煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈整體解決方案

煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)解決方案2017年8月前言古往今來，煤炭利用一直都是人類與自然界進行物資交換的重要環(huán)節(jié)。從封建社會的露天采礦，到現(xiàn)代化的機械化采煤，可以這么說，煤炭的發(fā)展史幾乎與人類歷史一樣悠久。中國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國煤炭探明總儲量在9000億噸以上，居世界第三；已知含煤面積55萬多平方千米，而且煤種齊全。 隨著煤礦機械化、自動化和信息化程度的提高，煤礦監(jiān)控、通信與監(jiān)視系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，我國煤礦事故起數(shù)、死亡人數(shù)、百萬噸死亡率均大幅下降，煤礦安全生產(chǎn)形勢明顯好轉(zhuǎn)。煤礦安全生產(chǎn)的迫切需求，促進了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦的應(yīng)用，也產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)在煤礦應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。二、建設(shè)背景我國是產(chǎn)煤大國，在實現(xiàn)采礦業(yè)發(fā)展的過程中，面臨著企業(yè)生產(chǎn)管理水平低、政府監(jiān)管薄弱、環(huán)境污染、行業(yè)數(shù)據(jù)資源分散等問題，阻礙了現(xiàn)代采礦業(yè)的快速發(fā)展。雖然通過煤礦機械化、自動化和信息化，煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平不斷提高，事故防治能力不斷增強。但大量采掘和運輸?shù)仍O(shè)備的使用，增加了運輸和機電事故的概率。雖然運輸和機電事故起數(shù)和死亡人數(shù)均大幅下降，但起數(shù)占比有所上升。因此，需研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，進一步提高煤礦運輸和機電事故防治能力，以滿足高機械化程度煤礦安全生產(chǎn)需求。三、建設(shè)依據(jù)《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要的通知》（國發(fā)〔2015〕50號）《內(nèi)蒙古國家大數(shù)據(jù)綜合試驗區(qū)建設(shè)實施方案》《內(nèi)蒙古自治區(qū)促進大數(shù)據(jù)發(fā)展應(yīng)用的若干政策》《推進煤炭大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于運用大數(shù)據(jù)加強對市場主體服務(wù)和監(jiān)管的若干意見》四、建設(shè)意義 煤炭作為國家的主體能源，煤炭產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展對經(jīng)濟社會發(fā)展至關(guān)重要。建設(shè)煤炭大數(shù)據(jù)平臺，依托互聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，匯集、整理和挖掘海量數(shù)據(jù)，對探索發(fā)展規(guī)律，及時、準確地分析預(yù)測產(chǎn)業(yè)走勢，保障國家能源安全，促進行業(yè)轉(zhuǎn)型升級和健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。第一，基于地理數(shù)據(jù)占有的風險探礦力量會越來越大。把礦業(yè)資源的資訊收集，數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，地質(zhì)模型構(gòu)建，礦床模型構(gòu)建，礦藏儲備，品質(zhì)，開采條件分析模式，研判模型構(gòu)建出來，再進一步應(yīng)用于與大數(shù)據(jù)匹配的投資，建設(shè)，運營，乃至尾礦處置。第二，礦業(yè)衍生品和期貨大數(shù)據(jù)背景下的運作。第三，會出現(xiàn)很多全球超大貿(mào)易商，在國與國，經(jīng)濟體與經(jīng)濟體之間，風險之間，匯率之間，衍生品之間會編織大貿(mào)易服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其本質(zhì)上就是國家間與經(jīng)濟體間的數(shù)據(jù)對接，趨勢對接，價格對接，供應(yīng)關(guān)系對接。第四，由全球的礦業(yè)上游到終端之間，隨機根據(jù)商機和供求關(guān)系形成的大數(shù)據(jù)流動，隨機聯(lián)合而成的臨時供應(yīng)鏈。第五，上游的礦山的探礦，開發(fā)，采選煉，下游的加工，產(chǎn)能信息之間，與消費信息之間的無縫對接。