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1、数字化煤矿方案一、 数字化煤矿概述煤矿数字化是煤矿发展的趋势和方向。它是将煤矿的固有信息（即与空间位置直接有关的固定信息，如地面地形,井下地质、开采方案、已完成井下工程等）和动态信息（即空间位置间接有关的相对变动的信息，如安全监测监控系统、电力监控系统、胶带集控系统、人员定位监控系统等生产过程中的设备、环境、人员信息）通过空间分析、数据挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算等先进的技术手段实现数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化。因此可以说数字化煤矿是建立在由计算机网络管理的管控一体化系统，它综合考虑安全、生产、经营、管理、环境、资源和效益等各种因素。从而高效的整合煤矿各方面资源，极
2、大的加快了安全管理响应速度，同时提高了煤矿安全生产调度水平，进而可以使得煤矿实现减员增效。让煤矿管理者可以全方位的掌握煤矿安全生产过程中的所有情况，并针对生产过程中出现的问题作出科学、准确的判断，有利于管理者制定决策。最终使企业实现整体协调优化，在保障企业可持续发展的前提下，达到提高其整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。二、 数字化煤矿建设目标针对煤矿资源与开采环境以及生产过程控制的全过程，采用先进的数字信息技术，结合大型的智能化机械装备来代替传统的人工或机械操作，对煤矿安全生产和管理进行控制，实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化
3、。数字矿山的最终目标就是实现煤矿的安全生产管理综合自动化。三、 数字化煤矿整体设计通过对煤矿井下各层面子系统的整合，采集各子系统的海量实时数据，将数据集中管理，经过分析、统计后形成综合的安全生产调度管理，全面覆盖煤矿的安全生产，并为煤矿企业领导层提供全面的安全生产评估和决策依据，实现煤矿企业的安全，高效，绿色，可持续开采。三层体系设计：数字化煤矿业务框架数字化煤矿拓扑图四、 数字化煤矿建设内容1.1. 工业以太网工业以太网技术是以IEEE802.3为技术基础，首先解决了数据传输的实时性、可靠性，其次解决了以太网不能组成快速冗余环型网络且不能快速收敛的问题，再次解决了商用以太网技术在恶劣的电磁、
4、高温、高湿、爆炸等环境中长期使用丢包的难题。工业以太网技术是以IEEE802.3标准全双工、线速转发的以太网技术为基础，其传输带宽由100Mit/s、1Git/s到10 Git/s，在任何状态下全线速转发不丢包。同时，工业以太网技术还承继了以太网技术的VLAN技术、优先级技术、组播技术、广播风暴抑制技术等特点，在硬件技术上实现了设备的本质安全，低耗节能。现阶段，工业以太网技术发展比较成熟，广泛应用于煤矿、铁路、电力等行业。在煤矿行业，工业以太网技术可实现将整个矿井的主要生产单位地点构建到一个网络平台上，同时在环网网络的关键地点设置交换机，将附近的PLC等自动化设备接入到交换机上。通过多台交换机
5、在地面和井下形成环网，将地面和井下的各类信号统一传输到调度指挥中心。工业以太网的优点：（1）应用领域工业以太网交换机是基于成熟的以太网技术，专门针对工业自动化领域而设计和制造的，技术成熟，应用广泛，涉及工业自动化的各个领域，而且经过长期的现场使用来看，是目前最适合工业领域的网络通信产品。（2）网络拓扑以太网交换机组网方式多样，总线型，星型，环型，双总线型，双星型，双环型拓扑，尤其在工业环境中经常使用到的环型和双环型网络拓扑，可以实现链路的冗余，保证多故障点的情况下通信不受影响。（3）光纤传输距离目前工业以太网交换机光纤的传输距离可以达到100kM以上。（4）节点间通信工业以太网交换机组成的网络
