【文章內(nèi)容簡介】 智能識別，從而提高設備利用率，降低傳感器更換、維護成本，實現(xiàn)傳感器快速更換，減少系統(tǒng)維護工作量；（7） 分級報警：實現(xiàn)系統(tǒng)軟件和傳感器兩級分級報警，報警門限可設置；（8） 數(shù)字化傳輸：系統(tǒng)模擬量傳感器、斷電器及開關量傳感器（除風門）的數(shù)字化傳輸，提高系統(tǒng)抗干擾能力；（9） 更高的抗電磁干擾能力：系統(tǒng)通過：3級靜電抗擾度試驗（評價A），2級電磁輻射抗擾度試驗（評價A），3級脈沖群抗擾度試驗（評價A），3級浪涌（沖擊）抗擾度試驗（評價A），高于監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術指標要求，提高系統(tǒng)可靠性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作；（10） 自診斷、自評估：系統(tǒng)具有自診斷、自評估功能，自動檢測并提示系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的分站、電源、傳感器、系統(tǒng)軟件等異常信息及處理方法，通知系統(tǒng)維護人員及時處理，保證系統(tǒng)正常運行；（11） 更高的防護及安全等級：傳感器防護等級提高到IP65，設備防爆形式提高到ia；（12） 傳感器在線標校：系統(tǒng)可實現(xiàn)井下現(xiàn)場在線標校，就地設置、取消傳感器標校狀態(tài)，提高標校效率，縮短監(jiān)控時段盲區(qū)，提高井下標校作業(yè)安全性，減少誤報警；（13） 智能電源在線管理：實現(xiàn)電源工作狀態(tài)、工作參數(shù)的遠程智能檢測，可遠程、定期維護放電，提高電池使用壽命；（14） 更高的數(shù)據(jù)安全性：為提高監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)進行高效、可靠的加密存儲，以防止違規(guī)刪除、篡改監(jiān)控系統(tǒng)報警、斷電等重要數(shù)據(jù)；（15） 煤與瓦斯突出報警：系統(tǒng)具有煤與瓦斯突出預報警功能，通過數(shù)據(jù)挖掘技術實現(xiàn)非接觸式連續(xù)實時煤與瓦斯突出危險性的診斷與預測；能實時顯示對掘進工作面應力變化、煤層瓦斯含量變化、煤的物理力學性質變化并預測預警；具有瓦斯涌出量預測功能。 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)關鍵技術天地（常州）自動化股份有限公司在國內(nèi)最先開展煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研發(fā)工作，早在1983年即承擔國家“六五”科技攻關項目KJ1型礦井環(huán)境與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研發(fā)工作，KJ1在1986年9月20日在平頂山礦務局通過部級鑒定，鑒定結果指出該系統(tǒng)是符合我國國情的第一套環(huán)境與工況監(jiān)測兼?zhèn)涞谋O(jiān)控系統(tǒng)。后期通過七五、八五、十二五科技攻關，公司先后設計研發(fā)了KJKJKJ9KJ95N等型號煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。通過承擔國家“十一五”科技支撐計劃項目（2009BAK54B05）《煤礦安全高可靠性監(jiān)控系統(tǒng)關鍵技術研究》，研究攻關了監(jiān)控系統(tǒng)偽數(shù)據(jù)濾除、監(jiān)測數(shù)據(jù)異常識別、危險區(qū)域程度分級判定、瓦斯涌出趨勢研究、異構監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘、設備的抗電磁干擾等技術，并逐步引入到新一代煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中，進一步提升了KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。近三年來通過科研攻關取得一系列關鍵技術及裝備，主要有：名稱類型狀態(tài)簡介一種礦用安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯傳感器的在線調(diào)校方法發(fā)明已授權提出了一種礦用安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯傳感器的在線調(diào)校方法，可就地設置或者取消瓦斯傳感器標校狀態(tài)，并實時傳輸至地面計算機，并在監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯歷史曲線中進行標注，從而縮短監(jiān)控時段盲區(qū)，提高井下作業(yè)安全性并減少誤報警。 利用礦井工作面不同生產(chǎn)工序預測瓦斯涌出量的方法發(fā)明已受理提出一種利用礦井工作面不同生產(chǎn)工序預測瓦斯涌出量的方法，該方法利用工作面的采煤機或者掘進機相應的開停傳感器的信號值進行瓦斯涌出量預測，使預測更準確。 