1、基于INTEMOR技術的煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)設計摘要針對大多數(shù)煤礦新建的監(jiān)測系統(tǒng)互不兼容的問題，本文提出了一種基于INTER技術的智能監(jiān)測系統(tǒng)體系構造，兼顧已有系統(tǒng)，并以此為根底設計開發(fā)了某煤礦智能通風平安監(jiān)控系統(tǒng)，最大限度的保護了用戶已有的投資。關鍵詞INTER；智能監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)集成；知識庫0引言某煤礦屬低瓦斯礦井，但部分有時會出現(xiàn)瓦斯涌出異常現(xiàn)象，煤塵具有爆炸性，而且礦井一直受到煤層自燃的嚴重威脅，通風平安問題非常重要。1目前存在的主要問題該煤礦采用的平安監(jiān)測系統(tǒng)主要有KJ95系統(tǒng)和束管監(jiān)測系統(tǒng)。KJ95系統(tǒng)是由天地科技股份公司常州自動化分公司開發(fā)的，主要用于對瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化

2、碳等環(huán)境參數(shù)實時采集、處理、存儲、顯示，并具有超限報警的功能。束管監(jiān)測系統(tǒng)主要功能是監(jiān)測井下的氣體成分和含量，是該煤礦用于早期預報煤炭自燃火災的一種主要方法。該煤礦的束管系統(tǒng)現(xiàn)有3臺氣體分析儀，束管系統(tǒng)抽取出來的氣體經(jīng)氣體分析儀分析后，其中一臺可將分析結果以文本文件的方式保存下來，另外2臺氣體分析儀得到的分析結果由操作員手工記錄，但如今的處理方式均為由操作員手工填寫表格并送到相關部門并存檔。這兩種監(jiān)測系統(tǒng)的建成，對進步煤礦平安程度起到了重要的作用，但是沒有從根本上改變煤礦平安的被動場面。因為，在現(xiàn)存的這兩類實時監(jiān)測系統(tǒng)中，時刻都有大量的數(shù)據(jù)和信息需檢查和處理，當緊急事件發(fā)生或是需要對歷史數(shù)據(jù)和

3、信息進展分析時，海量的數(shù)據(jù)往往使操作人員難以適從；此外，假如某些設備的零件出了缺點，也很難迅速進展檢查、判斷、并排除故障。綜上所述，該煤礦如今存在如下主要問題：1多系統(tǒng)并存但互不兼容，缺乏有效的集成；2對井下實際情況的判斷仍然依賴于個人經(jīng)歷，缺乏科學的判斷根據(jù)；3仍然是通過對單一參數(shù)的判斷實現(xiàn)超限報警，有時并不是真實情況的反映；4緊急事件發(fā)生時，缺乏有效的專家指導。2系統(tǒng)設計目的針對該煤礦存在的問題，我們確定所開發(fā)系統(tǒng)的目的如下：1建立該煤礦的火災預警專家知識庫；2將該煤礦現(xiàn)有的KJ95系統(tǒng)和束管系統(tǒng)集成，采集瓦斯、風速、負壓等相關數(shù)據(jù)；3建立超媒體實時顯示系統(tǒng)，顯示并結合專家經(jīng)歷對采集到的數(shù)

4、據(jù)進展綜合判斷，真正實現(xiàn)火災預警，并給出專家處理建議。通過考察國內(nèi)外市場上的智能監(jiān)控與報警系統(tǒng)后，本課題決定采用具有智能監(jiān)測監(jiān)控功能的軟件平臺INTER，它幾乎是國際最新研究開發(fā)潮流的代表。選用INTER作為平臺后，當開展對該煤礦的智能通風系統(tǒng)進展二次開發(fā)時，它只要從已有的DS通訊網(wǎng)絡獲得數(shù)據(jù)，便可進展高一層次的綜合和處理，而不改變使用人員已經(jīng)熟悉的操作程序和規(guī)那么。即只是從高層次進展監(jiān)視和預報，因此可到達更好的控制與管理的綜合效果。3通風平安監(jiān)測系統(tǒng)組成系統(tǒng)構造主要由兩大部分組成：1將分散在該煤礦的各種監(jiān)測系統(tǒng)如KJ95、束管監(jiān)測系統(tǒng)等中的與通風平安有關的有效數(shù)據(jù)進展綜合分析、抽取的數(shù)據(jù)挖掘