6、中，每个节点都是对等的，当网络中出现故障后，故障节点可以立即与两个相邻的节点进行实时通信，进行煤矿网络的系统隔离，并在几个毫秒内完成跳闸等命令的操作。（5）数据传输模式工业以太网交换机可以根据报文类型进行带宽分配，可以有效的提升网络带宽的利用率。并对各种类型的报文进行抑制。如广播报文、单播报文、组播报文、未知源的报文等。（6）传输带宽工业以太网已经推出了成熟的光纤传输带宽为10G的工业以太网交换机，足以满足工业领域中数据量很大的核心层应用。（7）环境要求工业以太网设备现已通过防爆兼本安型认证，可满足煤矿井下环境使用需求。总之，煤矿工业以太网技术已经发展成熟，并通过煤安认证，适合在矿井上下不同环
7、境需求下进行组网设计，并实现冗余功能，是现阶段煤矿工业控制网络的广泛采用的组网方式。工业以太网应用拓扑图1.2. 调度中心建设一个现代化的调度中心建设一般包括以下几个系统：大屏控制系统工程、装饰装修系统工程；供配电系统工程；空调和新风系统工程、建筑智能化系统工程、防雷系统工程以及消防系统工程等。而每个系统工程又由若干个子系统构成，每个子系统又由若干个单项工程组成。正是由这些不可再分的单项工程共同组成了一个复杂的调度中心的有机体。下面从调度中心的基本系统设计逐一分析。1.2.1. 大屏系统DID大屏幕拼接系统由图像显示系统、图像处理系统、信号源切换系统等子系统组成。拼接墙采用先进、高速图像处理技
8、术，实现了多路信号的统一处理，以高清晰度、高亮度与高色域的液晶显示技术、嵌入式硬件拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术等合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、低功耗、寿命长的液晶拼接墙显示系统。DID（Digital Intelligence Display）TFT LCD是工业级的窄边拼接液晶屏。它是根据应用于安防、广播电视、医疗、工业及公共媒体发布等领域专业显示设备的技术要求而设计和生产的，是继NB、PC及TV之后的第四代LCD产品。以其卓越的显示性能，已经成为人们认同的当前最高端、最理想的液晶显示屏。超窄边液晶拼接墙采用目前全世界最小边框的液晶拼接单元，其边缘拼接缝隙只有7.3mm
9、，理想高端显示，完美演绎拼接，是大屏幕墙显示设备的最佳方案。大屏拼接效果图1.2.2. 液晶拼接墙的系统设计1.2.2.1. 系统的可行性液晶拼接墙既可以采用小屏拼接、也可以采用大屏拼接，拼接可任意组合（MN）。我们会根据不同的客户对拼接系统提出的系统规模、尺寸和应用要求，选择合适的产品和拼接方式，提出具体实施方案，满足系统的应用需求。通过RS-232通讯接口来控制图像控制器来实现任意组合显示模式的切换、信号的切换等。客户的不同需求，打造个性化系统，提供不同的实施方案和技术支持。1.2.2.2. 系统的实用性可以根据用户对输入信号的要求，选择不同的视频处理系统，实现VGA、AV复合视频、S-V
10、IDEO、YPBPR、DVI、HDMI信号，满足不同使用场合，不同信号输入的需求。可以通过控制软件，实现各种信号的切换、拼接成全屏显示、任意组合显示、图像拉伸显示、图像漫游显示、图像叠加显示等。1.2.2.3. 系统的可靠性液晶拼接墙所用的拼接单元采用工业级的DID液晶专用屏，拼接单元可一天24小时一年365天连续工作，拼接单元具有可靠性、稳定性高等特点，以保证系统稳定可靠地运行。由于低功耗、重量轻、寿命长，无辐射等特点，使得液晶拼接墙可靠性极高。1.2.2.4. 系统的经济性考虑系统的经济性，应从性价比来考量，只有在高性能、高质量的前提下，系统的经济性才有意义。目前市面上的等离子（PDP）的
