[發(fā)明專利]基于智慧礦山管控平臺的智慧礦山管理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910606999.7
• 申請日: 2019-07-06
• 公開（公告）號: CN110262355B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳勁松;徐輝;王凱;趙高升;闞磊;周圓
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古智能煤炭有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 鄭州意創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41138
• 代理人: 韓曉莉

1. 一種基于智慧礦山管控平臺的智慧礦山管理系統(tǒng)，包括智慧礦山管理平臺，其特征在于：所述的智慧礦山管理平臺是由基礎(chǔ)層、平臺層、安保層、指揮層、經(jīng)營層以及執(zhí)行層通過工業(yè)網(wǎng)連接組成的，基礎(chǔ)層包括中心機(jī)房設(shè)備，所述的安保層包括本質(zhì)安全保障系統(tǒng)、應(yīng)急演練與救援系統(tǒng)、災(zāi)害預(yù)警與防治系統(tǒng)以及隱患排查與閉環(huán)管理模塊，所述的指揮層包括智能調(diào)度中心、安全決策分析模塊、生產(chǎn)決策分析模塊以及經(jīng)營決策分析模塊，所述的經(jīng)營層包括互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程辦公系統(tǒng)、中央管理平臺、煤質(zhì)產(chǎn)銷管理系統(tǒng)、智能無人銷售系統(tǒng)、一通三防管理系統(tǒng)、生產(chǎn)技術(shù)管理系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)以及機(jī)電管理系統(tǒng)，所述的執(zhí)行層包括壓風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、主運皮帶監(jiān)控模塊、生活污水處理系統(tǒng)、主通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控模塊、礦井供電監(jiān)控模塊、洗選系統(tǒng)、架空人車監(jiān)控系統(tǒng)、鍋爐熱力系統(tǒng)監(jiān)控模塊、裝車系統(tǒng)監(jiān)控模塊、生產(chǎn)消防供水系統(tǒng)、注氮系統(tǒng)監(jiān)控模塊、灌漿系統(tǒng)監(jiān)控模塊、掘進(jìn)工作面自動化監(jiān)控模塊、綜采工作面自動化監(jiān)控模塊以及主排水自動化監(jiān)控模塊；所述的中心機(jī)房設(shè)備通過綜合自動化控制模塊與中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器、操作員站點模塊、工程師站點模塊、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)模塊、后勤站點模塊以及三方會診模塊相連接，中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器與中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連接，中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)設(shè)置有綜合自動化軟件，中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過綜合自動化軟件與故障排查設(shè)備相連接，故障排查設(shè)備安裝在井下各子系統(tǒng)和地面各子系統(tǒng)的待檢測點位置上；所述的中央管理平臺與貨物領(lǐng)取管理模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊、貨物標(biāo)簽管理模塊、標(biāo)簽掃描管理模塊、車間終端裝置管理模塊、入庫管理模塊、出庫管理模塊以及物流跟蹤管理模塊相連接，中央管理平臺是由中央處理器和中央聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)組成的，貨物領(lǐng)取管理模塊是由貨物領(lǐng)用申請請求終端手持機(jī)組成的，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊是由