5、系統(tǒng)；2INTER智能監(jiān)測系統(tǒng)。這兩個子系統(tǒng)嚴密結合構成了該煤礦智能通風平安監(jiān)測INTER系統(tǒng)的總體，如下圖：圖1現(xiàn)有系統(tǒng)與INTER系統(tǒng)集成方案4數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)設計INTER系統(tǒng)是一種具有開放體系的智能專家系統(tǒng)開發(fā)工具，既可根據(jù)用戶特殊的需求，獨立開發(fā)解決詳細問題的軟件，然后嵌入到INTER系統(tǒng)中，成為INTER系統(tǒng)的一部分。也可以將其它系統(tǒng)通過級聯(lián)的方法集成進INTER系統(tǒng)。4.1INTER智能監(jiān)測系統(tǒng)與KJ95系統(tǒng)和束管系統(tǒng)的集成在設計數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)時，為了兼顧兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，又不影響這兩套系統(tǒng)的正常運行，經(jīng)與KJ95系統(tǒng)的開發(fā)商協(xié)商，采用如下方法：開發(fā)商將KJ95數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為文本文件，實時

6、更新，我們從該文本文件中按一定規(guī)那么提取有關瓦斯、一氧化碳等相關氣體的數(shù)據(jù)；因進展束管系統(tǒng)氣體檢測的部門所用微機能上網(wǎng)，因此我們?yōu)槠湓O計一登錄錄入網(wǎng)頁，按氣體分析人員習慣的表格方式提供錄入頁面，分析結果錄入提交后傳至INTER效勞器上，并將結果添加到共享數(shù)據(jù)庫。這樣，共享的數(shù)據(jù)庫中便集成了兩個系統(tǒng)中需要監(jiān)測的氣體數(shù)據(jù)。INTER驅(qū)動器和數(shù)據(jù)處理器的主要功能是完成實時數(shù)據(jù)的搜集以及數(shù)據(jù)的預處理，并將數(shù)據(jù)傳送到INTER效勞器供INTER數(shù)據(jù)庫使用。INTER數(shù)據(jù)庫可以采用任何形式的商品化的多用戶數(shù)據(jù)庫。如rale、SQLServer等。INTER效勞器是連接INTER各個子系統(tǒng)模塊之間的紐帶。I

7、NTER智能監(jiān)測系統(tǒng)通過INTER效勞器利用計算機通訊網(wǎng)構成一個整體。在“該煤礦通風平安系統(tǒng)開發(fā)中，因為原來的KJ95系統(tǒng)仍然要正常運行，因此我們必須將共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)讀到另一臺機器上也就是INTER系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫效勞器。我們采用的方法是：利用AD技術，通過配置途徑將KJ95文本文件和INTER數(shù)據(jù)庫效勞器連接起來，按設定的采集間隔將數(shù)據(jù)讀到INTER數(shù)據(jù)庫效勞器中，并保存到SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫中。從而實現(xiàn)將INTER數(shù)據(jù)庫效勞器與數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的共享庫、以及通過共享庫與該煤礦原有的DS系統(tǒng)進展了無縫連接，形成了一個完好的智能監(jiān)測系統(tǒng)。4.2INTER智能監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)4.2.1知識

8、庫系統(tǒng)的開發(fā)知識獲取和INTER系統(tǒng)專家知識庫的建立是INTER系統(tǒng)成功應用的關鍵。知識庫是專家系統(tǒng)的核心，它的開發(fā)是和詳細的應用領域嚴密相關的。多年來，專家系統(tǒng)不能成功應用到消費理論中，其重要的原因就是知識庫開發(fā)人員對詳細的工藝過程不熟悉。因此，我們在開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)前非常注意專家知識的獲齲重點搜集反映消費狀態(tài)異常的專家知識、預報和處理事故的專家知識。搜集到專家知識后，填寫專家知識獲取表格，確定事故發(fā)生的條件、事故病癥以及事故導致的后果，進一步確定事故的起因和處理事故應采取的方法及手段。我們采用INTER系統(tǒng)內(nèi)嵌的專家系統(tǒng)開發(fā)工具(KBBuilder)，進展INTER知識庫的創(chuàng)立。在知識庫的創(chuàng)立