11、拼接墙，但其价格较高，一般一平方米的价格高达十几万，比液晶拼接墙还要贵，并且由于其固有的缺陷，性价比较低。而DLP墙价格相对也较高，而一年光灯泡的更换费用在每个单元的屏上也高达几千块，那么一个屏幕墙加起来少则几万，多则十几万，几年下来，其费用惊人。目前正值全球经济危机，各企业机关均在压缩支出,但对液晶显示产品的需求仍成递增趋势，因此在满足客户的基本需求同时，更具性价比的产品将得到客户的青睐。1.2.2.5. 系统的开放性及可扩展性数字网络型超窄边智能液晶拼接系统遵循开放系统的原则，系统除了可以直接接入AV、VGA、YPbPr、DVI 、HDMI信号外，还应能随时对各类信号进行切换及动态综合显示
12、，给用户提供一个交互式平台，而且支持二次开发；系统应有增加新设备和新功能的能力，使得硬件扩充变得非常简单。同时，软件也只需要进行扩容和升级就可以满足要求，而不必修改源程序。系统硬件和软件部分都能够方便的“与时俱进”。1.2.3. 液晶拼接墙功能特点1.2.3.1. 46拼接单元功能特点 采用高亮度、高对比度、高色域处理技术 相对普通液晶屏，工业级的DID液晶亮度达到700cd/，对比度4000：1，显示出的图像色彩靓丽、还原性更好、层次感更突出。高亮度：与TV和PC液晶屏相比， DID液晶屏拥有更高的亮度。TV或PC液晶屏的亮度一般只有250500cd/，而DID液晶屏的亮度为7001000
13、cd/。高对比度：三星 DID 液晶屏具有4000：1对比度，比传统PC或TV液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的二倍。图像色泽浓郁，还原性较好，特别适合对色彩要求较高的场合。更好的彩色饱和度：目前普通LCD和CRT的彩色饱和度只有72，而DID LCD可以达到92%的高彩色饱和度，这得益于DID新开发的色彩校准技术，通过这个技术，除了对静止画面进行色彩校准外，还能对动态画面进行色彩的校准，这样才能确保画面输出的精确和稳定。 超窄边超薄超轻设计工业级的DID-TFT液晶面板，边框小于5.3mm，厚度小于4cm，重量小于15公斤，如此的精心设计，大大提高安装调试的效率，也显示出专业液晶拼接的独特效
14、果。 材用最新的色彩校正技术及独特的宽视角处理技术 工业级的DID液晶面板采用最新色彩校正技术及独特的宽视角处理技术，可视角度达到178，对动态及静态图像画面处理更具专业性，使得画质清晰、逼真，视角更宽阔。 采用数字阵列高速图像处理技术 应用先进的数字高速图像处理技术，视频带宽高达500MHZ，运算实时分割放大输入图像信号，在多倍分割放大处理的单屏画面上，彻底解决模/数之间转换带来的锯齿及马赛克现象，拼接画面清晰流畅，色彩鲜艳逼真。 采用3D高画质图像数字处理技术3D数字梳状滤波和3D数字图像降噪技术，可大大消除图像细节的杂波干扰、边缘锯齿现象。 采用RC智能自适应数字处理技术即DLC（动态场
15、景控制）、WLE（白电平延伸）、BLE（黑电平延伸）自适应控制电路，特别适合在夜间监控时彩转黑摄像头输出较弱的信号时，能自动对图像的灰度等级、色温进行调整，保证图像的真实还原性，有效提升图像的景深层次感。 采用H2S宽动态技术即视频高清宽动态同步自适应双码流技术，能快速适应处理不同频率状态下的高清视频图像信号，彻底解决不同频率下产生的图像闪烁导致视觉疲劳现象。尤其是与前端特殊工控机系统之间的匹配，经过专业测试，彻底解决了主控机二次重复播放时的失真、衰减等现象，消除了数据进行1/2信号取样后的缺失空间，完全能自动适应不同场频状态下的高速图像信号，实现图像的稳定、清晰、实时性。 采用特殊勾边锐度图像提升处理技术采用特殊图像勾边电路，能够大大消除图像边缘的串色、锯齿等，使得图像轮廓更加分明，层次感更强，从而更有效地提高图像的清晰度及锐度。 采用图像快速抓拍技术在对所抓拍到人的脸部细节上，能准确地分辨出脸部的皱纹、疤痕、黑痣等，无明显拖尾、重影等，肤色还原更加真实、逼真。 采用智能自动消残影技术输入的图像在一段时间内处于静止状态时，系统即启动“消残影引擎”，这个引擎会自动识别输入图像的静止或运动情况，来判断当前屏幕所显示画面的动与静，及时发出命令使得显示在屏幕上的静止画面在水平方向上产生一定幅度的相位位移，从而消除在静止画面时液晶分子容易被损伤的情况
