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安全管理信息平台在某公司三矿区井下的实践

发布时间:2020-07-03 22:45 论文编辑:若诗 价格:150 所属栏目:工程论文 TAG: 工程论文范文  工程论文题目  

本文是工程论文,从矿山的工程背景入手,对国内外关于安全管理信息系统建设做了详细的综述。介绍了安全管理信息系统的总体框架和基本结构,包括基础设施、信息资源和应用系统。

本文是安全管理论文,安全管理信息系统的建设是金川公司三矿区井下“六大系统”的重要组成部分,也是如今人们在非煤矿山开采效益和人员安全上对现代科学所提出的必然要求。本文通过阅读大量国内外相关文献并结合金川公司三矿区实际工况,分析该矿区井下安全管理信息系统的不足。首先通过在井下各位置安装多种传感器用于实时捕捉井下环境信息,其次建立千兆光纤冗余环网以保证信息传输通道的稳定,并对矿下大量多种传感器采集到的多源异构数据融合以实现井下安全信息动态管理的目的;最后从现场应用实验的角度验证本文研究,先得到的主要研究结论如下:(1)从矿山的工程背景入手,对国内外关于安全管理信息系统建设做了详细的综述.介绍了安全管理信息系统的总体框架和基本结构,包括基础设施、信息资源和应用系统。针对传统的安全管理信息系统的不足,引入光纤环网建设需求和多源异构数据融合技术.(2)针对金川公司三矿区东部贫矿实际的系统需求,阐述了系统的总体架构,深入分析了安全管理信息系统的研究内容。提出综合信息网络和视频网络组成的工业环网拓扑,给出主干环网千兆冗余、支干百兆接入的详细建设方案,既保证了数据通道的稳定,也为后续的扩展扩容提供了方便。

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第1章绪论

 

针对目前我国矿业生产体系发展的滞后,安全知识的宣传以及安全体系的推广都没有达到同步应用。矿山安全管理信息系统对各大矿企的发展和工人生命安全的保障有着不可估量的作用。本文从金川公司三矿区东部贫矿为研究对象,针分析该矿区井下安全管理信息系统的不足,建立了满足矿山生产需求的系统建设框架与拓扑结构;其次在井下安装包括有毒有害气体传感器、风速风压传感器、视频监控等重要器件,实时获取矿区环境与人员位置信息;再者建立千兆主干,百兆接入的光纤环网并对采集数据进行数据融合以实现井下安全信息动态管理的目的;最后从现场应用实验的角度验证本文研究。本文的主要研究内容和章节安排如下:第一章阐述了我国的矿山开采过程中遇到的一系列重大问题,针对如今数字化矿山的发展趋势,以及保障人们生命财产安全的需求,安全管理信息系统有着建设的必要性;对国内外安全生产信息化在矿山中的应用研究做了详细的总结,归纳出传统安全管理系统存在的不足,确定本文的研究目标。第二章针对甘肃省金川集团股份有限公司实际的工程应用背景,分析了应用于三矿区东部贫矿的安全管理信息系统的实际工程需求,确立了安全管理信息系统的主要目标,明确了关键技术问题,为后续的系统研究奠定基础。

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第2章系统需求分析

 

2.1系统的工程背景
针对三公司目前存在的问题,金川公司在2017年开始设计安全信息管理系统,目前此系统已经部分应用到三矿区的井下。此系统的应用有力的保障了井下作业人员的安全,同时也使安全管理系统进入信息化时代,这提升了安全管理的效果。由甘肃省人民政府控股的大型国有公司——金川集团股份有限公司,是一家集采、选、冶配套的有色冶金和化工联合的企业。主要生产镍、铜、钴、铂族贵金属、有色金属压延加工产品、化工产品、有色金属化学品等.在金川公司三矿区的开采工程中,为了将井下、井上的各个安全生产环节的数据能够有机的进行集成,其中包含视频监控、有毒有害奇特监测、人员定位等数据,通过对数据的监测以保证矿井的安全生产及工作效率。但是基于传统的安全管理系统存在以下主要问题:(1)各类传感器的灵敏度不高,如测量CO和风速风压的传感器。(2)各级人员缺乏有效的沟通手段,如遇到紧急状况,管理人员不能及时将此信息反馈给井下作业人员。(3)对数据缺乏合理的整理,容易引起决策失误。

 

