【正文】 數(shù)字化煤礦方案一、 數(shù)字化煤礦概述煤礦數(shù)字化是煤礦發(fā)展的趨勢和方向。它是將煤礦的固有信息（即與空間位置直接有關(guān)的固定信息，如地面地形,井下地質(zhì)、開采方案、已完成井下工程等）和動態(tài)信息（即空間位置間接有關(guān)的相對變動的信息，如安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶集控系統(tǒng)、人員定位監(jiān)控系統(tǒng)等生產(chǎn)過程中的設(shè)備、環(huán)境、人員信息）通過空間分析、數(shù)據(jù)挖掘、虛擬現(xiàn)實(shí)、可視化、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和科學(xué)計算等先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化、虛擬化、智能化、集成化。因此可以說數(shù)字化煤礦是建立在由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)，它綜合考慮安全、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、環(huán)境、資源和效益等各種因素。從而高效的整合煤礦各方面資源，極大的加快了安全管理響應(yīng)速度，同時提高了煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度水平，進(jìn)而可以使得煤礦實(shí)現(xiàn)減員增效。讓煤礦管理者可以全方位的掌握煤礦安全生產(chǎn)過程中的所有情況，并針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題作出科學(xué)、準(zhǔn)確的判斷，有利于管理者制定決策。最終使企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)優(yōu)化，在保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提下，達(dá)到提高其整體效益、市場競爭力和適應(yīng)能力的目的。二、 數(shù)字化煤礦建設(shè)目標(biāo)針對煤礦資源與開采環(huán)境以及生產(chǎn)過程控制的全過程，采用先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)，結(jié)合大型的智能化機(jī)械裝備來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工或機(jī)械操作，對煤礦安全生產(chǎn)和管理進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術(shù)裝備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)管理與決策科學(xué)化。數(shù)字礦山的最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)管理綜合自動化。三、 數(shù)字化煤礦整體設(shè)計通過對煤礦井下各層面子系統(tǒng)的整合，采集各子系統(tǒng)的海量實(shí)時數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)集中管理，經(jīng)過分析、統(tǒng)計后形成綜合的安全生產(chǎn)調(diào)度管理，全面覆蓋煤礦的安全生產(chǎn)，并為煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層提供全面的安全生產(chǎn)評估和決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全，高效，綠色，可持續(xù)開采。三層體系設(shè)計：數(shù)字化煤礦業(yè)務(wù)框架數(shù)字化煤礦拓?fù)鋱D四、 數(shù)字化煤礦建設(shè)內(nèi)容. 工業(yè)以太網(wǎng)，首先解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性、可靠性，其次解決了以太網(wǎng)不能組成快速冗余環(huán)型網(wǎng)絡(luò)且不能快速收斂的問題，再次解決了商用以太網(wǎng)技術(shù)在惡劣的電磁、高溫、高濕、爆炸等環(huán)境中長期使用丟包的難題。、線速轉(zhuǎn)發(fā)的以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，其傳輸帶寬由100Mit/s、1Git/s到10 Git/s，在任何狀態(tài)下全線速轉(zhuǎn)發(fā)不丟包。