利用瓦斯?jié)舛葧r間序列識別礦井工作面生產(chǎn)工序的方法發(fā)明已受理提出一種利用瓦斯?jié)舛葧r間序列識別礦井工作面生產(chǎn)工序的方法，通過計算瓦斯?jié)舛葧r間序列值的相鄰濃度點的斜率值的方法來識別工作面的生產(chǎn)工序，具有較強的實用性。實時分析煤與瓦斯突出危險性的方法發(fā)明已授權提出一種實時分析煤與瓦斯突出危險性的方法，該方法利用實時風速、瓦斯?jié)舛取⑾锏澜孛娣e等信息，計算實時瓦斯涌出量，從而進一步計算各項煤與瓦斯突出危險性分析指標。 一種小風速掘進工作面的瓦斯涌出量的計算方法發(fā)明已授權提出了一種小風速掘進工作面的瓦斯涌出量的計算方法該計算方法實用性較好、誤差較小、計算精度較高，且可實時動態(tài)計算小風速掘進工作面的瓦斯涌出量。煤與瓦斯突出的預測方法發(fā)明已授權提出了一種在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎上預測煤與瓦斯突出的方法，該方法接觸式預測法和非接觸式連續(xù)預測法的優(yōu)點于一體，提高了預測的可靠性和可信度，且具有較強的自適應能力。 監(jiān)測煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯量監(jiān)測信息異常的方法 發(fā)明已授權提出了一種監(jiān)測煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯量監(jiān)測信息異常的方法，利用同一巷道工作面不同位置瓦斯間的邏輯關系，判斷瓦斯?jié)舛犬惓！Ｍㄟ^這一技術，不僅可以發(fā)現(xiàn)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)使用中不按規(guī)定使用的情況，也可以發(fā)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常的情況。煤礦井下綜合數(shù)據(jù)采集分站發(fā)明已受理提出了一種煤礦井下綜合數(shù)據(jù)采集分站，可接入不同系統(tǒng)的不同傳感器設備，真正實現(xiàn)煤礦井下數(shù)據(jù)采集的“一網(wǎng)一站”。 一種煤礦井下多系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸方法及裝置發(fā)明已受理提出了一種煤礦井下多系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸方法及裝置，通過礦井多種業(yè)務系統(tǒng)的終端分別采集礦井不同業(yè)務系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，對所述原始數(shù)據(jù)進行封裝，生成數(shù)據(jù)信息后，發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)采集分站，進一步將信息發(fā)送至地面業(yè)務主機。該方法實現(xiàn)了系統(tǒng)設備及傳輸線纜的共享，既簡化了煤礦井下多種獨立拓撲結構的系統(tǒng)平臺建設復雜度，避免重復勞動，又使得井下現(xiàn)場設備布置簡單有序，同時降低了多種系統(tǒng)建設的成本。 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造完成情況KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)與國家升級改造要求相比，主要完成情況如下表所示：監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術要求KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級情況傳輸數(shù)字化在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)幕A上，將傳感器（模擬量）至分站升級為數(shù)字傳輸，實現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化，促進智能傳感器發(fā)展。 （1） 模擬量傳感器數(shù)字化傳輸（RS485），開關量傳感器：開停、遠動開關、煙霧等也實現(xiàn)數(shù)字化傳輸（RS485）。（2） KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)采用主動上傳和分布式控制，數(shù)字化傳輸機制更完善；增強抗電磁干擾能力安全監(jiān)控系統(tǒng)及組成設備采用抗干擾（EMC）技術設計，通過以下試驗：地面設備3級靜電抗擾度試驗，評價等級為A；2級電磁輻射抗擾度試驗，評價等級為A；2級脈沖群抗擾度試驗，評價等級為A；交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌（沖擊）抗擾度試驗，評價等級為B。試驗條件：形成完整的系統(tǒng)架構，組成設備的類型齊全；至少一臺分站達到滿載要求；交換機及接口的每個電口至少帶載一臺設備。試驗加載方法：系統(tǒng)中不同類型組成設備均分別進行試驗；試驗在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下進行，即系統(tǒng)傳感、傳輸、顯示、控制、執(zhí)行的功能正常。