的可靠性和開(kāi)放性提出了更高的要求。同時(shí)，煤礦管理信息也需要根據(jù)市場(chǎng)變化和礦井生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新并提供給相關(guān)決策部門(mén)。因此，企業(yè)管理信息化系統(tǒng)和生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)集成形成的企業(yè)信息化系統(tǒng)的超前性和系統(tǒng)性應(yīng)有足夠的考慮。3.2煤礦信息化的關(guān)鍵點(diǎn)3.2.1信息集成關(guān)鍵性煤礦信息化一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是集成，如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)礦井信息的高度集成。在其實(shí)現(xiàn)過(guò)程中應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心，在實(shí)現(xiàn)以現(xiàn)場(chǎng)控制為主的局部控制基礎(chǔ)上，擴(kuò)展到以地面集中操作、分布控制為主的全過(guò)程控制，通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備層與控制層、信息層的集成，實(shí)現(xiàn)控制與管理的數(shù)據(jù)通訊與共享?；贑IMS原理的管理信息化系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)管理信息化系統(tǒng)和生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的集成。信息集成的關(guān)鍵性涉及到以下部分：1、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)包括2大部分，即工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)（又稱企業(yè)信息網(wǎng)）。網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行及開(kāi)放與標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展性及靈活性、可管理性和維護(hù)性，都會(huì)影響到信息集成的質(zhì)量，從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)、核心交換機(jī)配置、節(jié)點(diǎn)交換機(jī)配置到網(wǎng)管軟件，每一個(gè)細(xì)節(jié)都會(huì)關(guān)乎到整個(gè)系統(tǒng)的安全。2、軟件平臺(tái)（信息集成平臺(tái)）軟件平臺(tái)統(tǒng)稱信息集成平臺(tái)，關(guān)乎數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、加載、提煉、利用等，可形象比喻為“1+1+1”?！?個(gè)倉(cāng)庫(kù)”——將來(lái)源于煤礦的安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理信息等經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、處理、分析提煉流程后，分門(mén)別類(lèi)地存儲(chǔ)，為下一步數(shù)據(jù)應(yīng)用打好基礎(chǔ)?！?個(gè)車(chē)間”——將處理完畢的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，結(jié)合具體煤礦具體業(yè)務(wù)，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)?！?個(gè)窗口”——信息化門(mén)戶，通過(guò)哪種方式如何將應(yīng)用軟件系統(tǒng)很好地展現(xiàn)。技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、組件封裝、地理信息軟件等選型、匹配決定了軟件平臺(tái)可靠、穩(wěn)定、開(kāi)放，影響到了信息集成開(kāi)發(fā)的成敗。3.2.2業(yè)務(wù)分析關(guān)鍵性企業(yè)息化包括相互緊密聯(lián)系的兩個(gè)部分，

即企業(yè)業(yè)務(wù)信息化與企業(yè)管理信息化。企業(yè)管理服務(wù)于企業(yè)業(yè)務(wù)，企業(yè)業(yè)務(wù)的進(jìn)展則取決于企業(yè)管理的好壞。企業(yè)管理信息化同企業(yè)業(yè)務(wù)信息化相比，在不同企業(yè)之間有更多的共性和相同的發(fā)展趨勢(shì)。如上分析，煤礦企業(yè)信息化比其他行業(yè)復(fù)雜了一塊，就是安全生產(chǎn)信息化。煤礦安全是一個(gè)復(fù)雜的課題，一般常說(shuō)“人、機(jī)、環(huán)、管”幾個(gè)方面。但就一個(gè)“環(huán)”而言就涉及到很多地方，有害氣體（瓦斯）、煤塵、透水、頂板壓力、沖擊地壓、煤自燃傾向等，眾多因素耦合，影響著煤礦環(huán)境安全；對(duì)于“人、管”對(duì)安全造成的隱患信息不能依賴自動(dòng)化技術(shù)手段獲取，而且要通過(guò)人工取得，如果人工管理不到位，這又是一個(gè)新的安全隱患。因此，煤礦企業(yè)信息化最終取得成功，關(guān)鍵中之重還是對(duì)煤礦業(yè)務(wù)分析，即把這個(gè)研究對(duì)象研究清楚。4.