第六，礦業(yè)知識產(chǎn)權(quán)專利大數(shù)據(jù)，和礦業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)難題大數(shù)據(jù)對接。第七，大宗商品的大數(shù)據(jù)管理，也會對到岸，期貨，衍生品價格產(chǎn)生沖擊。國際礦業(yè)的交易，是有多少年的對礦業(yè)走勢的判斷、觀察、對沖、做空，練出來一批以數(shù)據(jù)家為核心的寬客金融隊伍，這里面一定有一些善于建模型的數(shù)學家為核心的，它是一個高科技團隊。第八，三大礦來看的話，想會把長協(xié)價，逼向月定價，乃至周定價，控制儲備生產(chǎn)貿(mào)易終端大數(shù)據(jù)流，能夠使他的定價權(quán)最大化。第九，產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，帶來的智慧礦業(yè)運作?？傊袊@種礦企模式---中央控制，生產(chǎn)為重，國內(nèi)生產(chǎn)和供應(yīng)可預(yù)期，以及國內(nèi)過剩產(chǎn)能消耗式的運作方式，和國際礦企越來越明顯的動態(tài)數(shù)據(jù)管理，動態(tài)全產(chǎn)業(yè)鏈管理，動態(tài)數(shù)據(jù)掘金模式之間，會產(chǎn)生巨大的沖突。五、用戶需求1：數(shù)據(jù)量小、質(zhì)量差。雖然煤礦監(jiān)察部門已經(jīng)有一定規(guī)模的安全生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，卻因其數(shù)據(jù)搜集、整理等方面的能力不足，數(shù)據(jù)的完整性、規(guī)范性還存在缺陷。特別是原始、動態(tài)數(shù)據(jù)不足，難以實現(xiàn)全覆蓋。2：部門協(xié)調(diào)性不足。煤礦安全監(jiān)管對象眾多，各級機構(gòu)限于能力和手段，在采集企業(yè)、個人、公共安全數(shù)據(jù)、互聯(lián)共享中協(xié)調(diào)能力不足，難以得到充分的授權(quán)與發(fā)揮作用。3：煤礦企業(yè)信息化能力較弱，煤礦安全生產(chǎn)隱患主要靠人工排查，容易受到主觀因素的影響，很難鑒定安全與危險狀態(tài)，可靠性差。4：分析工具缺乏。由于缺少有效的分析工具和對事故進行規(guī)律認識的原因，國內(nèi)煤礦安全生產(chǎn)的管理主要方式是“事后管理”的方式，都是在事故發(fā)生后才進行事故原因分析、責任追究、制定措施，并在分析過程中存在太多的人為主觀因素，這種方式難以從源頭上防止事故的發(fā)生。5：大數(shù)據(jù)專業(yè)分析人員缺乏。大數(shù)據(jù)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)分析是基于預(yù)言建模和未來趨勢分析，每個環(huán)節(jié)都必須依靠專業(yè)技術(shù)人員才能完成，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析師并不具備開發(fā)預(yù)測分析應(yīng)用程序模型的技能，煤礦生產(chǎn)安全領(lǐng)域的人才更是大大的缺乏。六、建設(shè)原則標準化：具有互操作性，可用性，可靠性，可擴充性，可管理性，建立一個開放式，遵循國際標準的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。先進性：既要保證網(wǎng)絡(luò)的先進性，同時也要兼顧技術(shù)的成熟性。安全性：對于安全性我們將通過對用戶的區(qū)域劃分，建議選用專用防火墻實現(xiàn)對本地資源的安全保護。擴展性：網(wǎng)絡(luò)設(shè)計必須為今后的擴充留有足夠的余地，以保護用戶的投資，保證今后的網(wǎng)絡(luò)擴充升級能力。保護投資：每個設(shè)備都進行嚴格的選型，在滿足設(shè)計原則的功能前提下，提供最經(jīng)濟的設(shè)備配置方案?？晒芾恚合冗M的網(wǎng)絡(luò)管理可為多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供安全運行的基礎(chǔ)。七、平臺總體設(shè)計7.1、系統(tǒng)框架設(shè)計架構(gòu)設(shè)計為一個平臺：一個大數(shù)據(jù)平臺五個層面：表現(xiàn)層、應(yīng)用服務(wù)層、應(yīng)用支撐層、核心數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)層。七個服務(wù)系統(tǒng)：人員定位系統(tǒng)，監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，供水施救系統(tǒng)，壓風自救系統(tǒng)，緊急避險系統(tǒng)，尾礦監(jiān)測系統(tǒng)。