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郑州恒宇智慧矿山解决方案：构建矿山管理体系

发布时间：

2024-09-15

来源：

郑州市恒宇自动化设备有限公司

作者：

郑州恒宇自动化设备有限公司

本系统为实现煤矿用户的生产与管理而建立的成套智能化解决方案。可以充分挖掘和利用企业信息紫苑，实现包括实时监测、定位追溯、报警联动、调度智慧、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、决策支持在内等多项功能，既实现了生产安全可控，又实现了对“矿区万物”的、节能、安全、环保”的管控一体化。

系统结构图

系统特色

1.创新
以高新技术创新应用为抓手，通过感知、执行、管理系统升级，以先进、智能、高可靠性的系统与装备为基石，打造“四新”系统———以新技术、新装备、新管理、新应用为核心，帮助管理者成为创新者。

2.融智
以数据中台为基础，建设智慧中枢系统，打造“矿山一张网，数据一片云，运营一大脑，资源一视图”，形成“生产过程信息主动推送，决策信息主动汇集，控制信息主动发送，分析信息主动生成”动态模式，实现产业赋能升级，将智能化煤矿升级为自主学习的智慧体。

3.生态
建设以人为本的智能服务及生态协调体系，即以智慧园区、智能服务为支撑的生产、生活、生态协同智慧运行系统，实现生态协调融合。

采购模式

根据不同采购需求，我司提供智慧矿山整体解决方案采购方案，与灾害管控、AI管控、综合管控、安全管控、数据中台、智能调度室等模块的单独采购方案。

结构概述

智慧矿山系统由多个子系统收集各类数据，汇总至数据中台中进行存储管理与分类处理，数据经过数据中台的相关处理进入对应的管控平台（灾害管控平台、AI管控平台、综合管控平台、安全管控平台）进行进一步分析汇总处理，呈现在智能调度室大屏幕中的不同模块中，为生产计划、安全生产和应急救援提供助力。
系统功能：集中管控、数据共享、应急联动、业务融合、智能AI分析、移动互联、灾害防治、减员增效。

模式介绍

1.水泵站无人值守系统
· 系统可以自动运行，无需人工值守，减少人力资源的投入；
· 实时监测水泵站的运行状态，包括水位、流量、压力等参数，及时发现异常情况并采取措施，保证泵站的正常运行；
· 操作人员可以通过远程控制终端对泵站进行监控和操作；
· 系统可以收集和分析大量的运行数据，为泵站的优化管理和决策提供依据；
· 系统可以避免人员在危险环境中的工作，提高了工作人员的安全保障。

2.供电系统

· 系统可以实时监测各个供电站的运行状态，包括电压、电流、功率等参数；
· 便于对多个供电站进行统一管理和控制；
· 当发生故障时，能够快速定位到具体的供电站，缩短故障排查时间，提高故障处理效率；
· 以直观的方式展示各个供电站的关键信息，方便操作人员快速了解系统整体情况。

3.压风系统
· 系统显示压风系统的关键参数，这些参数可以帮助操作人员了解系统的实时运行情况；
· 展示压风系统各个组件的工作状态，包括是否正常运行、故障报警等信息；
· 操作人员可以通过界面进行远程控制；
· 通过摄像头实时显示系统的运行情况和周边环境。

4.通风系统
· 系统界面实时显示了通风机的轴温、功率、电压、电流等参数，可以帮助操作人员了解通风机的运行情况；
· 报警提示显示了系统中出现的异常情况；
· 风量和风速曲线图可以帮助分析通风系统的运行状况，判断是否存在问题或潜在风险；
· 操作人员可以通过界面进行远程控制；
· 通过摄像头实时显示系统的运行情况和周边环境。

5.主运系统
· 系统展示主运系统的整体布局，包括大巷皮带、主井皮带、给煤机、输送机、转载点等关键设备的位置和连接关系；
· 显示各设备的运行参数和启停状态；
· 根据皮带秤实时监测煤炭的运输流量，展示输送带的载荷情况；
· 提供运输量、运行时间等数据的统计分析，以便操作人员对系统的运行效率进行评估；
· 当设备出现故障或异常时，界面会弹出报警，提示操作人员及时处理。
6.辅运系统

