一、前言
目前礦井安全已成為煤礦行業的重中之重，目前國內的煤炭生產安全事故不斷，特別是不斷發生的重大瓦斯爆炸事故造成了嚴重的損失，更引起了社會各界人士對礦井安全的關注，也成為各級部門領導最關心和堅決解決的一個問題。因此如何做到及時的預防和減少此類安全生產事故也成了礦井安全最重要的一個環節。
隨著企業信息化的不斷深入，安全生產信息化成為企業信息化首當其沖的重要內容。利用現代化的信息技術手段，建設安全生產監督管理信息網絡系統，才能將安全生產監督管理工作做好。
目前國內煤礦行業中，多數企業都已經或正在進行生產調度、監測監控等系統的建設，這些系統的建立在實現安全生產的過程中起到了重要的作用；但是由于各種系統建于不同時期，使用不同的技術，各系統無法有效的集成，使安全生產監測監控信息不能很好的整合、利用。將安全生產監測監控信息及時、準確的傳送到各級相關人員手中，缺乏有效的手段。
系統需要在地面的中央控制室可對全礦井生產過程及設備實現自動化監測和無人職守控制，并能把信息通過網絡傳送給礦級領導，使領導在辦公室即可隨時了解生產、安全等信息，實現全礦井的統一調度和統一管理。需要系統的信息由下而上逐級集中，可與礦務局、焦煤公司的局域網內的計算機聯網，實現實時遠程查看。而控制既可集中于監控層操作，也可分散于設備控制層實施。各個子系統均可獨立自成體系，可以按照礦井要求分步配置，進而實現最佳方案。
針對這些問題，廈門藍斯通信有限公司設計出了礦井安全GPRS無線遠程監測系統，可以對煤礦生產進行有效監管，預防和減少安全生產事故的發生。該系統具有可靠運行，數據采集實時性強，有效的解決了其他通信方式存在的各種問題。在保證數據傳輸的及時、準確的前提下，將系統運行費用也降低到了最低；同時，網絡通訊鏈路由專業的網絡運營商（中國移動）來維護，避免了用戶在使用監測系統的同時，還需要耗費很大精力去維護通信線路等問題；節約了用戶的初期建設投資和運行維護費用。
二、系統簡介
1．礦井安全GPRS無線遠程監測系統簡介
礦井安全GPRS無線遠程監測系統，依托穩定、可靠的中國移動GPRS 網絡，采用先進成熟的GPRS 無線數據終端為遠程傳輸設備，基于標準的TCP/IP協議，實現了監測系統無線數據采集功能，為不具備有線傳輸條件的煤礦生產點，提供了成本低、見效快、高效率的數據傳輸平臺，為煤炭企業安全生產提供強有力的監察手段。
2．GPRS系統簡介
GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM系統上發展出來的一種新的承載業務。
GPRS是目前解決移動通信信息服務的一種較完美的業務，它是以數據流量計費、覆蓋范圍廣泛、數據傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業和企業用戶開展無線辦公提供了基礎設施平臺，為推動移動辦公的應用和發展創造了有利條件。與有線網絡相比，GPRS網絡具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優點。GPRS的出現為企業和行業用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
隨著新一代GPRS移動通訊業務的產生和全面投入，無線移動數據通訊的應用也越來越廣泛。高速的數據傳輸和永遠在線特點，配合按流量收費的資費方式，使GPRS通訊在監控監測應用具有無可比擬的性價比優勢。采用GPRS無線通訊網絡的移動IP通訊，既可獨立作為數傳通道，也可作為已經架設光纖、數傳電臺等方式的輔助手段。
三、監控系統組成
1.系統組成
a．安全數據采集
礦井原始數據采集（使用RS485、RS232等接口直接采集瓦斯、一氧化碳以及硫化氫等有害氣體的濃度以及挖掘深度等數據）；
告警閥值數據設定（設定有害氣體的告警閥值，用以進行告警判斷）；
將實時數據通過遠程無線網絡傳輸到上一級單位；
上級單位接收下屬各礦上報的實時數據，并存入本地實時數據庫；
b．安全信息告警
告警信息生成（將礦井的原始數據和告警閥值進行比較，如果超過值則產生告警）；
告警數據上報上級單位（將告警數據上報給上級單位）；
逐級通知安全責任人（根據告警策略將告警信息逐級發送到安全責任人的手機上，督促其盡快處理）。在通知安全責任人時，可以根據告警策略的設置，分級分時通知安全責任人。當同時發生幾種告警時，根據系統的設定可以自動選擇發送優先級，例如同時發生瓦斯和硫化氫告警時優先發送瓦斯告警）。
c．安全信息分析統計
系統定期將安全信息進行匯總、統計，并可輸出各種報表。
d．基本管理
信息源管理（對原始數據和告警閥值數據進行配置和管理）；
告警策略管理（配置安全數據的告警策略，例如通知安全責任人的順序和時間等）；
數據管理（數據庫備份、恢復等功能）；
2.系統特點
a．永遠在線： GPRS無線數據終端開機后即自動附著到GPRS 網絡上，并與您的數據中心建立通信鏈路，隨時收發用戶數據設備的數據，具有很高的實時性；