二十四個子系統(tǒng)：礦用4G無線移動通訊系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)運輸管理系統(tǒng)、RFID倉儲管理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)實時現(xiàn)場崗位管理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)礦區(qū)內(nèi)輔助運輸系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)采空區(qū)綜合監(jiān)測系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)供排水系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)地質(zhì)信息管理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)水文信息管理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)井下通風系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)供電系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)主運輸系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)綜合采集系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)煤與瓦斯突出預(yù)警系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)沖擊地壓預(yù)警系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)煤自燃發(fā)火預(yù)警系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)水害預(yù)警系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)煤炭需求和價格預(yù)測系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)煤炭交易風險控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、井下人員定位管理系統(tǒng)、語音報警系統(tǒng)、生產(chǎn)日報系統(tǒng)。7.2、系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計：總結(jié)為“五個一”架構(gòu)。一個架構(gòu)，一套服務(wù)，一個大數(shù)據(jù)云平臺，一套整體應(yīng)用，一套標準的接口。7.3、系統(tǒng)功能與模塊大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)針對煤礦全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)特點，為實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的高效、實時傳輸和集成、快速處理，消除信息孤島，統(tǒng)一建設(shè)了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和數(shù)據(jù)處理中心。網(wǎng)絡(luò)傳輸通道的建設(shè)。建設(shè)地面和井下部署光纖以太環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，同步建設(shè)有覆蓋廠區(qū)主要建筑的信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)，各網(wǎng)絡(luò)之間采用可靠的安全防護設(shè)備鏈接。網(wǎng)絡(luò)平臺提供萬兆交換、千兆主干、百兆接入的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，各個自動化子系統(tǒng)和監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)均通過環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻、語音三網(wǎng)合一，為數(shù)據(jù)傳遞提供快速、穩(wěn)定的傳輸通道。２）數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)。建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理中心，由虛擬化服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和配套的在線存儲、備份存儲設(shè)備組成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理資源池。通過虛擬化技術(shù)，合理劃分各數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所需資源，實現(xiàn)資源的高度整合利用，為數(shù)據(jù)處理提供高性能的處理平臺。7.3.1、礦用4G無線移動通訊系統(tǒng)井下巷道無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的超小型基站;