同時，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)還承繼了以太網(wǎng)技術(shù)的VLAN技術(shù)、優(yōu)先級技術(shù)、組播技術(shù)、廣播風(fēng)暴抑制技術(shù)等特點(diǎn)，在硬件技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的本質(zhì)安全，低耗節(jié)能。現(xiàn)階段，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展比較成熟，廣泛應(yīng)用于煤礦、鐵路、電力等行業(yè)。在煤礦行業(yè)，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)將整個礦井的主要生產(chǎn)單位地點(diǎn)構(gòu)建到一個網(wǎng)絡(luò)平臺上，同時在環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵地點(diǎn)設(shè)置交換機(jī)，將附近的PLC等自動化設(shè)備接入到交換機(jī)上。通過多臺交換機(jī)在地面和井下形成環(huán)網(wǎng)，將地面和井下的各類信號統(tǒng)一傳輸?shù)秸{(diào)度指揮中心。工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)是基于成熟的以太網(wǎng)技術(shù)，專門針對工業(yè)自動化領(lǐng)域而設(shè)計和制造的，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，涉及工業(yè)自動化的各個領(lǐng)域，而且經(jīng)過長期的現(xiàn)場使用來看，是目前最適合工業(yè)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品。（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟蕴W(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)方式多樣，總線型，星型，環(huán)型，雙總線型，雙星型，雙環(huán)型拓?fù)洌绕湓诠I(yè)環(huán)境中經(jīng)常使用到的環(huán)型和雙環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可以?shí)現(xiàn)鏈路的冗余，保證多故障點(diǎn)的情況下通信不受影響。（3）光纖傳輸距離目前工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)光纖的傳輸距離可以達(dá)到100kM以上。（4）節(jié)點(diǎn)間通信工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點(diǎn)都是對等的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障后，故障節(jié)點(diǎn)可以立即與兩個相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時通信，進(jìn)行煤礦網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)隔離，并在幾個毫秒內(nèi)完成跳閘等命令的操作。（5）數(shù)據(jù)傳輸模式工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可以根據(jù)報文類型進(jìn)行帶寬分配，可以有效的提升網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。并對各種類型的報文進(jìn)行抑制。如廣播報文、單播報文、組播報文、未知源的報文等。（6）傳輸帶寬工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)推出了成熟的光纖傳輸帶寬為10G的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，足以滿足工業(yè)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)量很大的核心層應(yīng)用。（7）環(huán)境要求工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)已通過防爆兼本安型認(rèn)證，可滿足煤礦井下環(huán)境使用需求?？傊?