李志江

中煤第一建設(shè)有限公司第十工程處 河北邯鄲 056003

1 煤礦井下探測(cè)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)主要功能

作為目前最為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的主要功能如下：①利用同樣基于遠(yuǎn)程控制技術(shù)的履帶式移動(dòng)機(jī)器人作為整個(gè)系統(tǒng)的客戶終端，其能夠自由地移動(dòng)，完成對(duì)井下作業(yè)環(huán)境的整體監(jiān)控，同時(shí)將實(shí)時(shí)信息反饋給系統(tǒng)的中央控制中心；②地面控制中心可以根據(jù)從井下傳輸上來的信息采取應(yīng)對(duì)措施，隨時(shí)調(diào)整工作進(jìn)度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)意外情況時(shí)，能夠合理安排人員疏散，將傷害減少到最低；③為客戶提供方便快捷的操作方式，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的人機(jī)互動(dòng)。

1.2 總體結(jié)構(gòu)

基于計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的操作系統(tǒng)具有較強(qiáng)的綜合性，根據(jù)功能特點(diǎn)的不同大致可以細(xì)化為3個(gè)子系統(tǒng)，即履帶移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)、中間層控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程客戶端控制系統(tǒng)。履帶式移動(dòng)機(jī)器人就是一個(gè)具有高度適用能力的視頻采集、收發(fā)器。其內(nèi)部安置了車載PC和多種傳感器，成功地實(shí)現(xiàn)了信息收集的功能。中間層子系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)大的處理器，它能夠?qū)臋C(jī)器人那里傳輸過來的視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，并且整理匯總?cè)缓蟀l(fā)送給遠(yuǎn)程客戶端，供客戶端進(jìn)行視頻圖像的監(jiān)測(cè)。如此一套智能的系統(tǒng)既縮短了地上控制中心和井下作業(yè)間的距離，又保證了工業(yè)生產(chǎn)的安全性，并且提高了煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率。反過來看這個(gè)控制系統(tǒng)的中間子系統(tǒng)，因?yàn)槠湮恢玫奶厥庑?，致使其具備了承上啟下的功能特點(diǎn)。雖然其不是以計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制為原理的，但它結(jié)合了目前最為先進(jìn)的因特網(wǎng)技術(shù)，為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的支持。而遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)則離不開硬件設(shè)備的支持，其中最重要的就是高端計(jì)算機(jī)，其負(fù)責(zé)與客戶進(jìn)行信息交互，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)視頻等信息數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)從中間層子系統(tǒng)中收集數(shù)據(jù)和圖像，完成井下作業(yè)情況的重組和環(huán)境再現(xiàn)[1]。

1.3 硬件構(gòu)成

21世紀(jì)是科技與信息高速發(fā)展的時(shí)期，高性能的系統(tǒng)必然要求高質(zhì)量的硬件結(jié)構(gòu)作為支持。所以計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)就對(duì)服務(wù)于自己的小型工作站提出了嚴(yán)厲的條件，既要具有良好的性能，又要具備較好的處理能力，同時(shí)能夠兼容較多的輔助設(shè)備，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建出一個(gè)“結(jié)實(shí)“的組成。為了避免來自無線信號(hào)的干擾，保證傳輸過程中的準(zhǔn)確性，通訊工作站選用了MDSinet900網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)，其最大傳輸距離大于40km，最高傳輸速率為512字節(jié)/s，具有無可替代的優(yōu)越性；通訊通道則選用千兆因特網(wǎng)，其負(fù)責(zé)連接各個(gè)電臺(tái)和遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)以及履帶式移動(dòng)機(jī)器人的車載PC；至于車載PC則選用嵌入式工控機(jī)APK-5260，其不但具有堅(jiān)實(shí)的架構(gòu)而且占用空間小，適應(yīng)能力強(qiáng)；而較為重要的視頻和搜集器則通常要采用索尼EVI-DI101pCCD攝像機(jī)等，其屏幕分辨率均在752×582以上，最高捕捉效率為30幀/s。