4G網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸系統(tǒng);

煤礦井下移動終端定位系統(tǒng)（集成人員和設(shè)備定位功能）;

對礦用基站，手機等井下設(shè)備進行安全防護處理;

綜合調(diào)度系統(tǒng)。7.3.2、大數(shù)據(jù)運輸管理系統(tǒng)：實時分析出當前和過去的位置、速度、行駛里程、安全駕駛等信息，起到車船防盜、考勤管理、遠程調(diào)度、危險管控的作用。實時定位：對車船的位置、行駛速度、油耗、耗電量、停留時間等信息進行實時監(jiān)控。電子圍欄：設(shè)定車船進入或離開某一區(qū)域后或者偏離航線以后會自動發(fā)出報警信息。行駛軌跡回放：行駛軌跡點可以在管理中心電子地圖上回放以重現(xiàn)車船的行駛過程。遠程監(jiān)控：車船安裝遠程可通話視頻監(jiān)控，實時監(jiān)管/錄像回放車船在行駛 過程中、出入庫有無違 規(guī)操作。緊急制動系統(tǒng)：在車船制動系統(tǒng)安裝遠程控制終端，如駕駛員或車船在行駛過程中發(fā)生意外，可遠程控 制車船停止行駛，及時處理危險，保護人員和財產(chǎn)安全。溫度監(jiān)控：煤炭為可燃性礦物，在運輸過程中需要實時監(jiān)控貨倉溫度，如果超過預(yù)警線，控制中心 會緊急預(yù)警，及時處理危險，減少人員和財產(chǎn)損失。遠程物流鎖：當車船出庫時，在車船貨倉出入口安裝遠程物流鎖，保障貨物安全，避免丟失、掉包等 情況發(fā)生。 7.3.3、RFID倉儲管理系統(tǒng)地磅實時監(jiān)管可視化及錄像可視化過磅系統(tǒng)稱重過程減少爭議，全程透明化，減少煤炭損失，降低人工監(jiān)督管理成本。 當煤炭車輛進入識別范圍內(nèi)，RFID讀寫器自動無接觸讀寫，自動導(dǎo)入出入庫信息到信息中心，終端實時查詢，監(jiān)控煤炭信息指導(dǎo)車輛停放相應(yīng)位置。7.3.4、大數(shù)據(jù)管控系統(tǒng) 基于大數(shù)據(jù)安全生產(chǎn)協(xié)同管理實施效果運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立信息集中管控、發(fā)布的大數(shù)據(jù)管控平臺。提高了整體工作效率和管理水平，發(fā)揮科技對降低成本、增加效益、促進企業(yè)健康發(fā)展的核心驅(qū)動作用。形成日產(chǎn)萬噸綜采工作面的安全高效生產(chǎn)格局。利用大數(shù)據(jù)手段對生產(chǎn)過程進行精細化管理，對安全生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)技術(shù)、安全管理等環(huán)節(jié)實現(xiàn)了全方位的信息管理。圍繞實時數(shù)據(jù)動態(tài)變化，建立生產(chǎn)專業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的共享與交換，形成大數(shù)據(jù)的集成和智能分析。達到整個系統(tǒng)高層決策、管理和生產(chǎn)過程無縫連接，數(shù)據(jù)管理從靜態(tài)到動態(tài)，業(yè)務(wù)管理從分散到統(tǒng)一，管理理念從應(yīng)對到預(yù)防的巨大轉(zhuǎn)變。7.3.5、大數(shù)據(jù)實時現(xiàn)場崗位管理系統(tǒng) 運用大數(shù)據(jù)對現(xiàn)場安全、生產(chǎn)、成本等方面進行多角度、全方位管理，形成本質(zhì)安全型過程管理。在人、機、環(huán)三要素的過程管理中實現(xiàn)人機互補、機環(huán)互補，將員工主觀失誤導(dǎo)致的傷害降至最低；對現(xiàn)場崗位管理各方面，實行關(guān)鍵節(jié)點、程序、流程、崗位、創(chuàng)新控制，使各要素圍繞全時空的現(xiàn)場崗位管理。從時間和空間的連續(xù)性，標準和流程的嚴密性等方面入手，以安全生產(chǎn)精細化管理為突破口，將國家有關(guān)安全生產(chǎn)法律法規(guī)、行業(yè)標準規(guī)范和檸條塔煤礦安全管理制度等落實到現(xiàn)場和崗位管理中。建立人員不安全行為信息化數(shù)據(jù)庫，收集人員血壓、體溫、酒精測試等體征數(shù)據(jù)，填報情緒、睡眠等身體狀態(tài)數(shù)據(jù)，并從人力資源管理系統(tǒng)采集持證情況、新入或調(diào)整崗位情況、休假時間等數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)按照既定的判定規(guī)則進行自動判定是否可入井和安全注意事項。引入安全生產(chǎn)隱患排查治理信息系統(tǒng)，規(guī)范隱患排查、治理等５個環(huán)節(jié)，形成事故隱患閉環(huán)管理。7.3.6、大數(shù)據(jù)礦區(qū)內(nèi)輔助運輸系統(tǒng) 運用精確定位技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析手段，對礦井輔助運輸車輛進行精確定位，按照各區(qū)域?qū)囕v的需求和路況信息，優(yōu)化調(diào)度車輛的運行路線，并通過無線通信系統(tǒng)將信息傳至車輛綜合信息顯示屏，實現(xiàn)輔助運輸車輛調(diào)度合理化、運行經(jīng)濟化。