将未知转化为可知,将不可控变为可控

发稿时间:2011-12-07浏览次数:77

    11月23日,我国首个“感知矿山”物联网体系构架徐州矿务集团“夹河煤矿物联网示范一期工程”,通过国家安全生产监督管理总局的鉴定、验收。这意味着,在煤矿安全生产领域,物联网技术真正实现了从实验室到井下生产应用的跨越。

  在徐州矿务集团夹河煤矿调度室,中国矿业大学物联网(感知矿山)中心华钢教授打开感知矿山物联网GIS4.0系统,为本报记者展示了它的井下人员定位、网络诊断、主副井提升检测、通风机房监控、-600泵房监控等11个感知控制系统。工作人员孟磊告诉记者,通过感知矿山物联网,在任何一个地方都可以随时知道矿井下每个人所处的环境、每台设备的运行状况,只要拖动鼠标就可以看到。“16点16分53秒,综采二队孙茂民在井下负600米,矿灯灯压3.19,瓦斯浓度0,温度23.7℃,加速度6,一切正常。”记者从监控系统获悉。

  工作人员刘鹏告诉本报记者,系统通过模拟画面,把井下设备的工作情景传输到电脑显示器上,不仅给工作人员装上了千里眼,而且让他们不用下井就能实现设备操控。

  中国矿业大学物联网(感知矿山)中心常务副主任丁恩杰教授告诉中国能源报记者,他们现在仅仅在示范工程内安装了72个节点,最终要安装200多个节点,感知不仅仅为矿山安眼睛、耳朵,更重要的是安脑子,这就是智慧处理,形成智慧矿山,这是物联网技术在煤矿应用的终极意义。

  

  安全生产全覆盖

  谈及“感知矿山物联网”如何确保安全生产,在接受本报记者采访时,丁恩杰对记者说:“确保不敢说,我们只能说改善和提高。”

  丁恩杰表示,煤矿安全事故频发有人的因素,有设备的因素,也有环境的因素。实际上人的因素也是一个不可控因素,比如说违规操作如设备未检查即开工,不允许去的地方他去了,不该他做的事情他做了等这些都是不可控因素。在设备生产过程中,由于人为的因素,对某一环节没有把握住,这个设备就不可能合格,但是它也得到了出厂合格证书,而购买者又不可能一台台设备都去检测,这样也会带来灾害的隐患。还有环境,比如说,矿震、煤与瓦斯突出问题,实际上矿震跟地震都是地应力的增加,只不过地震是板块之间应力的增加。在井下挖了一个巷道,它有一个地应力的宣泄口,而地应力在某个地方积聚,就可能造成某些关键层的断裂,造成煤与瓦斯突出,这些东西实际上跟预测地震一样,无法做到从根本上解决,所以要做到“确保”还有很多的技术难点要去突破。

  矿山物联网应用的核心问题主要就是矿山安全问题。“感知矿山物联网”它有 “三个感知核心”,即:感知矿山灾害风险,实现对各种灾害事故的预警、预报;感知矿工周围安全环境,实现主动式安全生产保障;感知矿山设备工作健康状况,实现设备的预知维修和智能控制。

  围绕“三个感知”核心,物联网(感知矿山)中心建立了一系列检测监控系统,其中包括井下工作面、提升系统、通风系统、压风系统等煤矿主要生产与辅助系统的检测、排水系统的检测与控制,井下无线网络的覆盖、人员定位系统、机车管理系统、3DVR与GIS系统等。三个“感知核心”覆盖了工作人员、机器设备和工作环境三个方面。

  

  技术提升功能全

  与人员定位系统和安全监控系统相比,感知矿山物联网系统有哪些优势?

