便携仪自动发放管理平台的开发及应用

赵序峰

山东丰源远航煤业有限公司北徐楼煤矿通防科 山东省滕州市 277518

摘要：能源是国家社会经济可持续发展的基础和支撑，经济的发展往往与能源需求的上升呈正相关关系。煤炭是我国的主要能源，煤炭资源的开发对我国经济建设和社会发展起到了重要的支撑作用。在中国能源战略的中长期发展规划中，未来10年内煤炭仍然将占据我国一次能源总量的50%以上。在以推进供给侧结构性改革为中心任务的能源革命进程中，建设智能化、信息化、系统化、智慧化矿山势在必行，煤炭在我国经济发展中的战略地位依旧不可动摇。

关键词：管理平台：开发：便携仪：自动

当前，我国煤矿企业普遍使用了比较先进的安全监控系统和信息管理系统，煤矿安全生产信息化程度也越来越高。然而，在煤矿企业为了确保安全生产而全力建设矿井安全监测监控系统的同时，通常都忽略了对安全仪表等设备的管理工作，对日常使用的各种煤矿便携式安全仪表的收发与管理，几乎还都停留在落后的手工操作方式上，工作效率低，严重影响了煤矿企业的现代化水平，对煤炭生产也带来一定的安全隐患。

1.项目立项依据

北徐楼煤矿便携仪的发放管理主要是人工操作，发放台帐全部是手工记录，存在着工作量大、容易出错、不便查找、浪费时间等问题，这些都给仪器管理工作带来不便；仪器仪表在使用过程中会存在损坏，无故障提示，不能保证下井仪器均为合格仪器，会存在井下使用的仪器无法准确测量；仪器的使用混乱、工人上井不及时归还等问题，导致仪器丢失，无处查询或查询纸质台账比较繁琐，耗时；无法做到精准发放，回收。另外落后的管理方式与现代化矿井的先进装备存在着巨大的差距。

基于此，研究便携仪智能发放管理系统是解决上述问题的有效途径，同时便携仪智能发放管理系统的发展符合煤矿智能化发展方向，运用便携仪智能发放管理系统的精准发放、故障检测、回收数据。便携仪智能发放管理系统能有效替代仪器发放室人员的工作，有助于仪器的发放的准确和仪器数据的精准，达到减员增效，降低矿井安全隐患，具有广阔的应用前景。现已具备仪器发放一定经验及已明确使用中亟需解决的技术难题，通过充分学习利用当前相关科学技术知识，为便携仪智能发放管理系统技术研究工作打下了坚实的基础。

1.2项目立项意义及必要性

建立完善且高效的瓦斯监测系统不仅是国家矿山安全监察局对煤矿企业的硬性要求，也是煤矿企业确保安全生产的关键，而便携式仪是用于监测井下甲烷浓度的必备仪表，对煤矿事故的预警具有重要作用。国家矿山安全监察局颁布的《煤矿安全规程》中要求：全国所有煤矿企业必须给每个井下的工作人员提供功能正常且电量足够的便携式仪。近年来，煤矿企业都建立了较为先进的安全监控系统和信息管理系统，煤矿生产过程的信息化程度也越来越高。但是，煤矿企业在全力建设矿井安全监测系统的同时，对于日常使用的便携式安全仪表相关工作的技术革新却鲜有突破，尤其是在使用数量最大的便携仪的收发和管理问题上，目前工作效率仍然较低，在一定程度上制约了企业的发展。因此，开发一种高效的便携式仪自动收发系统，实现仪表的随时自动发放与回收以及规范管理，对于煤矿安全生产有着极其重要的意义。设计并研发一种便携仪智能发放管理系统，采用无线传输特性。根据煤矿现场的应用环境，利用发放终端将人员借出和归还以及仪器标校数据上传至客户端软件；客户端负责对数据的整理、分析，得出仪器的使用数量及状态。突破发放系统与仪器仪表的通信控制难题，利用通信控制实现对仪器仪表借出和归还数据的采集;发放系统极大提高劳动效率，降低工人劳动强度，保障煤矿仪器仪表发放和回收准确可靠，仪器使用正常，为煤矿安全生产提供技术支撑。