貨物基礎(chǔ)信息錄入終端手持機(jī)組成的，貨物標(biāo)簽管理模塊是由RIFD電子標(biāo)簽組成的，標(biāo)簽掃描管理模塊是由手持無線射頻識別設(shè)備組成的，車間終端裝置管理模塊是由智能無線AGV小車組成的，物流跟蹤管理模塊是由帶有GPS定位裝置的運送車輛組成；所述的智能調(diào)度中心與聲光顯示控制模塊、人車定位模塊、聲光報警控制模塊、跑車智能控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及門禁道閘控制模塊相連接，聲光顯示控制模塊包括顯示控制器，顯示控制器與紅綠燈、攝像頭以及井下應(yīng)急指示終端相連接，人車定位模塊是由人車定位器組成的，聲光報警控制模塊包括報警控制器，報警控制器與礦用聲光報警器相連接，跑車智能控制模塊包括跑車控制器，跑車控制器與雷達(dá)測速報警器和阻車裝置相連接，數(shù)據(jù)處理模塊是由單機(jī)數(shù)據(jù)庫和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫組成的，門禁道閘控制模塊包括門禁控制器，門禁控制器與道閘裝置相連接；所述的井下各子系統(tǒng)和地面各子系統(tǒng)均通過雙網(wǎng)絡(luò)鏈路連接到中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上；所述的故障排查設(shè)備是由安裝在井下各子系統(tǒng)和地面各子系統(tǒng)的待檢測點位置上的多個高精度傳感器組成的，每個傳感器均通過導(dǎo)線與中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連接；所述的操作員站點模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式與操作員站點手持終端相連接，所述的工程師站點模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式與工程師站點手持終端相連接；所述的網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式與網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)相連接，后勤站點模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)連接的方式與后勤站點手持終端相連接；所述的三方會診模塊通過絡(luò)連接的方式與設(shè)備廠家、設(shè)備相關(guān)專家以及設(shè)備使用方的通訊設(shè)備相連接；所述的中央聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)通過導(dǎo)線與中央處理器電性連接，中央處理器通過無線連接的方式與貨物領(lǐng)用申請請求終端手持機(jī)相連接，貨物領(lǐng)用申請請求終端手持機(jī)上設(shè)置有申請輸入鍵盤和貨物領(lǐng)用申請顯示器；所述的中央處理器通過無線連接的方式與貨物基礎(chǔ)信息錄入終端手持機(jī)相連接，在基礎(chǔ)信息錄入終端手持機(jī)上設(shè)置有貨物種類規(guī)格信息輸入鍵以及基礎(chǔ)信息錄入顯示器；所述的RIFD電子標(biāo)簽在貨物入庫時通過粘貼的方式設(shè)置在貨物的包裝體外部，所述的無線射頻識別設(shè)備為RIFD電子標(biāo)簽識別器；所述的RIFD電子標(biāo)簽識別器與中央處理器電性連接，所述的中央處理器通過無線連接的方式與智能無線AGV小車相連接；所述的智能調(diào)度中心通過工業(yè)網(wǎng)與聲光顯示控制模塊相連接，聲光顯示控制模塊與顯示控制器相連接，顯示控制器通過工業(yè)網(wǎng)與紅綠燈、攝像頭以及井下應(yīng)急指示終端相連接，井下應(yīng)急指示終端為LED電子顯示屏；所述的智能調(diào)度中心通過工業(yè)網(wǎng)與人車定位模塊相連接，人車定位模塊通過無線連接的方式與車人車位器相連接，人車定位器是采用基于UWB室內(nèi)定位技術(shù)的電子定位標(biāo)簽卡；所述的智能調(diào)度中心通過工業(yè)網(wǎng)與聲光報警控制模塊相連接，聲光報警控制模塊與報警控制器相連接，報警控制器通過工業(yè)網(wǎng)與礦用聲光報警器相連接；所述的智能調(diào)度中心通過工業(yè)網(wǎng)與跑車智能控制模塊相連接，跑車智能控制模塊與跑車控制器相連接，跑車控制器通過工業(yè)網(wǎng)與雷達(dá)測速報警器和阻車裝置相連接，阻車裝置為設(shè)置在倒車硐室阻車器；所述的智能調(diào)度中心通過工業(yè)