  丁恩杰表示,人员定位系统只是一个子系统,从目前对人员定位系统的界定来说,称其为人员管理系统更为合适。因为,现在使用的定位系统,它的很多应用还没有体现,更多的只是类似于一种考勤系统,只是一种区域性管理,一种对人员管理的系统。比如在那个区域矿工是否上、下井了。

  安全检测系统也是一个功能相对单一的系统,它只是对井下煤矿生产环境的一个检测,如对瓦斯、氧气、一氧化碳、二氧化碳还有其它有害气体的检测,这种检测是为了保证矿山安全的持续进行。人在井下存在危险的时候肯定不能生产,所以需要检测环境是否安全,井下通风系统,把风压到井下,新鲜风流把有害气体带走,这样通过一个持续供气系统的循环,来保证井下空气适合人的生产活动。

  但这些都是单一功能的,不能形成一个真正的工作平台,即它的综合性不够。十年前,丁恩杰团队开始研究矿山自动化,把各个子系统联合起来,形成一个集成化的系统,这个系统目前已经人所共知。如果一个矿井还没有这个系统,就不可以称为自动化矿井。

  丁恩杰说,在煤矿安全生产实践中,我们发现煤矿综合自动化系统实施过程中还存在6大问题,感知手段传统单一、缺乏感知网络,重硬集成、轻软集成,缺乏应用层面的信息融合,多学科交叉不够及缺乏标准建设。如何用物联网技术去解决这些问题,他们提炼出感知矿山物联网所需的关键技术。

  感知矿山物联网在综合自动化的基础上,又进一步。丁恩杰认为,感知矿山物联网实际上是,基于综合自动化系统,在综合自动化系统基础上的一个提升,而且是现阶段信息化技术发展的一个表现形式。

  

  全面推广需破题

  众所周知,在我国物联网的推广应用还有一定难度。感知矿山物联网的推广是否也会面临同样的问题?在回答记者提问时,丁恩杰表示,之所以难,有两个原因:

  认识问题是主因。比如说,研究中心刚成立的时候,物联网是一个概念,真正实施还不能获得众人认可。现在很多人对物联网的认识,特别是企业一些做实际工作的领导,还不认可。

  还有一个原因是物联网的技术成熟度问题。比如,一个新技术的应用,增加了成本,新技术的效果也不是立竿见影,带来的价值不明显。这样的情况下,很多人会认为投入与产出不匹配。

  每一项新技术的应用都会增加企业的成本,但是应该看成本带来的价值是什么。比如,“感知矿山物联网”真正实现三个感知,把矿山从未知变成可知,从不可控变成可控,真正能达到安全生产,那么它所带来的价值实际上是不能用金钱来衡量的。

  丁恩杰表示,他们将不断完善、优化自身产品,让生产的产品用起来方便,能解决实际问题。如智能终端智能信息矿灯,这个矿灯改变了传统矿灯只能用于照明的模式,将无线个人信息终端与矿灯相结合,实现了对人员的定位管理,对矿工周围环境的感知,还能实现与地面的双向信息传送,矿井发生情况能在第一时间通知到矿工,极大地提高了矿工的自救能力。国家煤矿安全监察局局长赵铁锤在视察中国矿业大学物联网中心时,手拿矿灯样机高兴地说:“我们的工作,一个是抓防灾,希望不发生灾害;另一个是抓救灾,万一发生灾害如何尽一切可能进行救援。但这中间缺一个环节,就是发生灾害时如何通知到井下人员,这个产品弥补了缺失的环节,要尽快产品化。”

  夹河煤矿相关负责人告诉本报记者,感知矿山物联网示范工程一期项目启用带来了巨大的经济效益,实现了自动控制,减人提效。以井下负600米泵房为例,实现了远程无人集中控制后,减少了水泵司机、值班电工2人。一期工程的实施,可减少人数20人至30人,节省成本约150万。优化电网运行,提高效率。据测算,物联网一期工程的实施通过调整设备合理的运行时间,达到电网避峰填谷效果,提高电网运行质量,达到节能减排的要求,提高了经济效益。每年可节约电量300万千瓦时,直接节约成本约300万元。促进科学管理,提高效益。据测算,物联网一期工程的实施可使夹河煤矿间接提高年产量10万吨,按照500元/吨价格计算,将为夹河煤矿创造5000万的年产值增量。

  

                                                                           《中国能源报》

                                                                            2011/12/7