系统具有车辆定位、车载通信、违章告警、速度监测、状态采集、行车预警、视频监控、智能调度、派单管理等功能，保证了车辆有序行驶，在GIS地图上可以实时显示井下车辆的位置、行进方向、速度、红绿灯状态等信息，支持放大、缩小、拖拽等功能，可以提高车辆调度的效率。
7.掘进系统
· 展示掘进机俯仰、截割头、功率等实时参数，帮助操作人员了解机器的工作情况；
· 对通风量和瓦斯实时监控确保井下工作人员的安全；
· 可以通过曲线图查看过去一段时间内的工作数据，对比分析不同时间段的工作情况；
· 集成视频监控系统，操作人员可以直接在界面上查看关键区域的实时视频。
8.综采系统

该系统可以看到采煤机的实时位置，鼠标选择支架后可以对支架进行操作，统计信息有动作、停机原因和工作面人员分布情况以及刮板运输机的一些信息。

9.人员定位系统
·通过界面可以看到人员和车辆的实时位置，点击人或车会显示详细信息；
·根据在井下时长不同，人员头像的颜色也有所不同，避免工人过渡劳累引发安全隐患；
·区域人员统计可以看出大概的人员分布情况；
·通讯状态列表会优先显示异常的基站，方便管理员维修。

10.全景一张图

1.值班领导信息；
2.系统信息由左至右分别为：MQTT连接状态、接口状态、本系统运行状态；
3.搜索功能：可通过名称搜索巷道内所有元素,检索成功的元素将会移动至屏幕中心；
4.天气信息：天气类型；
5.主要点位视频监控；
6.动态警告事件检索器,正常情况只有盾牌图标动态检索,有新消息时停止搜索并显示消息内容；
7.各系统远控记录；
8.地测信息；
9.系统菜单操作为方便通过动态事件追踪子系统,菜单跳转也是在主界面而非本界面跳转；
10.此处显示各类型传感器数据数值；
11.图层筛选：图层信息过多产生堆积，可通过图层筛选注重信息；
12.井下图层元素：绿色线路为逃生路线，可通过点击绿色线路任意位置实现灾害模拟功能，右键灾害模拟效果可以取消，白色动态块为通风线路，黑色动态块为运输线路，图钉状元素为人员、车辆、监控、基站、传感器，点击不同图标可显示详细信息；
13.井上图标：点击后主页面会跳转至相应子系统；
14.风机风压实时曲线图；
15.水泵运行时长统计图；
16.各子系统整体运行状况；
17.瓦斯浓度变化,不固定点位只显示；
18.主运每日载货量；
19.错误类型统计图；

11.告警中心
· 通过本界面工作人员可以实时监测各个子系统报警和预警的汇总信息，及时了解煤矿的运行状况；
· 对告警数据进行统计和分析，可以发现系统中的潜在问题，为优化和改进提供依据；
· 管理人员可以根据告警中心提供的信息，做出科学的安全决策，保障煤矿的安全生产。

12.AI监控系统
基于视频智能识别技术，结合煤矿生产实际需求，提供了“行车行人检测、三违行为识别、区域入侵识别、堆煤大块煤等异物识别、皮带空转及跑偏识别、烟雾火灾识别、危险区域禁入”等适合煤矿行业各种场景应用需求的AI模型，并支持客户特定需求的个性化模型训练，实现隐患报警处理、分析、上报的闭环处理，提升监管效率、保障煤矿生产安全。
皮带跑偏算法支持对皮带两侧设置电子界限和偏离级别阈值进行设定，算法可对实时监测的视频进行智能提取边缘的电子界限和偏离级别阈值，将偏离值与预先设置的偏离级别阈值进行比对，以确定皮带是否跑偏以及跑偏程度。实现井下设备各种常见异常的视频识别，实现自动识别报警、图像抓拍、延时录像等功能。

皮带堆煤算法通过对监控视频中的媒堆高度阈值进行设定，通过对实时监控视频图像进行识别提取媒堆高度，并与设定媒堆高度阈值进行比对，以确定是否存在堆煤以及堆煤程度。实现井下设备各种常见异常的视频识别，实现自动识别报警、图像抓拍、延时录像等功能。
通过对皮带机运输物料进行扫描，分析视频信息，对大块、水煤、锚杆等杂物进行辨识，并联动控制皮带开停，提高安全保障。可实现皮带上的大块、水煤的识别及报警，必要时紧急停车，可避免由于大块煤、水煤造成的设备损坏等事故。同时可设置大块的尺寸定义，对皮带上识别的异物分级报警。