，煤礦工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，并通過煤安認(rèn)證，適合在礦井上下不同環(huán)境需求下進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計，并實(shí)現(xiàn)冗余功能，是現(xiàn)階段煤礦工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的廣泛采用的組網(wǎng)方式。工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用拓?fù)鋱D. 調(diào)度中心建設(shè)一個現(xiàn)代化的調(diào)度中心建設(shè)一般包括以下幾個系統(tǒng)：大屏控制系統(tǒng)工程、裝飾裝修系統(tǒng)工程；供配電系統(tǒng)工程；空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)工程、建筑智能化系統(tǒng)工程、防雷系統(tǒng)工程以及消防系統(tǒng)工程等。而每個系統(tǒng)工程又由若干個子系統(tǒng)構(gòu)成，每個子系統(tǒng)又由若干個單項(xiàng)工程組成。正是由這些不可再分的單項(xiàng)工程共同組成了一個復(fù)雜的調(diào)度中心的有機(jī)體。下面從調(diào)度中心的基本系統(tǒng)設(shè)計逐一分析。. 大屏系統(tǒng)DID大屏幕拼接系統(tǒng)由圖像顯示系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、信號源切換系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。拼接墻采用先進(jìn)、高速圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多路信號的統(tǒng)一處理，以高清晰度、高亮度與高色域的液晶顯示技術(shù)、嵌入式硬件拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、信號切換技術(shù)等合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、低功耗、壽命長的液晶拼接墻顯示系統(tǒng)。DID（Digital Intelligence Display）TFT LCD是工業(yè)級的窄邊拼接液晶屏。它是根據(jù)應(yīng)用于安防、廣播電視、醫(yī)療、工業(yè)及公共媒體發(fā)布等領(lǐng)域?qū)I(yè)顯示設(shè)備的技術(shù)要求而設(shè)計和生產(chǎn)的，是繼NB、PC及TV之后的第四代LCD產(chǎn)品。以其卓越的顯示性能，已經(jīng)成為人們認(rèn)同的當(dāng)前最高端、最理想的液晶顯示屏。超窄邊液晶拼接墻采用目前全世界最小邊框的液晶拼接單元，理想高端顯示，完美演繹拼接，是大屏幕墻顯示設(shè)備的最佳方案。大屏拼接效果圖. 液晶拼接墻的系統(tǒng)設(shè)計. 系統(tǒng)的可行性液晶拼接墻既可以采用小屏拼接、也可以采用大屏拼接，拼接可任意組合（MN）。我們會根據(jù)不同的客戶對拼接系統(tǒng)提出的系統(tǒng)規(guī)模、尺寸和應(yīng)用要求，選擇合適的產(chǎn)品和拼接方式，提出具體實(shí)施方案，滿足系統(tǒng)的應(yīng)用需求。通過RS232通訊接口來控制圖像控制器來實(shí)現(xiàn)任意組合顯示模式的切換、信號的切換等?？蛻舻牟煌枨螅蛟靷€性化系統(tǒng)，提供不同的實(shí)施方案和技術(shù)支持。. 系統(tǒng)的實(shí)用性可以根據(jù)用戶對輸入信號的要求，選擇不同的視頻處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)VGA、AV復(fù)合視頻、SVIDEO、YPBPR、DVI、HDMI信號，滿足不同使用場合，不同信號輸入的需求。可以通過控制軟件，實(shí)現(xiàn)各種信號的切換、拼接成全屏顯示、任意組合顯示、圖像拉伸顯示、圖像漫游顯示、圖像疊加顯示等。. 系統(tǒng)的可靠性液晶拼接墻所用的拼接單元采用工業(yè)級的DID液晶專用屏，拼接單元可一天24小時一年365天連續(xù)工作，拼接單元具有可靠性、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。由于低功耗、重量輕、壽命長，無輻射等特點(diǎn)，使得液晶拼接墻可靠性極高。. 系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)從性價比來考量，只有在高性能、高質(zhì)量的前提下，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性才有意義。