7.3.7、大數(shù)據(jù)采空區(qū)綜合監(jiān)測系統(tǒng) 運用光纖、光柵傳感器對煤礦采空區(qū)內(nèi)部溫度、氣體組分、水位進行監(jiān)測，消除人員檢測不連續(xù)性和數(shù)據(jù)誤差。隨時掌握采空區(qū)致災(zāi)因素變化趨勢，防止煤炭自燃，為采空區(qū)防滅火提供數(shù)據(jù)支持，使采后防滅火工作更加可靠有效。7.3.8、大數(shù)據(jù)供排水系統(tǒng) 采用ＰＬＣ設(shè)備對供、排水泵房設(shè)備進行集中控制。由超聲液位傳感器連續(xù)檢測水倉水位，根據(jù)水倉水位、管道水壓等因素，自動控制開停水泵及其閥門。在正常水位時，各臺水泵能自動輪換工作，最大涌水及突出涌水時，自動投入所需數(shù)量的水泵運行。系統(tǒng)具有自診斷功能，可顯示各水泵及閘閥工作狀況和故障。實現(xiàn)單點無人自控、系統(tǒng)分級管控、動態(tài)調(diào)節(jié)的自動化供、排水控制系統(tǒng)。7.3.9、大數(shù)據(jù)地質(zhì)信息管理系統(tǒng) 運用大數(shù)據(jù)手段和ＧＩＳ空間數(shù)據(jù)模型方法，以二維圖形技術(shù)為基礎(chǔ)，建立面向?qū)ο蟮囊惑w化實體數(shù)據(jù)模型和可擴展的二三維可視化引擎。。為礦井巷道設(shè)計提供計算機輔助制圖、計算機輔助決策、空間專業(yè)數(shù)據(jù)管理等方面的支持。實現(xiàn)礦井全巷道圖元“組件式”的輔助設(shè)計，在此基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)“插件式”的地測、通風、水文、機電、設(shè)計等專業(yè)應(yīng)用模塊，用以滿足各級管理人員靈活多樣的個性化定制需求。7.3.10、大數(shù)據(jù)水文信息管理系統(tǒng) 運用大數(shù)據(jù)實時采集井下水文觀測孔水壓、水溫、放水孔流量、水倉排水管道流量、排水明渠流量及礦井地面水文孔水位、水溫等數(shù)據(jù)，建立了實時性強、運行可靠、精度高、自動化程度高，能夠連續(xù)長期測量并自動進行數(shù)據(jù)分析、輔助決策的水文實時監(jiān)測系統(tǒng)。及時掌握全礦井涌水量、含水層水壓、水位等礦井所有水文信息，實時展現(xiàn)礦井涌水量等信息變化情況，為礦井水防治和安全生產(chǎn)等提供及時準確的基礎(chǔ)資料。7.3.11、大數(shù)據(jù)井下通風系統(tǒng) 運用大數(shù)據(jù)對礦井通風網(wǎng)絡(luò)實施全方位和全時空監(jiān)測，實時仿真出井下巷道中通風流場信息，提供風量平衡與風壓平衡方法，通風技術(shù)人員在日常工作中只需將測定和分配的風量、巷道的風阻輸入系統(tǒng)中，便可完成系統(tǒng)的現(xiàn)狀模擬，獲取了新增井巷的風阻值。利用基于靈敏度的風量異常值分析模型，對通風網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時解算，實現(xiàn)對礦井全風網(wǎng)風量異常值的在線實時分析，彌補了常規(guī)安全監(jiān)控系統(tǒng)在通風監(jiān)測方面的不足，提高礦井通風管理中對風量異常現(xiàn)象處理的準確性和及時性。解決了通風網(wǎng)絡(luò)解算在礦井通風管理中的瓶頸問題，彌補了阻力測定工作難以獲取全風網(wǎng)風阻的缺點。7.3.12、大數(shù)據(jù)供電系統(tǒng) 運用大數(shù)據(jù)采集井下變電所高壓開關(guān)、移動變電站、低壓開關(guān)（含照明綜保）等綜合保護器的數(shù)據(jù)，通過光纖環(huán)網(wǎng)將井下各變電所的“遙測、遙控、遙信、遙調(diào)、遙視”五遙信息傳至供電調(diào)度中心，實現(xiàn)供電調(diào)度中心對井下所有變電所的五遙和供電系統(tǒng)防越級跳閘功能，完成供電系統(tǒng)的自動化和信息化建設(shè)，同時將防越級跳閘閉鎖信號通過ＧＯＯＳＥ交換機傳至地面變電所相應(yīng)下井線路繼電保護裝置，建立基于ＧＯＯＳＥ的分布式供電區(qū)域保護機制，將故障鎖定在最小范圍內(nèi)，實現(xiàn)變電所無人值守，有人巡查，減人提效在生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行了大數(shù)據(jù)建設(shè)，實現(xiàn)“通風、水文、地質(zhì)、供排水、安全監(jiān)測監(jiān)控、防治水、輔助運輸、采空區(qū)自然發(fā)火光纖綜合監(jiān)測、水文監(jiān)測、微震監(jiān)測”等整個安全生產(chǎn)輔助保障業(yè)務(wù)的信息化管理，開展了多項信息化建設(shè)工作。將接入的各子系統(tǒng)信息通過標準的數(shù)據(jù)交換方式與安全生產(chǎn)控制平臺進行數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲、發(fā)布，并對各類信息進行綜合分析，獲得涉及安全生產(chǎn)各系統(tǒng)、環(huán)節(jié)及薄弱危險區(qū)域的各類致災(zāi)因素的動態(tài)數(shù)據(jù)和分布信息，實時分級、分類、統(tǒng)一進行信息發(fā)布，對災(zāi)害危險性進行預(yù)警報告，達到對礦井安全生產(chǎn)過程全面的監(jiān)控，為礦井安全生產(chǎn)及時高效管理提供有力的保障。