鑒于煤礦安防的自身特殊性和和復雜性，如果要保證煤礦安防系統(tǒng)有效運行實施，必須實現各個子系統(tǒng)之間聯動功能和互通性。由于煤礦的安防工程涵蓋了各種各樣的子系統(tǒng)，而只有對各種子系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理才能保證操作流程的效率。隨著煤礦行業(yè)安防水平的進一步提高，煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)如何在煤礦生產過程中得到高效的運用，在現階段受到各方的特別關注。

    由于安全生產監(jiān)管部門的要求，煤礦要取得開采許可證就必須安裝必要的安全生產監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括生產安全檢測報警系統(tǒng)、井下通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。客觀的說，近年來，煤礦行業(yè)的安防水平從硬件方面講已經在逐步提高，相應的產品種類和相關的技術指標已經達到國際標準，操作程序也比較完善成熟。但是各個子系統(tǒng)一般都是獨自成系統(tǒng)的，各子系統(tǒng)之間無法實現聯動功能，這樣，給現場的監(jiān)控、統(tǒng)一管理、事故的處理帶來不便，安防監(jiān)控系統(tǒng)不能完全發(fā)揮系統(tǒng)應有功能。將煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)建設成具有數字化、網絡化、智能化相結合的多業(yè)務數字監(jiān)控指揮調度系統(tǒng)，可以為各級安監(jiān)部門提供實時和直觀的井下人員工作狀態(tài)和設備運轉狀況，及時發(fā)現并制止糾正人員違規(guī)操作，發(fā)現并排除設備運轉故障，并輔予其它技術檢測手段，將有效減少責任事故的發(fā)生。

SOA架構的介紹
    SOA(service-oriented architecture)是面向服務的體系結構，是一類分布式系統(tǒng)的體系結構。這類系統(tǒng)是將異構平臺上應用程序的不同功能部件(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的接口和規(guī)范按松耦合方式整合在一起，即將多個現有的應用軟件通過網絡將其整合成一個新系統(tǒng)。

SOA遵循開放的標準，具有以下優(yōu)越性：
    ·架構部署靈活。通過SOA可隨時調整現有的基礎架構，可以在現有的硬件、數據庫和應用服務器上運行任何基于SOA的軟件。同時，SOA也具備了位置透明的特點，即能夠在網絡上的任意位置定位服務；

    ·服務可重用。SOA將標準應用分解為單個業(yè)務功能(即服務)，產生各種可重用的組件，支持多種不同的應用?？梢杂啥鄠€用戶(和服務)從多個位置和多個上下文中進行訪問。在新組合服務的構造過程中，服務可以作為構建塊，共享重用；

    ·松藕合。它定義的服務具有松藕合的屬性，松散藕合可保護SOA服務不受其與之交互系統(tǒng)和服務內更改的影響，能夠跨域和企業(yè)邊界發(fā)現和調用服務；

    ·支持業(yè)務邏輯的持續(xù)改進。面向服務的架構通過對組件的封裝，隱藏了服務內部組成，服務提供者可以在不改變服務調用方式的情況下，對服務所包含的業(yè)務邏輯進行修改或替換。

[nextpage]系統(tǒng)結構設計
    基于SOA架構煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由安全監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、井下通訊子系統(tǒng)、人員考勤子系統(tǒng)、人員定位子系統(tǒng)、應急救災通訊子系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等部分組成，其系統(tǒng)結構如上圖所示。

安全監(jiān)控子系統(tǒng)
    安全監(jiān)控子系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測和生產檢測兩方面。環(huán)境監(jiān)測主要用來檢測井下各種有害氣體、主巷道、作業(yè)面的工作環(huán)境，包括甲烷、一氧化碳濃度、風速、負壓、煙霧等。生產檢測主要用來監(jiān)控井上、井下主要生產環(huán)節(jié)的的各種生產參數和重要設備，如供電電壓、電流、功率、水泵、風門狀態(tài)、風窗狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主通風機開停等。

    安全監(jiān)控子系統(tǒng)的實時數據，通過開放的工業(yè)標準接口（如OPC 接口）轉換成統(tǒng)一的格式存儲在SOA中心服務器數據庫中。

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
    視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)主要用于井下車場、無人職守變電站、主排水泵房、地面工業(yè)區(qū)的要害部位、生產場地等進行實時圖像監(jiān)視。由于礦井生產環(huán)境的特殊性，井下使用的攝像機都要求具有防爆功能。目前井下視頻圖像的傳輸大多是采用單模光纖，這主要是因為前端與地面監(jiān)控中心距離太遠，一般可達幾千米到十幾千米。[nextpage]

    視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)的實時視頻數據和歷史視頻錄像，通過視頻代理服務轉換成標準的實時流RTSP(Real Time Streaming Protocol)格式，接入SOA中心平臺。