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理模塊相連接，數(shù)據(jù)處理模塊通過線路與單機(jī)數(shù)據(jù)庫和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫相連接；所述的智能調(diào)度中心通過工業(yè)網(wǎng)與門禁道閘控制模塊相連接，門禁道閘控制模與門禁控制器相連接，門禁控制通過線路道閘裝置的控制電機(jī)相連接；智慧礦山管理平臺通過工業(yè)網(wǎng)與中心機(jī)房設(shè)備、中央管理平臺以及智能調(diào)度中心相連接，通過智慧礦山管理平臺實現(xiàn)智慧礦山管理，通過由中心機(jī)房設(shè)備實現(xiàn)礦山設(shè)備運行智能預(yù)警、檢修、遠(yuǎn)程分析，通過中央管理平臺實現(xiàn)礦山智能倉儲快遞服務(wù)，通過智能調(diào)度中心實現(xiàn)井工礦井斜井智能交通安全管控；其中，礦山設(shè)備運行智能預(yù)警、檢修、遠(yuǎn)程分析方法如下：故障排查設(shè)備對井下各子系統(tǒng)和地面各子系統(tǒng)的待檢測點數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，并通過綜合自動化軟件將采集到的數(shù)據(jù)和預(yù)定義值進(jìn)行對比，綜合自動化軟件實施物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)清洗作業(yè)，清洗作業(yè)完成后，如果數(shù)據(jù)不在預(yù)定義值區(qū)間則形成報警，并將報警信息上傳到中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，由中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將報警信息上傳至中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器，再由中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器將報警信息上傳至連接有中心機(jī)房設(shè)備的綜合自動化控制模塊；綜合自動化控制模塊收到報警信息后做出相應(yīng)處理，根據(jù)報警信息的類型通知相關(guān)的操作員站點模塊、工程師站點模塊或后勤站點模塊的相關(guān)人員進(jìn)行處理，并填寫對應(yīng)的報警巡檢單，設(shè)備故障處理成功后報警信息解除；當(dāng)報警信息處理不成功時，綜合自動化控制模塊啟動三方會診模塊發(fā)起三方會診，三方會診模塊通過絡(luò)連接的方式與設(shè)備廠家、設(shè)備相關(guān)專家以及設(shè)備使用方的通訊設(shè)備相連接，在約定的時間通過電腦、平板或手機(jī)通訊設(shè)備進(jìn)行云視頻會議形成處理方案，并保存視頻錄像檔案，必要時通過網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)模塊打印檔案數(shù)據(jù)實施對照處理，最終將設(shè)備故障處理成功；在三方會診模塊啟動后，由故障診斷負(fù)責(zé)人員發(fā)起三方會診單，單據(jù)通過審批后，系統(tǒng)發(fā)起云視頻會議，并邀請第三方專家登陸中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器參與設(shè)備故障診斷，由中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器組建云視頻會議室，內(nèi)部人員通過賬號直接入會，外部人員下載網(wǎng)絡(luò)客戶端，并輸入會議號及會議密碼參加會議，云視頻會議室支持PC端和手機(jī)APP端；礦山智能倉儲快遞服務(wù)方法如下：領(lǐng)用部門使用貨物領(lǐng)用申請請求終端手持機(jī)發(fā)出領(lǐng)料請求，并填寫配送需求，貨物領(lǐng)用申請請求終端手持機(jī)的領(lǐng)料請求信息發(fā)送至中央處理器，由中央處理器將領(lǐng)料請求信息歸納至中央聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)；當(dāng)庫存充足時，庫房人員參照中央聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)中存儲的領(lǐng)料請求信息生成提貨單，并將提貨單指令返回至中央處理器，由中央處理器將指令發(fā)送給智能無線AGV小車，智能無線AGV小車根據(jù)貨物基礎(chǔ)