7.3.13、大數(shù)據(jù)主運輸系統(tǒng) 主運輸系統(tǒng)大數(shù)據(jù)建設(shè)立足于高起點、高技術(shù)和高質(zhì)量，將ＰＬＣ控制系統(tǒng)和分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，實現(xiàn)以“地面控制為主，井下監(jiān)控為輔”的控制模式，建設(shè)地面集中控制、可視化和語音通話三位一體的自動化控制系統(tǒng)體系，實現(xiàn)帶式輸送機高效、穩(wěn)定、可靠地運行。運用大數(shù)據(jù)分析手段，實時采集各部帶式輸送機負荷變化信息，通過變頻調(diào)速，做到動態(tài)伺服控制，達到節(jié)能經(jīng)濟運行的效果，實現(xiàn)帶式輸送機在運輸小煤量時低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，從而降低輸送帶的無功功耗和降低輸送帶磨損；在運輸大煤量時高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)輸送帶最大運轉(zhuǎn)能力，從而提高輸送帶效率，降低輸送帶的無功功耗。7.3.14、大數(shù)據(jù)綜合采集系統(tǒng) 根據(jù)煤層賦存條件，檸條塔煤礦運用大數(shù)據(jù)合理布置開采方式，科學選擇綜采綜掘設(shè)備。采用先進的綜采設(shè)備，對設(shè)備配套除必需的技術(shù)要求外，按照信息化建設(shè)的要求，提出設(shè)備運行工況參數(shù)的就地顯示及遠程傳輸要求，強力推進設(shè)備升級，實現(xiàn)綜采工作面機電設(shè)備各種參數(shù)與狀態(tài)的數(shù)據(jù)收集、顯示及傳輸，故障的預(yù)測預(yù)報以及“三機”（采煤機、刮板輸送機和液壓支架）遠程同步自動協(xié)同控制，為綜采工作面機電設(shè)備大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)，提升綜采工作面系統(tǒng)生產(chǎn)能力、減少操作人員。7.3.15、大數(shù)據(jù)煤與瓦斯突出預(yù)警系統(tǒng) 研究表明，煤與瓦斯突出事故發(fā)生前，瓦斯涌出量、環(huán)境溫度等會發(fā)生變化，并伴有聲音、電磁輻射和紅外輻射等。因此，通過大數(shù)據(jù)研究，研究瓦斯涌出量（根據(jù)瓦斯?jié)舛?、風量、落煤量等計算）、環(huán)境溫度（監(jiān)測環(huán)境溫度、風速、地面進風溫度、設(shè)備開停等，排除風量、地面進風溫度、機電設(shè)備開停等影響）、微震、地音、電磁輻射、瓦斯含量、瓦斯壓力、采掘位置、賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造等與煤與瓦斯突出事故的關(guān)系，提出預(yù)警模型，進行煤與瓦斯突出預(yù)警。7.3.16、大數(shù)據(jù)沖擊地壓預(yù)警系統(tǒng) 研究表明，沖擊地壓事故發(fā)生前，礦山壓力等會發(fā)生變化，并伴有聲音、電磁輻射和紅外輻射等。因此，通過大數(shù)據(jù)研究，研究礦山壓力、微震、地音、電磁輻射、環(huán)境溫度（監(jiān)測環(huán)境溫度、風速、地面進風溫度、設(shè)備開停等，排除風量、地面進風溫度、機電設(shè)備開停等影響）、賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、采掘位置、采煤方法及工藝等與沖擊地壓事故的關(guān)系，提出預(yù)警模型，進行沖擊地壓預(yù)警。7.3.17、大數(shù)據(jù)煤自然發(fā)火預(yù)警系統(tǒng) 研究表明，煤自然發(fā)火，溫度、C2H4(乙烯)、C2H2(乙炔)等會發(fā)生變化。因此，通過大數(shù)據(jù)研究，研究溫度、濕度、氣味、C2H4、C2H2、鏈烷比、烯烷比、氧氣、煤種、煤自燃傾向性和發(fā)火期、工作面推進速度、采煤方法及工藝、通風方式等與煤自然發(fā)火的關(guān)系，提出預(yù)警模型，進行煤自然發(fā)火預(yù)警。7.3.18、大數(shù)據(jù)水害預(yù)警系統(tǒng)研究表明，水害事故發(fā)生前，涌水量等會發(fā)生變化。因此，通過大數(shù)據(jù)研究，研究涌水量（監(jiān)測流量、水倉水位、排水量等）、水壓、水位、水溫、水質(zhì)、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、聲音、水文地質(zhì)、氣象條件等與水害事故的關(guān)系，提出預(yù)警模型，進行水害預(yù)警。2.3基于大數(shù)據(jù)的煤礦重大關(guān)鍵設(shè)備故障診斷掘進機、采煤機、刮板輸送機、帶式輸送機、提升機、通風機、水泵、壓風機、移動變電站等大型設(shè)備故障，將影響煤炭正常生產(chǎn)，甚至引發(fā)瓦斯和水害等事故。