b．按流量計費：GPRS無線數據終端，按照接收和發送數據包的數量來收取費用，沒有數據流量的傳遞時不收費用；
c．高速傳輸： GPRS網絡的傳輸速度最快將達到160Kbps，速率的高低取決于移動運營商的網絡設置，根據中國移動的網絡情況，目前可提供20~40Kbps 的穩定數據傳輸；
d．組網簡單、迅速、靈活：GPRS無線數據終端系統可以通過Internet網絡隨時隨地的構建覆蓋全中國的虛擬移動數據通信專用網絡，為廣大中小用戶提供接入便利，節省接入投資；
e．通信鏈路由專業運營商維護：由于采用中國移動的GPRS 數據業務，因此鏈路維護也由中國移動負責，免除通信鏈路維護的麻煩；
f．防雷擊與靜電：由于采用中國移動的GPRS 數據業務，所以在不影響上網的前提下，GPRS無線數據終端的發射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設備與產生靜電導致危險的缺點。
3.系統功能
（1）系統具備的功能有：監測瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化碳、饋電及風門開關等環境參數，還可以監測煤倉煤位、水倉的水位及主要機電設備開停等生產參數；監測電壓、電流、功率等電力參數；機電設備運行保護參數。
（2）配接更大的面積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監測曲線、表格和文字。
① 系統生成及操作；
② 測點生成及操作；
③ 工藝流程模擬圖形顯示；
④ 各測點數據表格顯示；
⑤ 井上、井下各類模擬量參數的實時表格、拄狀圖、變化曲線顯示；
⑥ 井上、井下主要設備開停等開關量的實時值和開/停時間顯示；
⑦ 原煤產量等累計量的實時值和累計值顯示；
⑧ 各類報警除表格顯示外，還有聲訊信號；
⑨ 時鐘和日期顯示；
⑩ 系統相關設備及軟件操作說明跟蹤顯示。
（3）系統可配置顯示屏，可以顯示動、靜態模擬圖形、數據表格、歷史曲線、分層顯示采掘平面圖、測點配置，實時數據顯示等。也可通過顯示屏控制主機編制礦井實時礦井安全信息或提示。
（4）系統的人機界面十分友好，所有顯示和打印有操作人員只要用鼠標進行簡單的點擊即可，任何人都可方便使用，即使偶爾有錯誤的操作也不會影響系統的正常工作。為了確保系統配置等信息不被破壞，專門為系統管理人員、普通操作人員定義了操作權限并配置相應的口令密碼，只有口令密碼正確才能進入系統進行操作權限范圍內的操作。
（5）系統所有被檢測的參數、開/停信息及累計量累計、存儲，并可連續保持一年（系統軟件每三分鐘存盤一次），如有特殊情況可保存更長時間，這些數據可隨時用表格、二維曲線等形式顯示出來，可以打印保存。對重要設備用戶能夠調整模擬量或設備開停信息和存儲時間。
（6）系統有簡便的繪圖工具。所有動態、靜態圖都可由礦上一般操作人員繪制（繪圖時不影響主機實時監測功能）。
（7）系統具有列表顯示功能。模擬圖及相關顯示內容包括地點、名稱、單位、報警門限、斷電門限、監測值、最大值、平均值、最小值、斷電命令、饋電狀態、超限報警、斷電邏輯不符報警、傳感器故障、封鎖與解鎖等。開關量顯示內容包括地點、名稱、開/停時刻、狀態、工作時間、開停次數、傳感器狀態、閉鎖與解鎖等。累計量顯示內容包括地點、名稱、單位、累計量值等。
（8）系統具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標上用不同顏色顯示最大值、平均值最小值曲線。在一屏上，同時顯示6個模擬量曲線，并設時間標尺，可顯示出對應時間標尺的模擬量。
（9）系統具有柱狀圖顯示功能。能直觀地反映開機率、開/停次數、傳感器狀態、閉鎖與解鎖等，并設時間標尺。
（10）系統具有模擬動畫顯示功能。能形象、直觀、全面地反映安全生產狀況。點擊設備圖標即可顯示該設備的有關內容，包括工藝流程模擬圖、相應設備開停、相應模擬量數值和曲線等。
（11）方便地由用戶自行生成各類表格，打印所要求的各類數據表格、圖形及曲線。
（12）對各類報警信息進行處理，并實時進行存儲和報警。傳感器數值超限時聲光報警提示，并在監控主機的相應的條目以變換背景顏色和閃爍的方式提醒用戶發出報警信號的具體設備及安裝地點。
（13）系統具有防雷電功能，再加上接口和分站的光電隔離；為了確保萬無一失，專門在主傳輸電纜聯接監測主機端配置了法國生產的避雷器。
4．系統設計原則
● 根據用戶的使用要求；
● 根據煤炭行業標準GB3836-2000和新版《煤礦安全規程》規定的要求來選型；
● 技術先進、成熟，功能實用性強，確?？煽浚?br/>● 組合方便，擴展性能好。能為以后系統擴展留有充分的余地，為系統升級提供便利；
● 開放性與兼容性良好，能實現系統的軟、硬件連接；系統之間充分開放，互容度高；
● 擴展功能多樣化，系統通過聯機實現信息交換、監視、控制和管理；
● 優化設備功能以達到經濟、有效，減少維護、管理人員；
● 人機界面良好，運行管理方便，數據準確，反應迅速，操作簡便。
四、系統監測指標
礦井安全