（1）实时统计各个单位携带便携仪的下井人数、下井时间，建立数据库，便于掌握井下人员信息；

（2）实时统计换班2小时以后没有上井的携带便携仪的矿工信息，并进行未上交仪器告警提示，预防下井矿工滞留井下产生人身意外；

（3）科学监视每个便携仪使用情况，对传感元件进行故障监测，确保下井仪器做到精准测量；根据便携仪下井工作时间及充电时间，科学预测便携仪电池的使用寿命，杜绝便携仪下井时因电池使用时间不够而发生故障，提高便携仪使用寿命；

2技术现状

2.1项目国内外技术现状及发展趋势

我国煤矿便携式仪器的管理等方面均有了长足的发展，煤矿井下使用的便携式仪器仪表，目前采用手工发放管理，工作量大，效率低，借出归还记录易出错。煤矿仪器仪表的发放经放经历了：人工发放、卡片式发放、柜体式刷卡发放，柜体式人脸识别系统发放。在新的发放管理技术的研究开发和推广应用方面均取得了长足的进步。综合起来，我国煤矿的仪器仪表发放管理技术发展大体分以下几个阶段：

第一阶段均是采用人工发放。但人工发放是手动记录台账、易出错；查询记录不便，其效率低下，满足不了仪器仪表的发展，几乎处于被淘汰的地位。

第二阶段采用半自动发放。在仪器仪表上贴上电子标签，使用简易的软件系统，达到员工刷卡、发放人员刷卡发仪器；归还仪器时需要人工刷仪器归还。但仪器电子标签容易掉落，维修时容易弄混，导致仪器登记查询容易混乱；赶上上井人员多时，容易导致发放、归还错误。

第三阶段采用柜体式和人脸识别系统发放，达到全新智能化管理，便携仪智能发放管理系统实现便携式仪器自动充电、发放、回收、信息记录等管理功能，实现真正意义上的无人化、智能化管理；实现对仪器故障自检功能（催化元件、电池性能在线监测等功能）,故障仪器无法领取和归还，保证下井仪器均为合格仪器；终端有故障仪器时，可报警提示管理员。采用人脸识别系统，免去繁琐的卡片管理模式，避免人员冒领、不领。归还设备时，无需其他操作，直接将仪器插入孔位，实现自动归还。支持所有终端同时申请/归还仪器。

3目标及研究内容

3.1项目总体目标

本项目利用红外光电检测、无线传输技术、CPU控制、客户端软件等手段，建设形成适用于煤矿便携式仪器仪表发放、充电、故障检测、归还、信息记录、记录查询等功能的智能化系统。实现全矿仪器无人发放管理，为建设智慧化矿山提供坚实的基础，有效地减少工作人员，达到减员增效的目标。实现矿井便携式仪器仪表的智能化管理。

3.2项目考虑的主要因素

便携仪自动收发系统的最终目的是取代落后的仪表收发方式，因此需要结合煤矿企业的实际生产需求，在对系统的设计过程中需要考虑的因素有：

（1）系统运行稳定

煤矿企业的工作人员以分班倒的方式下矿井开采煤炭，意味着一班工作人员完成工作归还便携式仪后紧接着就有另一班工作人员领用仪表下矿工作，因此在不出现特殊事件的前提下，该系统除了仪表收发装置之外的部分都不能停止工作，需要一年 365天不间断地运行，而仪表收发装置只会在员工领用仪表和归还仪表时才会工作。

（2）数据保存合理完整

为了提高煤矿企业生产过程信息化的程度，工作人员身份信息、仪表信息、仪表收发记录等数据都需要记录在服务器的数据库中，这样一来就需要服务器中的数据必须被完整地存储，以免造成数据残缺或丢失，进而影响到便携仪的发放和回收，为煤矿企业的生产带来安全隐患。

（3）便携仪发放速度要快

煤矿企业开采煤炭的流程要求工作人员在下井工作之前领取便携仪，井下工作完成后归还便携仪，而一个班的工作人员都是集中在同一时间领用仪表下井工作，因此大量的便携仪需要在短时间内迅速发放给每个工作人员，从而避免造成工作人员在领用仪表时出现排队等待的情况，这就要求该系统执行机构反应迅速，能够在识别工作人员成功后快速发放仪表。

参考文献：

[1]朱宇婷. 便携测定仪有了自动"售货机"[J]. 当代矿工, 2020(9):1.

[2]蔡崇. 便携仪器信息管理系统在神东矿区的应用[J]. 煤炭工程, 2016(S1):3.