2.2安全管理信息系统的目标基础
设施主要是数据采集系统,如环境监测系统、视频监测系统等.数据采集系统主要针对各个子系统的监测模块,将采集的实时数据通过数据传输网络传输至安全监控中心.数据采集系统主要由实时数据采集模块和数据发送模块组成。实时数据采集模块主要读取从各个子系统监控系统的实时数据以及人员定位设备数据、生产现场环境数据、各种传感器的监测数据等。数据发送模块主要是根据TCP/IP通信协议或者UDP协议将系统所采集的数据发送到监控中心。在此模块中,必须能够灵活设置数据发送的时间周期以满足不同的情况,同时数据接收器必须配置合理的IP地址以及相关的网络通讯协议。信息应用与集成主要是建立以数据平台为主的应用平台,包括对监测数据数据进行分类、分析以及对日常一些数据的管理等。系统的总体架构如下图所示:

 

第3章安全信息系统总体设计..............................................................................12
3.1硬件平台支持.................................................................................................12
3.2软件平台.........................................................................................................12
3.3安全信息系统的功能模块化设计..................................................................14
3.4安全管理信息流程分析..................................................................................22
3.5本章小结.........................................................................................................23
第4章综合信息管理平台构建..............................................................................24
4.1工业环网简介与拓扑结构..............................................................................24
4.2多源异构数据................................................................................................27
4.3小结.................................................................................................................37
第5章工程应用.....................................................................................................38
5.1系统软件组成.................................................................................................38
5.2软件界面 ..................................................41 
5.3设备安装.........................................................................................................43
5.4测试结果.........................................................................................................48

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第5章工程应用

 

5.1系统软件组成
多源异构数据从金川公司三矿区的现状来看,虽然已经描述数据采集的通道网络已经建立,但是在通道中传输的数据往往来自于大量不同的数据源,不同数据源之间存在的固有机制差异难以协调,导致安全管理信息系统处理数据同一性差,继而在数据的分析与决策、项目实施上带来了许多困难。这些由多种数据源采集方式的不同、采集信息工具的不同、以及数据属性的不同导致数据在格式、表现形式、数据类型等方面的差异被称之为数据的多源异构。在安全管理信息系统中,视频监测、有毒有害气体监测、风压风速监测等应用系统的任务不同,工作方式也不尽相同,采集到的数据呈现多源异构。随着六大系统建设的不断推进,所采集的数据呈现爆炸式增长。然而数据的异构性导致的“信息孤岛”现象也愈加凸显,同时各数据源系统本身存在的独立性,以及所附属的子系统数据口径的不一致,缺乏共享的多源数据不利于统一管理、分析和调度。因此,需要建立多源异构数据融合结构以解决大量数据冗余问题减少计算机计算和存储负担,还能够消除安全管理信息系统数据中的孤岛现象,随后需要在统一数据的基础上建立多源异构数据融合模型,为异构数据的融合与矿山安全决策提供便捷的手段。

 

5.2软件界面
本章节主要研究了以金川公司东部贫矿三矿区为应用对象的数据平台的构建,从矿区实际情况出发提出系统的需求。目前,随着矿区开采行业六大系统建设的不断完善,海量的传感器和智能化设备被应用于安全管理信息系统,数据平台发展进入了举步维艰的境地,存在的问题包括巨量数据采集困难、指标设置混乱、多源异构数据难以整合等,传统的数据管理模式已经难以适应新时代的发展和应用需求,随着矿区开采水品的提升和我国进一步政策的提出,传统的数据平台在人员安全、经济效益.国家政策、社会发展等方方面面都面领着巨大的挑战。依据数据平台的整体框架建设思路,数据平台的建设需要整合六大系统内大量多源异构数据,并形成全面、完善、高灵敏度的数据分析能力。

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结论与展望
本文所论述的数据平台的构建所应用的两个方面的核心技术,包括为保证信息传输通道的可靠性需要建立工业环网以及为了安全性评价和决策的多源异构数据的处理和融合技术。最后给出建设拓扑图以及应用系统应用效果,实际验证了该安全管理信息系统能够实现实时数据采集、人员定位、自动报警等方面的要求,有效预防了事故的发生,也保证了即使在事故发生情况下也能够防止事故进一步扩大,保证了人员安全。虽然本文对安全管理信息系统在金川公司三矿区的实际应用做了深入的介绍,并且做了实验验证,但由于本人水平有限,在多源异构数据融合技术上仍然存在不足有待改进。包括:(1)需要完善在多种因素干扰下对融合模型所造成的决策误差,对该误差的动态修正需要进一步的研究,提高决策可靠性。由于本文用于实验计算的数据只针对井下部分地区的部分数据进行仿真计算,没有通过多时间、多空间尺度来修正各层数据融合的误差和验证模型准确性。
参考文献(略)