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通過檢驗機構EMC相關檢驗，滿足以下抗電磁干擾能力：（1） 通過3級靜電放電抗擾度試驗；（2） 通過3級射頻電磁場輻射抗擾度試驗；（3） 通過2級電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗；（4） 通過3級浪涌（沖擊）抗擾度試驗。注：以上檢驗內(nèi)容評價等級均為A，高于國家升級改造技術要求。推廣應用先進傳感技術及裝備推廣使用架構簡單系統(tǒng)以及激光、紅外等低功耗傳感器、自診斷型傳感器，鼓勵使用多參數(shù)傳感器。突出礦井的采煤工作面進、回風巷，煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風流中，采區(qū)回風巷，總回風巷瓦斯傳感器推薦使用激光、紅外等全量程傳感器。突出、高瓦斯礦井的回風隅角建議采用無線傳感器。建議加裝粉塵監(jiān)測設備。（1） 具有激光甲烷、紅外甲烷等新型傳感器，設備穩(wěn)定、可靠；（2） 具有多參數(shù)傳感器；（3） 所有數(shù)字傳感器均具有自診斷功能；（4） 具有無線傳感器。提升傳感器的防護等級將采掘面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o等級由IP54提升到IP65。所有傳感器防護等級均由IP54提升到IP65，并且進行了二次儀表統(tǒng)一設計，變送器小型化設計，安裝、使用、維護更方便。完善報警、斷電等控制功能 系統(tǒng)實現(xiàn)分級報警，根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮?、瓦斯超限持續(xù)時間、瓦斯超限范圍等，設置不同的報警級別，實施分級響應。各級別報警濃度值的設置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關法規(guī)標準和實際情況決定。推行邏輯報警，根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等的內(nèi)在邏輯關系，實施邏輯報警，促進各類傳感器的正確安裝、設置、維護，監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用，防止違法行為。具體邏輯關系可由煤礦企業(yè)根據(jù)實際情況進行設置。完善就地斷電功能，提高斷電的可靠性，并加強饋電狀態(tài)監(jiān)測。推行區(qū)域斷電，可由煤礦企業(yè)根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實際情況進行設置。（1） 具備分級報警、邏輯報警以及區(qū)域斷電功能；（2） 系統(tǒng)傳感器可實現(xiàn)井下就地分級報警，報警、斷電、復電門限可通過系統(tǒng)軟件遠程設置，軟件與傳感器門限配置一致。支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡的有機融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術的有機融合。多系統(tǒng)的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。鼓勵新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式。在地面統(tǒng)一平臺上必須融合的系統(tǒng)：環(huán)境監(jiān)測、人員定位、應急廣播，如有供電監(jiān)控系統(tǒng)，也應融入。其它可考慮融合的系統(tǒng)：視頻監(jiān)測、無線通信、設備監(jiān)測、車輛監(jiān)測等。（1） 地面級融合，可實現(xiàn)人員定位、IP廣播、電力監(jiān)測、車輛監(jiān)測、視頻監(jiān)測、礦井提升等三十余種業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合，并在此基礎上進行綜合數(shù)據(jù)利用及多系統(tǒng)聯(lián)動；（2） 井下設備級數(shù)據(jù)融合，可實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、人員定位、礦壓監(jiān)測、瓦斯抽放等系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器、接收器設備的共纜通信，即井下設備級數(shù)據(jù)及信息融合，節(jié)省系統(tǒng)建設成本，減輕系統(tǒng)維護工作量；（3） 井下采用WaveMesh、Zigbee技術，實現(xiàn)采煤工作面回風隅角等位置的無線監(jiān)測；（4） 采用WebGIS進行圖形展示。格式規(guī)范化系統(tǒng)主干網(wǎng)應采用工業(yè)以太網(wǎng)。分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng)，也可采用RS48CAN、LonWorks、Profibus。“十三五”末應采用工業(yè)以太網(wǎng)。模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS48CAN；無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、WiFi、RFID。