9、過程中，我們對各個工區(qū)分別獨立進展了專家?guī)斓拈_發(fā)，然后將這些獨立的知識庫根據(jù)管理體系進展整合，這樣做的目的是考慮到INTER智能檢測系統(tǒng)投入正常運行后，它將該單位不同的檢測系統(tǒng)集成在一起，形成一個統(tǒng)一的檢測預報體系，專家?guī)斓南鄬Κ毩⒂欣谶M步INTER驅(qū)動器(Driver)和數(shù)據(jù)處理器DDP的處理速度，同時方便以后的擴展。另外，在編寫知識庫源程序文件時，我們力求標準化，在編寫知識規(guī)那么時，充分組織好私有知識，盡量減少規(guī)那么的數(shù)量，對于規(guī)那么的用處及變量的含義，盡可能做到見名知意。4.2.2INTER超媒體演播和顯示系統(tǒng)(Vie)的開發(fā)在INTER系統(tǒng)運行環(huán)境下，實時數(shù)據(jù)、信息和知識通過數(shù)據(jù)庫、

10、知識庫和超媒體在線操作手冊連接在一起。INTER超媒體顯示系統(tǒng)是一個展示和解釋這些數(shù)據(jù)、信息和知識的強有力的工具。它可以顯示在線實時數(shù)據(jù)并用這些數(shù)據(jù)作圖，而且可以讀取和顯示HTL超文本格式語言和XL文件。INTER超媒體顯示系統(tǒng)Vie還可用于超媒體在線操作手冊。在設計過程中，我們采用級聯(lián)技術組織信息的顯示。該模塊的設計思想是，在礦級總圖上級聯(lián)消費工區(qū)分圖，在消費工區(qū)分圖上級聯(lián)工藝圖。礦級總圖側重全礦概況及宏觀消費信息的發(fā)布，工區(qū)分圖側重工區(qū)消費流程及其信息的發(fā)布，工藝圖的設計力求詳細，對本工序各種關鍵工藝參數(shù)都能進展專家級的監(jiān)控。5操作系統(tǒng)及軟硬件的選擇5.1操作系統(tǒng)INTER運行在微軟公司的

11、inds平臺上，它采用客戶效勞器構造。INTERServer及INTERebVieServer安裝在inds的效勞器平臺上，其他客戶端軟件INTERVie,INTERDriver(DDP),INTERebVie可安裝在任何inds平臺上。5.2硬件INTER系統(tǒng)數(shù)據(jù)效勞器程序Server要處理大量的實時數(shù)據(jù)，建議系統(tǒng)的運行環(huán)境為：1PU為PentiuIII800hz或以上；2256內(nèi)存；320G以上硬盤。5.3軟件因為我們在設計共享數(shù)據(jù)庫時采用了SQLServer2000數(shù)據(jù)庫，因此還應在運行的機器上安裝irsftSQLServer2000。5.4網(wǎng)絡INTER系統(tǒng)是基于因特網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部的局域

12、網(wǎng)的實時監(jiān)控和事故預報系統(tǒng)，它提供兩種實時監(jiān)控工具，INTERVie和INTERebVie，其中INTERVie基于高速的企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡環(huán)境，支持企業(yè)內(nèi)部的實時數(shù)據(jù)監(jiān)視；而INTERebVie那么基于因特網(wǎng)，支持遠程數(shù)據(jù)監(jiān)視。該系統(tǒng)有效的兼容了用戶已有系統(tǒng)，實現(xiàn)INTER與束管監(jiān)測系統(tǒng)、平安監(jiān)測系統(tǒng)的結合及數(shù)據(jù)共享包括溫度、一氧化碳、瓦斯、風速等多種參數(shù)的檢測，進步預測效率及程度；建立了瓦斯、自燃火災事故預防的專家知識庫和專家系統(tǒng)，實現(xiàn)對瓦斯、自燃火災的早期預報及事故的指導處理，對礦井通風系統(tǒng)的平安監(jiān)測與隱患分析都起到了非常積極的作用。參考文獻1饒明等.因特摩實時在線智能監(jiān)控和管理系統(tǒng).中國-加拿大智能控制工程結合研究中心,2022.2郭晶等