三維立體管網(wǎng)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

一、項(xiàng)目背景及概況

1.1項(xiàng)目背景

煤礦井下壓風(fēng)、供水管路（以下簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)水管路）多數(shù)為建礦期間敷設(shè)安裝，由于井下自然條件惡劣，管路長(zhǎng)期受淋水侵蝕、巷道變形、礦井采動(dòng)壓等影響而出現(xiàn)跑冒滴漏，造成采煤工作面、掘進(jìn)工作面因風(fēng)、水壓力不足影響生產(chǎn)的情況時(shí)有發(fā)生。

井下風(fēng)水管路目前只采取人工巡查的方法進(jìn)行檢查，存在以下弊端：①效率低，耗費(fèi)大量的人力、物力；②不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)、水管路的供風(fēng)、供水 情況，出現(xiàn)突發(fā)事件難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)；③檢查人員容易發(fā)生漏查。

1.2項(xiàng)目概況

根據(jù)煤礦井下風(fēng)水管路的實(shí)際分布情況，建立壓風(fēng)供水管路智能測(cè)與控制系統(tǒng)。對(duì)礦井下壓風(fēng)、供水、排水管路重要節(jié)點(diǎn)建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行運(yùn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)管路參數(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)顯示、欠壓報(bào)警、最大限度地降低因風(fēng)、水壓力不足對(duì)采掘工作面生產(chǎn)的影響。通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)管路的實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理管路故障，確保供風(fēng)、供水和排水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保證礦井的正常安全生產(chǎn)。

1.3功能概述

1、可實(shí)現(xiàn)對(duì)井下壓風(fēng)供水管路系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，直觀展現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)的布局。

2、智能儀表測(cè)量技術(shù)。通過(guò)安裝高精度流量、壓力、溫度等傳感器，設(shè)置分段檢測(cè)點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)，對(duì)供水管路的流量及壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將井下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并實(shí)時(shí)計(jì)算出它們的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)在三維模型中直觀顯示。

3、應(yīng)用環(huán)網(wǎng)技術(shù)，把數(shù)字量傳輸給數(shù)據(jù)分站，分站通過(guò)井下交換機(jī)與環(huán)網(wǎng)連接，把數(shù)據(jù)通過(guò)以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控服務(wù)器，在地面監(jiān)控器上可直觀看到實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，抗干擾能力強(qiáng)，通信流暢、穩(wěn)定。

4、應(yīng)用智能分站控制技術(shù)，通過(guò)對(duì)采集到的現(xiàn)場(chǎng)管路瞬時(shí)流量、壓力值等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，上位機(jī)安裝專(zhuān)用監(jiān)控軟件，可以從地面直觀的監(jiān)控到井下的用水情況。如有數(shù)據(jù)異常，在管網(wǎng)的三維模型中，發(fā)出故障報(bào)警信息，準(zhǔn)確定位故障位置，迅速響應(yīng)，根據(jù)報(bào)警信息，接收計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的控制指令，下發(fā)控制命令，控制對(duì)應(yīng)管路的閥體動(dòng)作，閥體采用有電控裝置閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效處理故障。

5、應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，服務(wù)器軟件通過(guò)環(huán)網(wǎng)采集儀表數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)處理、分析對(duì)比并顯示，用數(shù)據(jù)庫(kù)保存歷史記錄，并可顯示各歷史數(shù)據(jù)的模擬曲線。支持統(tǒng)計(jì)報(bào)表的查詢(xún)和打印。

二、項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

在井下各盤(pán)區(qū)巷口及主要采掘巷道口建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)風(fēng)、水管路內(nèi)輸送介質(zhì)的壓力、流量等數(shù)據(jù)，并具有超限報(bào)警。傳感器通過(guò)總線方式與信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接。通過(guò)以太網(wǎng)接入井下交換機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)將所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測(cè)上位機(jī)。

井下測(cè)點(diǎn)分布表如下：

三、功能介紹

3.1功能介紹

（1）運(yùn)程顯示功能：可在地面客戶(hù)端、移動(dòng)終端顯示各壓風(fēng)管路壓力、各供水管路流量。集中顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)重要參數(shù)(如瞬時(shí)流量、壓力、累計(jì)流量、報(bào)警狀態(tài)、通訊狀態(tài))，并能顯示整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的供水管線圖及地理分布圖(及用戶(hù)用水信息)。應(yīng)有重點(diǎn)用水單位的界面和報(bào)表功能，可隨時(shí)增加或刪除，操作應(yīng)方便快捷；