信息錄入終端手持機(jī)提前錄入的貨物存儲位置信息自動揀貨下架，并將需要的貨物運行至指定位置，通過手持無線射頻識別設(shè)備對揀貨下架后的貨物預(yù)先設(shè)置的RIFD電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描出庫，并生成出庫單并存儲出庫單信息，當(dāng)需要配送時，生成配送單，由帶有GPS定位裝置的運送車輛配送至制定地點，并通過GPS定位實時監(jiān)控貨物運送情況，貨物運送至目的地后完成配送服務(wù)，在生成出庫單之后，不需要配送作業(yè)時，由領(lǐng)用部門的領(lǐng)用人員自行領(lǐng)取；當(dāng)庫存緊缺時，領(lǐng)用部門參照中央聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)中存儲的領(lǐng)料請求信息提交材料需求計劃，并將材料需求計劃發(fā)送至采購部門，采購部門根據(jù)材料需求計劃采購貨物，采購到貨后在貨物包裝體上粘貼RIFD電子標(biāo)簽，庫房人員通過手持無線射頻識別設(shè)備對粘貼的RIFD電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描入庫，并通過貨物基礎(chǔ)信息錄入終端手持機(jī)將掃描后的信息錄入中央處理器，由中央處理器將指令發(fā)送指令給智能無線AGV小車，智能無線AGV小車將貨物運送至庫房空缺位置，完成會務(wù)自動揀貨上架，再按照上述方法完成出庫配送服務(wù)；井工礦井斜井智能交通安全管控方法如下： 聲光顯示模塊：在井下安裝紅綠燈，人車定位器將車輛的具體位置發(fā)送給聲光顯示控制模塊，聲光顯示控制模塊收到車輛位置信息后，計算出與路口的距離，并與其它車輛進(jìn)行比對，對車輛到達(dá)路口順序進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，提前向顯示控制器發(fā)送控制指令，根據(jù)車輛的速度、定位誤差及反應(yīng)時間，在車輛距離路口100米時發(fā)出紅綠燈控制指令，并將指令傳輸給紅綠燈和攝像頭，實現(xiàn)先到先行，提高路口車輛通行效率，同時通過聲光顯示控制模塊實現(xiàn)井上和井下的數(shù)據(jù)傳輸互聯(lián)，并將互聯(lián)信息通過井下應(yīng)急指示終端進(jìn)行發(fā)布；聲光報警模塊：在井下安裝礦用聲光報警器，人車定位器將人員以及車輛的具體位置發(fā)送給聲光報警控制模塊，聲光報警控制模塊接收到位置信息后，分析出當(dāng)前巷道人員及車輛的分布情況，當(dāng)巷道內(nèi)有人時，向礦用聲光報警器發(fā)出聲光報警提示；跑車智能控制模塊：在井下安裝雷達(dá)測速報警器和阻車裝置，人車定位器將車輛的具體位置發(fā)送給跑車智能控制模塊，跑車智能控制模塊根據(jù)人車定位器實時定位車輛位置，并通過雷達(dá)測速報警器將車輛速度發(fā)送給跑車控制器，跑車控制器收到速度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)車速未超過設(shè)定值時，車輛正常行駛，當(dāng)車速超過設(shè)置的值時，跑車控制器向阻車裝置發(fā)送動作指令，阻車裝置啟動，阻車裝置移動至擋車位實現(xiàn)阻擋車輛行進(jìn)，超速車輛停止運行；人車定位模塊：進(jìn)入井下的作業(yè)人員和作業(yè)車輛配備人車定位器，人車定位器將車輛和人員的位置信息實時傳輸給人車定位模塊，人車定位模塊將位置信息傳輸給智能調(diào)度中心，對人員和車輛的實時位置信息進(jìn)行監(jiān)控，智能調(diào)度中心在各模塊對位置信息需求時，將位置信息發(fā)送給對應(yīng)的模塊；數(shù)據(jù)處理模塊：數(shù)據(jù)處理模塊在系統(tǒng)運行時，根據(jù)單機(jī)數(shù)據(jù)庫和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息對各個模塊進(jìn)行實時分析，并保證單機(jī)數(shù)據(jù)庫和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息與各個模塊之間的互通互聯(lián)，同時對各個模塊的動作信息進(jìn)行存貯；門禁道閘控制模塊：門禁道閘控制模塊實現(xiàn)車輛出入井的控制，井口考勤基站對人車定位器進(jìn)行識別，并實現(xiàn)向門禁控制器發(fā)送指令給道閘裝置的控制電機(jī)實現(xiàn)自動開閘，同時根據(jù)人車定位器判斷井下巷道是否有人員，當(dāng)有人員時，道閘裝置不開閘，當(dāng)井下巷道安全無障礙時，道閘裝置開閘。