目前市面上的等離子（PDP）的拼接墻，但其價格較高，一般一平方米的價格高達(dá)十幾萬，比液晶拼接墻還要貴，并且由于其固有的缺陷，性價比較低。而DLP墻價格相對也較高，而一年光燈泡的更換費(fèi)用在每個單元的屏上也高達(dá)幾千塊，那么一個屏幕墻加起來少則幾萬，多則十幾萬，幾年下來，其費(fèi)用驚人。目前正值全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)，各企業(yè)機(jī)關(guān)均在壓縮支出,但對液晶顯示產(chǎn)品的需求仍成遞增趨勢，因此在滿足客戶的基本需求同時，更具性價比的產(chǎn)品將得到客戶的青睞。. 系統(tǒng)的開放性及可擴(kuò)展性數(shù)字網(wǎng)絡(luò)型超窄邊智能液晶拼接系統(tǒng)遵循開放系統(tǒng)的原則，系統(tǒng)除了可以直接接入AV、VGA、YPbPr、DVI 、HDMI信號外，還應(yīng)能隨時對各類信號進(jìn)行切換及動態(tài)綜合顯示，給用戶提供一個交互式平臺，而且支持二次開發(fā)；系統(tǒng)應(yīng)有增加新設(shè)備和新功能的能力，使得硬件擴(kuò)充變得非常簡單。同時，軟件也只需要進(jìn)行擴(kuò)容和升級就可以滿足要求，而不必修改源程序。系統(tǒng)硬件和軟件部分都能夠方便的“與時俱進(jìn)”。. 液晶拼接墻功能特點(diǎn). 46拼接單元功能特點(diǎn)216。 采用高亮度、高對比度、高色域處理技術(shù) 相對普通液晶屏，工業(yè)級的DID液晶亮度達(dá)到700cd/㎡，對比度4000：1，顯示出的圖像色彩靚麗、還原性更好、層次感更突出。高亮度：與TV和PC液晶屏相比， DID液晶屏擁有更高的亮度。TV或PC液晶屏的亮度一般只有250~500cd/㎡，而DID液晶屏的亮度為700~1000 cd/㎡。高對比度：三星 DID 液晶屏具有4000：1對比度，比傳統(tǒng)PC或TV液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的二倍。圖像色澤濃郁，還原性較好，特別適合對色彩要求較高的場合。更好的彩色飽和度：目前普通LCD和CRT的彩色飽和度只有72％，而DID LCD可以達(dá)到92%的高彩色飽和度，這得益于DID新開發(fā)的色彩校準(zhǔn)技術(shù)，通過這個技術(shù)，除了對靜止畫面進(jìn)行色彩校準(zhǔn)外，還能對動態(tài)畫面進(jìn)行色彩的校準(zhǔn)，這樣才能確保畫面輸出的精確和穩(wěn)定。216。 超窄邊超薄超輕設(shè)計工業(yè)級的DIDTFT液晶面板，厚度小于4cm，重量小于15公斤，如此的精心設(shè)計，大大提高安裝調(diào)試的效率，也顯示出專業(yè)液晶拼接的獨(dú)特效果。216。 材用最新的色彩校正技術(shù)及獨(dú)特的寬視角處理技術(shù) 工業(yè)級的DID液晶面板采用最新色彩校正技術(shù)及獨(dú)特的寬視角處理技術(shù)，可視角度達(dá)到178176。，對動態(tài)及靜態(tài)圖像畫面處理更具專業(yè)性，使得畫質(zhì)清晰、逼真，視角更寬闊。216。 采用數(shù)字陣列高速圖像處理技術(shù) 應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)字高速圖像處理技術(shù)，視頻帶寬高達(dá)500MHZ，運(yùn)算實(shí)時分割放大輸入圖像信號，在多倍分割放大處理的單屏畫面上，徹底解決模/數(shù)之間轉(zhuǎn)換帶來的鋸齒及馬賽克現(xiàn)象，拼接畫面清晰流暢，色彩鮮艷逼真。216。 采用3D高畫質(zhì)圖像數(shù)字處理技術(shù)3D數(shù)字梳狀濾波和3D數(shù)字圖像降噪技術(shù)，可大大消除圖像細(xì)節(jié)的雜波干擾、邊緣鋸齒現(xiàn)象。216。 采用RC智能自適應(yīng)數(shù)字處理技術(shù)即DLC（動態(tài)場景控制）、WLE（白電平延伸）、BLE（黑電平延伸）自適應(yīng)控制電路，特別適合在夜間監(jiān)控時彩轉(zhuǎn)黑攝像頭輸出較弱的信號時，能自動對圖像的灰度等級、色溫進(jìn)行調(diào)整，保證圖像的真實(shí)還原性，有效提升圖像的景深層次感。216。 采用H2S寬動態(tài)技術(shù)即視頻高清寬動態(tài)同步自適應(yīng)雙碼流技術(shù)，能快速適應(yīng)處理不同頻率狀態(tài)下的高清視頻圖像信號，徹底解決不同頻率下產(chǎn)生的圖像閃爍導(dǎo)致視覺疲勞現(xiàn)象。尤其是與前端特殊工控機(jī)系統(tǒng)之間的匹配，經(jīng)過專業(yè)測試，徹底解決了主控機(jī)二次重復(fù)播放時的失真、衰減等現(xiàn)象，消除了數(shù)據(jù)進(jìn)行1/2信號取樣后的缺失空間，完全能自動適應(yīng)不同場頻狀態(tài)下的高速圖像信號，實(shí)現(xiàn)圖像的穩(wěn)定、清晰、實(shí)時性。