趨勢(shì)圖：

應(yīng)具有井下重要監(jiān)測(cè)水管的實(shí)時(shí)流量，以趨勢(shì)圖的形式展示在面板上。趨勢(shì)圖的橫坐標(biāo)應(yīng)為時(shí)間縱坐標(biāo)應(yīng)為流量，趨勢(shì)圖應(yīng)分別代表管路流量、其他管路流量。應(yīng)具有井下重要監(jiān)測(cè)風(fēng)管的實(shí)時(shí)壓力，以趨勢(shì)圖的形式展示在面板上。趨勢(shì)圖的橫坐標(biāo)應(yīng)為時(shí)間縱坐標(biāo)應(yīng)為壓力，趨勢(shì)圖應(yīng)分別代表主要監(jiān)測(cè)管路壓力。

應(yīng)具有對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井供排水統(tǒng)計(jì)分析、水資源處理利用統(tǒng)計(jì)分析、各區(qū)域水資源消耗量統(tǒng)計(jì)分析，管網(wǎng)狀態(tài)以及缺壓故障分析并預(yù)警。

（2）就地顯示功能：傳輸設(shè)備或傳感器上可就地顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和通訊狀態(tài)；

（3）報(bào)警信號(hào)自動(dòng)保持功能：實(shí)時(shí)顯示并記錄系統(tǒng)的各種報(bào)警信息，如流量/壓力的超限、儀表工作電源不正常、不間斷電源的電池欠壓、交流消失、通訊故障等報(bào)警信息。一旦報(bào)警，即使經(jīng)復(fù)位后報(bào)警信號(hào)消失，計(jì)算機(jī)內(nèi)仍然保持報(bào)警狀態(tài)，此時(shí)清零命令或按下清零按鈕可清除報(bào)警信號(hào)；

（4）報(bào)表管理功能：能生成各用戶(hù)的用水量日?qǐng)?bào)表，月報(bào)表及年報(bào)表，且可生成分時(shí)等特殊報(bào)表的功能。任意組合測(cè)量趨勢(shì)、測(cè)量參數(shù)累計(jì)、故障時(shí)段等趨勢(shì)記錄通過(guò)打印機(jī)打印輸出；

（5）分級(jí)分權(quán)限管理功能：不同權(quán)限的用戶(hù)登錄到系統(tǒng)所具有的權(quán)限不同；

（6）趨勢(shì)反映功能：系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)信息的趨勢(shì)變化進(jìn)行反映；

（7）上位機(jī)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件及組態(tài)軟件應(yīng)采用正式授權(quán)版本，并提供正版授權(quán)書(shū)，保證其穩(wěn)定可靠。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具備查詢(xún)功能強(qiáng)、完整，能兼容不同通訊協(xié)議的功能；

（8）系統(tǒng)能夠通過(guò)軟件運(yùn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行查看和配置管理；

（9）系統(tǒng)應(yīng)能在國(guó)產(chǎn)硬件及國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)下運(yùn)行，廠家免費(fèi)提供異構(gòu)系統(tǒng)的遷移服務(wù)。

（10）開(kāi)放的通訊協(xié)議，提供數(shù)據(jù)接口，方便后續(xù)接入綜合自動(dòng)化平臺(tái)，且系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)必須免費(fèi)提供集團(tuán)公司上級(jí)平臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)接口。 

四、系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖

五、設(shè)備清單

本設(shè)備清單為主要設(shè)備清單，乙方需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確保功能完整性，給予設(shè)備及相關(guān)材料補(bǔ)充，并完善配置。

六、軟件系統(tǒng)

三維立體展示：

查詢(xún)及其他功能：

本系統(tǒng)軟件基于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，操作者所有操作都在瀏覽器內(nèi)完成，只要數(shù)據(jù)服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)中，則操作者通過(guò)在其他聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的瀏覽器，輸入本系統(tǒng)服務(wù)器的IP地址，即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)程登錄，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)、處理等操作。系統(tǒng)主要功能是把風(fēng)、水流量及壓力集成到一個(gè)界面顯示，能夠按要求查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以用表格、曲線、報(bào)表、圖形等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示和可視化輸出，并可進(jìn)行相應(yīng)的編輯、打印、存儲(chǔ)等操作。并且，可遠(yuǎn)程控制電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度及啟停。通過(guò)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)異常的管道進(jìn)行預(yù)警，提醒人工排查，檢查異常管道是否存在跑冒滴漏問(wèn)題。