2 計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)在煤礦工業(yè)中的運(yùn)用

具體到煤礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，一個(gè)小的煤礦企業(yè)，無論是機(jī)器調(diào)配、人員安排，還是井下環(huán)境監(jiān)測(cè)控制都是一個(gè)復(fù)雜的過程。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制在這些過程中，以其高性價(jià)比、高性能、易實(shí)現(xiàn)、易連接的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制，即使是工作人員不易達(dá)到、不易工作的地點(diǎn)，仍然可以通過遠(yuǎn)程控制工程機(jī)器繼續(xù)作業(yè)，并且發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)可以自動(dòng)報(bào)警，不僅保證了企業(yè)工作人員的安全，降低事故危害，更能實(shí)現(xiàn)高效管理、降低成本、節(jié)省人力。這里主要介紹兩個(gè)例子。

整體機(jī)器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制：

煤礦產(chǎn)業(yè)的具體工作當(dāng)中，有一項(xiàng)就是對(duì)于煤礦工業(yè)大型機(jī)器設(shè)備的整體管理，這是各個(gè)企業(yè)都需要重視的問題。建立計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是非常好的解決方案，其中，重點(diǎn)要做好管理員（用戶）管理和資源（機(jī)器）管理兩方面。操作系統(tǒng)要配備系統(tǒng)的保護(hù)卡，或者利用限制用戶權(quán)限來避免系統(tǒng)軟件遭受人為破壞，這就保持了系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，也就為遠(yuǎn)程控制軟件不遭到破壞提供了良好的保障。利用數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的交互所形成的軟件系統(tǒng)具有性價(jià)比高，易于維護(hù)，直觀簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，在管理系統(tǒng)的統(tǒng)籌下，發(fā)揮的作用是非?？捎^的。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制軟件被一分為二，一部分在本地管理主機(jī)上，另一部分就是如地下工作機(jī)器等等的遠(yuǎn)端客戶機(jī)。所有的客戶機(jī)又知道本地服務(wù)器的尋址地址，只要利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制軟件在因特網(wǎng)中的交互功能，為兩個(gè)端口之間架設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠脚_(tái)，使得管理者的命令可以通過這一個(gè)平臺(tái)向客戶端發(fā)送，并且操縱客戶機(jī)的具體工作。也就是說，通過遠(yuǎn)程軟件交互后，管理者可以對(duì)煤礦井下的具體工作情況有個(gè)完整清晰的了解，各個(gè)要害節(jié)點(diǎn)得到了實(shí)時(shí)監(jiān)控，工作數(shù)據(jù)（地溫、水分、氧氣含量等）以及機(jī)器的工作情況也會(huì)及時(shí)傳達(dá)到管理者的主機(jī)當(dāng)中，在控制界面中顯示?；谶@些特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制的終端可以安置在礦井的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，不論是工作人員下入深井進(jìn)行作業(yè)，還是只有大型器械單獨(dú)作業(yè)，都能及時(shí)的通過服務(wù)器傳達(dá)信息，并且在主機(jī)中做好記錄。一旦報(bào)出故障或者是發(fā)生事故，主機(jī)管理員能夠準(zhǔn)確定位事故地點(diǎn)和故障原因，方便進(jìn)行檢修或者實(shí)施營救。這樣不僅做到了預(yù)測(cè)危險(xiǎn)，“防患于未然”，還能夠在災(zāi)后緊急處理方面起到突出的作用，這大大的提高了煤礦產(chǎn)業(yè)的安全性能和工作效率[2-3]。

3 結(jié)語

綜上所述，煤炭工業(yè)是一個(gè)特殊領(lǐng)域，其工作地點(diǎn)一般為井下，所以面臨著很多不可控的環(huán)境因素，并且由于生產(chǎn)壓力的不斷提高，井下災(zāi)害頻繁發(fā)生，不但給企業(yè)帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且危及著員工的生命安全。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的普遍應(yīng)用給煤炭企業(yè)帶來了新的希望，尤其是履帶式機(jī)器人的研發(fā)，既解決了人員安全問題，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下作業(yè)環(huán)境的適時(shí)監(jiān)控，為綜合性遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的投入使用奠定了良好的基礎(chǔ)。