216。 采用特殊勾邊銳度圖像提升處理技術(shù)采用特殊圖像勾邊電路，能夠大大消除圖像邊緣的串色、鋸齒等，使得圖像輪廓更加分明，層次感更強(qiáng)，從而更有效地提高圖像的清晰度及銳度。216。 采用圖像快速抓拍技術(shù)在對所抓拍到人的臉部細(xì)節(jié)上，能準(zhǔn)確地分辨出臉部的皺紋、疤痕、黑痣等，無明顯拖尾、重影等，膚色還原更加真實(shí)、逼真。216。 采用智能自動消殘影技術(shù)輸入的圖像在一段時間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，系統(tǒng)即啟動“消殘影引擎”，這個引擎會自動識別輸入圖像的靜止或運(yùn)動情況，來判斷當(dāng)前屏幕所顯示畫面的動與靜，及時發(fā)出命令使得顯示在屏幕上的靜止畫面在水平方向上產(chǎn)生一定幅度的相位位移，從而消除在靜止畫面時液晶分子容易被損傷的情況，有效延長液晶屏的使用壽命。216。 高可靠、高穩(wěn)定，使用壽命長，維護(hù)成本低工業(yè)級的DIDTFT液晶面板與普通液晶電視（顯示器）的液晶面板相比，采用工業(yè)級的電源模組，低噪音風(fēng)扇散熱系統(tǒng)，不間斷工作6萬小時以上。液晶顯示技術(shù)沒有任何需要定期更換的耗材設(shè)備，所以維護(hù)、維修成本極低。. 液晶拼接控制器特點(diǎn)216。 任意畫面組合拼接功能 具有多種任意畫面組合拼接模式，最大可擴(kuò)展到1010組合拼接，可對各單元進(jìn)行任意切換組合.216。 信號輸入格式 具有多種信號輸入格式，即兩路VIDEO/單路VGA/單路YPbPr/單路DVI/單路HDMI格式。還可擴(kuò)展為增加到5路VIDEO信號或者增加一路Svideo信號輸入216。 強(qiáng)大的圖像處理及擴(kuò)展功能處理器采用專業(yè)的圖像處理切換模塊，基于硬件圖形并行處理技術(shù)和高速數(shù)字信號交換體系，不依賴系統(tǒng)總線，采用并行高速圖形處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多路信號的統(tǒng)一處理，處理效率高。最高支持多達(dá)64路的VGA信號實(shí)時顯示及128路復(fù)合視頻實(shí)時顯示，滿足客戶的任意拼接組合擴(kuò)展。216。 極速響應(yīng)，增強(qiáng)抗干擾能力采用并行高速總線連接技術(shù)，控制端發(fā)出命令后，系統(tǒng)能在1微秒時間內(nèi)，切換信號到命令指定的通道，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。采用基于LVDS差分傳送技術(shù)，提高系統(tǒng)抗干擾能力，外部干擾對信號的影響降到了最低，并且，抗干擾能力隨頻率提高而提升。. 液晶拼接控制軟件特點(diǎn)216。 人性化軟件操作界面功能 系統(tǒng)管理軟件平臺基于Windows 2000/NT/XP中文操作系統(tǒng)，支持Windows的各種應(yīng)用，采用專用的華奎智慧型控制軟件，無需數(shù)據(jù)庫支持，不需安裝數(shù)據(jù)庫引擎，方便維護(hù)、備份等系統(tǒng)管理，人性化操作界面，易懂、易操作。216。 智能化拼接縫隙圖像補(bǔ)償、圖形調(diào)整功能可在控制端對LCD拼接時的縫隙進(jìn)行屏幕數(shù)據(jù)補(bǔ)償、幾何修正、任意調(diào)整圖像重顯率，滿足用戶的個性化需求。216。 拼接單元實(shí)時控制功能控制軟件通過RS232（RJ485）通訊接口與各拼接單元的通信連接，可對各顯示單元進(jìn)行實(shí)時控制，調(diào)整各顯示單元的亮度、對比度及色溫，調(diào)整后參數(shù)自動保存，從而保證整個拼接屏幕色彩的一致性和亮度的均勻性，并設(shè)有參數(shù)恢復(fù)出廠設(shè)置功能。216。 圖像畫面的圖像模式、色溫及圖形重顯率設(shè)置校正功能。可在控制端對各單元監(jiān)視器或組合單元的圖像畫面的圖像模式（亮度、對比度）、色溫及圖形重顯率進(jìn)行任意設(shè)置校正。216。 瞬時圖像靜像功能通過操作軟件界面的靜像按鈕，可快速凍結(jié)當(dāng)前狀態(tài)的圖像畫面，以便于及時觀看現(xiàn)場發(fā)生的情況細(xì)節(jié)。216。 圖像參數(shù)自動調(diào)整將組合模式設(shè)置好后，通過控制軟件可對圖像參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整。216。 開放式軟件設(shè)計，支持二次開發(fā)可根據(jù)用戶的個性化要求，提供軟件的全方位服務(wù)，如控制軟件可提供SKD軟件包的I/O協(xié)議開放，供系統(tǒng)集成或二次開發(fā)使用，