系統(tǒng)改造后支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。（1） 系統(tǒng)主干網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)；（2） 分站具有以太網(wǎng)接口、RS48CAN通信接口；（3） 模擬量傳感器、開關量傳感器至分站采用RS485傳輸；（4） 系統(tǒng)支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。增加自診斷、自評估功能實現(xiàn)系統(tǒng)定期的自診斷、自評估，能夠預先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用中存在的問題。自診斷的內(nèi)容至少應包括：（1）傳感器、控制器的設置及定義；（2）模擬量傳感器維護、定期未標校提醒；（3）模擬量傳感器、控制器、電源箱等設備及通信網(wǎng)絡的工作狀態(tài)；（4）中心站軟件自診斷，包括雙機熱備、數(shù)據(jù)庫存儲、軟件模塊通信。（1） 系統(tǒng)具有監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)達標檢查功能，可對傳感器漏裝，報警、斷電、復電門限設置錯誤進行診斷、報警；（2） 系統(tǒng)具有傳感器定期未標校提醒和標校超時提醒功能；（3） 系統(tǒng)具有分站、傳感器、電源箱、控制器自診斷功能，可檢測設備軟硬件故障、通信故障等；（4） 中心站軟件具有雙機熱備異常、數(shù)據(jù)存儲異常、通信異常等自診斷功能。加強數(shù)據(jù)應用分析安全監(jiān)控系統(tǒng)應具有大數(shù)據(jù)的分析與應用功能，至少應包括以下內(nèi)容：（1）偽數(shù)據(jù)標注及異常數(shù)據(jù)分析；（2）瓦斯涌出、火災等的預測預警；（3）大數(shù)據(jù)分析，如多系統(tǒng)融合條件下的綜合數(shù)據(jù)分析等；（4）可與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù)。（1） 具有瓦斯誤報警數(shù)據(jù)分析及標注功能；（2） 具有瓦斯涌出量預測預警、火災預測預警、煤與瓦斯突出預報警等功能，實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)分析；（3） 基于多系統(tǒng)融合平臺，對所融合系統(tǒng)進行有效的大數(shù)據(jù)分析；（4） 具有與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接接口。應急聯(lián)動在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應急聯(lián)動。在系統(tǒng)融合的基礎上可實現(xiàn)應急聯(lián)動功能，在緊急情況下可自動與應急廣播、人員定位等系統(tǒng)實現(xiàn)應急聯(lián)動。1提升系統(tǒng)性能指標（1）系統(tǒng)巡檢周期不超過20s；（2）異地斷電時間不超過40s；（3）備用電源能維持斷電后正常供電時間由2h提升到4h，更換電池要求由僅能維持1h時必須更換，提高到僅能維持2h時必須更換；（4）具有雙機熱備自動切換功能；（5）%；（6）分站的最大遠程本安供電距離（在設計工況條件下）實行分級管理，分別為2km、3km、6km。升級改造后KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)性能指標如下：（1） 系統(tǒng)巡檢周期不超過10s；（2） 異地斷電時間不超過5s；（3） 備用電源能維持斷電后正常供電時間由2h提升到4h；（4） 具有雙機熱備自動切換功能；（5） %；（6） 分站的最大遠程本安供電距離不低于距離為6Km（單臺傳感器24V供電，除高低濃度和粉塵傳感器）。1增加加密存儲要求為有利于安全監(jiān)管監(jiān)察和企業(yè)安全管理，對采掘工作面等重點區(qū)域的瓦斯超限、報警、斷電信息應進行加密存儲，采用如MDRSA加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)無法被破解篡改。采用同態(tài)加密、SHA25SHA51DES、RSA等混合加密算法，提高了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸、歷史數(shù)據(jù)進行高效、可靠的加密存儲，以防止違規(guī)刪除、篡改監(jiān)控系統(tǒng)報警、斷電等重要數(shù)據(jù)。1方便用戶使用、維護、培訓軟件界面友好，方便調(diào)用，強化幫助功能。（1） 界面和功能進行全面優(yōu)化，簡化操作；（2） 完善的自定義界面，方面用戶按需要展示；（3） 系統(tǒng)傳感器、電源、執(zhí)行器等設備可實現(xiàn)即插即用功能，簡化設備注冊操作。 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)關鍵設備升級情況 分站升級改造情況（1） 分站升級改造內(nèi)容為滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需要求，同時能夠節(jié)約煤礦改造成本。改進KJF16B分站延用原KJF16B分站不銹鋼外殼、塑料外殼、液晶及按鍵板，主要對主板