因此，需研究基于大數(shù)據(jù)的煤礦重大關(guān)鍵設(shè)備故障診斷方法和系統(tǒng)，監(jiān)測設(shè)備振動、聲音、溫度、功率等，發(fā)現(xiàn)異常，聲光報警。7.3.19、大數(shù)據(jù)煤炭需求和價格預(yù)測系統(tǒng)煤炭長期儲存會自燃，煤炭短缺會影響發(fā)電、鋼鐵、建材和煤化工等產(chǎn)業(yè)，煤炭供求關(guān)系直接影響著市場價格等。因此，需要通過煤礦物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，監(jiān)控煤礦的煤炭產(chǎn)量、煤種、煤質(zhì)和庫存等，鐵路、船舶、公路等運輸和庫存等，發(fā)電廠等煤炭用戶煤炭庫存和用量等，進行煤炭價格與需求預(yù)測，實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)度，供需平衡。煤炭需求與GDP等密切相關(guān)。煤炭價格既取決于生產(chǎn)成本，也受供求關(guān)系影響。因此，通過大數(shù)據(jù)研究，研究GDP、GDP單位能耗、三產(chǎn)比例、進口出口、電力、鋼鐵、建材、化工、其他產(chǎn)業(yè)、氣溫等與煤炭需求關(guān)系，提出預(yù)測模型，進行煤炭需求預(yù)測。通過大數(shù)據(jù)研究，研究煤炭需求量、煤炭產(chǎn)能、庫存、運力、石油價格、天然氣價格等與煤炭價格關(guān)系，建立煤炭價格預(yù)測模型，進行煤炭價格預(yù)測。7.3.20、大數(shù)據(jù)煤炭交易風險控制系統(tǒng)依托在中國煤炭市場網(wǎng)煤炭大數(shù)據(jù)平臺海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，精心梳理全方位數(shù)據(jù)維度，以各個風險為支點，進行數(shù)據(jù)相關(guān)性包圍，以大數(shù)據(jù)的視角重新審視風險的精義，通過數(shù)據(jù)模型自動性拱衛(wèi)風控點，及時預(yù)警，提前指導(dǎo)。 比如：煤炭生產(chǎn)/供應(yīng)企業(yè)地理數(shù)據(jù)+庫存數(shù)據(jù)+區(qū)域/煤種價格數(shù)據(jù)——解決購買風險，煤炭各項質(zhì)量指標數(shù)據(jù)——解決煤炭質(zhì)量風險，下游耗煤企業(yè)及其詳細需求（比如鍋爐型號等）+各區(qū)域煤炭調(diào)入調(diào)出及參與貿(mào)易主體——解決銷售風險，工商、銀行、稅務(wù)數(shù)據(jù)——解決信用風險，財務(wù)數(shù)據(jù)、資金出借方數(shù)據(jù)、交易對手現(xiàn)金流——解決資金風險，運輸工具動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)+運輸成本相關(guān)核算數(shù)據(jù)+運輸主體資信數(shù)據(jù)——解決運輸風險，等等。7.3.21、井下人員定位管理系統(tǒng) 人員井下定位以當前成熟的射頻技術(shù)為基礎(chǔ)，將射頻卡鑲置礦工井下作業(yè)設(shè)備中（大多鑲置于安全帽中），通過沿巷道安裝讀卡器，實現(xiàn)對礦工身上的射頻卡進行讀取。讀卡器讀取到射頻卡信息后，通過通信網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進行分析處理后展現(xiàn)在監(jiān)控終端中。既能夠?qū)碌V工的分布情況、分布區(qū)域?qū)崟r監(jiān)測。又能夠?qū)氯藛T行進路線進行跟蹤記錄，生成歷史行進軌跡。還可以利用定位中心最新的位置信息發(fā)現(xiàn)出事故地點的人員數(shù)量、人員信息，然后利用各種搜救儀去尋找射頻卡信息，精準的確定遇險人員位置。7.3.22、視頻監(jiān)控系統(tǒng) 可使用PC、筆記本、手機、PDA等各種終端通過通信網(wǎng)絡(luò)對礦區(qū)、井下、運輸、出入庫等情況進行實時視頻監(jiān)控。通過調(diào)取歷史視頻信息，可以根據(jù)用戶需求對歷史某一時間段的視頻信息進行回放。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以遠程對攝像機的云臺進行控制，以調(diào)節(jié)攝像機焦距、監(jiān)控范圍等參數(shù)。7.3.23、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng) 實現(xiàn)對礦區(qū)煤炭經(jīng)營情況及其它、其他生產(chǎn)情況、本日管理人員請假情況、職工出勤情況、職工病假請假情況、未參加調(diào)度會人員統(tǒng)計表；各個重點工程的早班、中班和夜班的工作內(nèi)容。7.3.24、語音報警系統(tǒng) 將安全故障分為3個等級，分別為：一般告警、緊急告警、重大告警，每種告警方式都以短信、語音群呼、平臺紅色報警的形式實現(xiàn)。按照告警級別的不同，告警目標群體不同。 實時獲取平臺數(shù)據(jù)由各個預(yù)警系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)，超值數(shù)據(jù)按照級別，由語音服務(wù)器發(fā)往信息中心、目標手機等，方便指揮中心迅速做出判斷，及時解決危險，防患于未然。