通过皮带、皮带机头、刮板机或其他区域，利用现有摄像仪，通过视频智能识别分析装置，实现人员入侵识别。一旦有人员进入到检测区域后，触发报警联动，可通过语音报警提醒相关人员立即离开危险区域。报警信息实时发送给 AI 分析平台，同时客户端软件弹窗并发出语音提醒值班人员及时处理。
通过在皮带电机处或者机头驱动滚筒处安装热成像摄像仪检测固定设备的热成像，针对特定区域设置设置报警温度，当温度超过设置的阈值时现场热成像摄像机立即发出语音提醒，同时报警信息发送到调度中心的客户端中，服务器上同时进行存储。在客户端上同时会实时展示画面中的热力图。
针对输送带纵向撕裂问题，通过输送带纵向撕裂监测系统可以及时分析判断皮带的实时运行状态，当输送带出现无论是撕裂后分开、重叠或很小的错位及断带，都能及时准确捕捉这一状态，并有效的发出报警信号并控制输送机的停止运转。
本算法通过对监控场景中的人体目标进行属性结构化分析。基于多任务学习算法，能够智能识别行人的多种属性（包括检测口罩、矿灯、安全帽、工作服、防砸靴、自救器）。算法通过获取目标的属性输出，可得到设备的有无和算法的置信分。

13.应急广播
在发生事故、火灾或其他紧急情况时，应急广播系统可以迅速向井下所有区域发出警报和通知，让矿工及时了解危险情况并采取相应的避险措施。广播系统还可以定向传递日常的安全信息、工作通知等，提高矿工的安全意识和工作效率。
布置区域

14.安全管控
本模块基于煤矿智能化综合管控平台，有效集成矿山基础信息数据以及人员位置、环境监测、设备工况等多源异构数据建立起的统一矿山数据中心。通过将煤矿粉尘、火灾、水害等煤矿灾害综合到一个平台，单个子系统存在的数据孤岛现象，进行煤矿井下重大危险源的实时数据监控及预测预警，同步矿井安全监控系统数据，实现对瓦斯防治相关数据的智能感知、实时监测及综合分析。建立预警报警模型，实现了对瓦斯超限区域智能预警、避灾路线规划。根据矿井水文监控系统数据，实现了对水害相关数据的智能感知、实时监测及综合分析。建立预警报警模型，实现了对水害的智能预警、避灾路线规划。融合矿井光纤测温、束管监测和一氧化碳等数据监控预警系统数据，实现了对火灾相关数据的智能感知、实时监测及综合分析。建立预警报警模型，实现了对火灾的智能预警、避灾路线规划。通过同步煤矿粉尘监测系统数据，并结合有效的监测预警机制，管理人员可以及时掌握粉尘灾害的情况，采取必要的措施保障矿工的健康和安全，同时减少粉尘对设备和环境的影响。顶板灾害智能监测预警系统，依据煤层、顶板、地质构造、采掘动压预测等数据，建立预警报警模型，实现了对顶板压力相关数据的智能感知、实时监测及预测预警。

15.数据中台
包含数据集成，数据开发，数据治理，数据资产，数据服务，数据集市六大模块，解决数据孤岛问题，实现数据统一口径标准，自定义数据开发任务等功能。展示各个子系统的连接状态和数据汇聚的数量。
展示各个阶段数据处理的数量。监控华为私有云服务器，可以直观的看出共有多少个服务器，使用了多少，每个服务器资源占用率分别是多少。也展示了私有云整体的资源使用情况。

16.数据分析

人员综合分析展示了“人员所在岗位”、“资格证书信息”、“人员各年龄段人数”等信息，这些功能可以帮助煤矿管理人员了解员工的情况，优化人员配置，提高工作效率，保障煤矿的安全生产。

通过煤矿安全态势分析功能界面，管理人员可以实时监测煤矿的安全状况，及时发现并处理安全隐患，制定科学的安全管理策略，保障矿工的生命安全和煤矿的正常生产。
通过生产综合分析，可以深入了解生产过程中的优势和不足之处，为持续改进提供依据，提高生产效率和质量，降低成本，增强企业的竞争力。
能效综合分析是收集关于能源消耗、生产活动、设备运行等方面的数据，确定关键的能效指标，对收集到的数据进行分析，比较不同时间段、不同部门或不同设备的能效表现，找出能效差异和改进点，持续推动能效的提升。

17.三维矿山