井下通訊子系統(tǒng)
    井下通訊子系統(tǒng)用于井下工作人員與地面生產調度人員之間的通訊。按照要求，在煤礦主副井井底車場、運輸調度室、變電所、上下山絞車房、水泵房、帶式輸送機集中控制硐室等主要機電設備硐室和采掘工作面設立通訊終端，實現與礦調度室等部門直接聯系。

    井下通訊子系統(tǒng)的語音對講信息，通過調度交換的網絡接口以標準G.711的音頻格式送給SOA中心平臺，進行中心存儲，供事后查詢。

其他業(yè)務子系統(tǒng)
    為了在事故發(fā)生后，提高地面救援人員的救援速度，最大限度減少事故損失，一些應用于事故救援的子系統(tǒng)也被引進，如井上考勤系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)、救災無線通訊系統(tǒng)等。[nextpage]

    現在有些地區(qū)和礦井已經安裝了井上考勤系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)。井上考勤系統(tǒng)主要用于統(tǒng)計下井人員數量，井下人員定位系統(tǒng)目前要是采用RFID技術，讀卡距離可達15米左右。通過采用人員定位系統(tǒng)，可對每個礦工的井下位置狀況、出入區(qū)域進行管理，同時，也能對固定資產進行管理。讀卡器在獲得信息后通過傳輸，將數據匯總到數據庫處理，這樣就可以非常清楚地了解到礦工的信息。如果有礦工進入到瓦斯集中區(qū)域，系統(tǒng)就會自動產生報警，而如果出現事故需要救援的話，通過該系統(tǒng)也能清楚地掌握援救位置。據了解，當前在有些地方，人員管理系統(tǒng)已經被要求強制安裝。

    井下救災無線通訊系統(tǒng)為礦山專用救護無線電通信設備，主要配備于礦山救護隊，在救災中實現井上指揮人員、井下指揮人員、救護隊長與隊員等四方的相互會話。也可用于井筒檢修、斜井人車、監(jiān)控監(jiān)測分站與傳感器之間的調試等。

系統(tǒng)聯動應用
    SOA中心服務器中的事件觸發(fā)器可以實時聚合來自分布式系統(tǒng)的信息，然后根據規(guī)則來發(fā)現可能原本不被注意的模式和趨勢，從而使用戶有能力建模、確認、預測及迅速響應看似無關的事件所帶來的機遇和威脅，實現跨業(yè)務事件聯動。

煤礦安防監(jiān)控各子系統(tǒng)之間的聯動設計如下：
    ·安全監(jiān)控系統(tǒng)的聯動：當安全監(jiān)控子系統(tǒng)檢測到井下某處瓦斯超標發(fā)出報警信號時，地面監(jiān)控指揮中心大屏上要立即彈出該處視頻監(jiān)控畫面，并在畫面上實時顯示環(huán)境監(jiān)測值，同時根據情況，系統(tǒng)自動聯動井下安全設備運行，如掘進面斷電、風機運行等；

    ·井下通信系統(tǒng)聯動需求：一旦發(fā)生報警事件，井下通信系統(tǒng)要能夠根據事先設定的預案，在相應區(qū)域或全局啟動緊急疏散預錄信息廣播；

    ·人員考勤定位系統(tǒng)：一旦發(fā)生緊急情況，指揮中心大屏上要顯示報警點附近人員情況、下井總人數等信息，以便為地面救援提供準確的數據；

    ·應急救災通信系統(tǒng)：一旦發(fā)生事故，地面調度人員可立即通過井上指揮機與礦山救護隊取得聯系。在救援過程中指導救護隊員的救援工作，提高救援效率，減少事故損失。

結論和展望
    采用基于SOA架構的平臺設計作為煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)建設的基礎，無論從近期還是從遠期來講，對煤礦的安防信息化建設都是有利的。

    SOA架構為煤礦安防信息化軟件建設提供了一整套的建設標準和系統(tǒng)模塊接口規(guī)范，能夠有效地避免在后期不斷地建設過程中出現重復投入和信息孤島。

    SOA架構提供了基于消息、任務和流程的驅動引擎，當煤礦安全管理流程變化的時候只需調整流程，無需再投入財力和人力進行軟件系統(tǒng)的重新編寫。后續(xù)的第三方的軟件只需按照平臺要求設計模式進行設計，無需關心流程、權限等基礎的設置，提供了快速開發(fā)和實施的途徑。

    通過一個統(tǒng)一的中心平臺來實現煤礦安防各子系統(tǒng)的聯動與融合，不僅能夠提高煤礦的安防水平，而且能夠節(jié)省人力、提高監(jiān)控效率和反應速度。(本文作者李偉強 張進現任職于浙江大華技術股份有限公司)