7.3.25、生產(chǎn)日報系統(tǒng) 主要是按照當天或歷史類別查詢庫存、產(chǎn)量、通過各種途徑的銷量、對生產(chǎn)系統(tǒng)影響、生產(chǎn)單位和入洗量統(tǒng)計的生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表等情況。生產(chǎn)日報查詢系統(tǒng)默認顯示當天的生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表，用戶也可以通過輸入查詢?nèi)掌诓僮?，查詢特定某一天的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表。7.4、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和硬件設(shè)備系統(tǒng)硬件設(shè)備：硬件設(shè)備采用物理機服務(wù)器本次設(shè)計的服務(wù)器具備以下特點：1、高性能的吞吐速率與處理速度2、大容量：服務(wù)器系統(tǒng)必須通訊處理，交換要求，滿足并發(fā)連接處理的批處理所要求占用的系統(tǒng)資源的要求。3、可靠性：數(shù)據(jù)存儲的安全，完整，高效至關(guān)重要，從硬件方面來考慮，則要求服務(wù)器系統(tǒng)必須具有很高的可靠性。4、擴展性：要求所選的服務(wù)器的伸縮性及升級能力強，具有強大的可升級能力，以適應(yīng)今后較長一段時間的業(yè)務(wù)處理。5、安全性：包括能夠自動長時間的連續(xù)運行要求，出現(xiàn)故障后自動恢復(fù)能力，內(nèi)存保護能力和對數(shù)據(jù)所提供的安全保護能力等。1.服務(wù)器設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)要求:(參考知名品牌)設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備參數(shù)數(shù)量通訊服務(wù)器曙光天闊-A420R-G2*6核，1.866KB，18M。標配CPU2個，最大6個，內(nèi)存8G，SAS2x300G，2TB*22文件服務(wù)器曙光天闊-A420R-G2*4核，1.866KB，18M。標配CPU2個，最大6個，內(nèi)存8G，SAS2x300G，2TB*22地理信息服務(wù)器曙光天闊-A420R-G2*6核，1.866KB，18M。標配CPU2個，最大6個，內(nèi)存8G，SAS2x300G，2TB*21數(shù)據(jù)庫服務(wù)器曙光天闊I840R2*4核標配2個CPU,最大CPU4個，DDR32*4G,SAS2X300G2TB*22網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器曙光天闊A420R-G2*6核，1.866KB，18M。標配CPU2個，最大6個，內(nèi)存8G，SAS2x300G，2TB*21系統(tǒng)網(wǎng)路設(shè)置：本系統(tǒng)支持VPN組網(wǎng)、基于TCP/IP協(xié)議的CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)、PSTN網(wǎng)絡(luò)、寬帶網(wǎng)、近距離的串行總線網(wǎng)絡(luò)等架構(gòu)，本次網(wǎng)絡(luò)設(shè)計擬優(yōu)先選用ADSLVPN專網(wǎng)模式。同時針對用戶端設(shè)備，系統(tǒng)可選用互熱備份的雙路由架構(gòu)，當主路由出現(xiàn)故障時，設(shè)備自動切換至備用路由進行數(shù)據(jù)傳輸。7.5、系統(tǒng)軟件設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)CentOS-6.5-x86_64開發(fā)語言jdk-7u79-linux-x64開發(fā)工具MyEclipse10Hadoop版本HDP-5.3.8-HadoopHadoop組件HDFS、Yarn、flume-ng、Hbase、Hive、spark-1.6、sparkStreaming-1.6、sparkSQL-1.6、Kafka-1.0后端技術(shù)架構(gòu)SOA、spring3、Struts2、hibernate3、JavaScript7.6、系統(tǒng)的安全和備份機制7.6.1物理環(huán)境安全設(shè)計部署 物理環(huán)境安全：包括設(shè)備布置安全、設(shè)備供電安全、電纜安全、設(shè)備維護安全、場所外設(shè)備安全、設(shè)備的處置及再利用安全。7.6.2網(wǎng)絡(luò)通信安全設(shè)計部署系統(tǒng)在設(shè)計過程中根據(jù)不同區(qū)域內(nèi)安全等級的不同采取了相應(yīng)的安全策略，采用安全隔離服務(wù)器，防火墻，路由器，前置機等措施隔離內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)流實現(xiàn)事前管理，并通過入侵檢測軟件，系統(tǒng)日志分析等實現(xiàn)事后