序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文，愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：煤礦；瓦斯；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

Abstract: as everyone knows the energy industry is the lifeblood of national economic development, however, the situation of production safety in China coal industry is not optimistic, especially the heavy, serious accidents occur frequently. In these accidents, and the majority of the gas explosion. There are many factors, but the coal mine production safety monitoring equipment is not complete, the backward management is one of important reasons which cause accidents. This paper mainly introduces the main content of gas control navigation control and gas safety monitoring equipment installation requirements and technical management, and finally prospects the development trend of coal mine gas monitoring system.

Keywords: coal mine; gas monitoring system

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）

1、引言

我們都知道瓦斯災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)中的主要災(zāi)害之一，一方面為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)煤炭能源的強(qiáng)勁需求，國(guó)內(nèi)煤礦開(kāi)采強(qiáng)度普遍增大；隨著開(kāi)采深度向深部延深，多數(shù)礦井由原來(lái)的低瓦斯礦井轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄咚够蛲咚雇怀龅V井，這是近年來(lái)我國(guó)煤礦瓦斯事故多發(fā)的客觀原因之一；另一方面國(guó)內(nèi)幾起重大瓦斯事故的原因分析表明，瓦斯防治管理方面存在的缺陷也是導(dǎo)致瓦斯事故頻繁發(fā)生的重要原因。因此瓦斯治理就成為煤礦安全生產(chǎn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。那么如何運(yùn)用信息技術(shù)改善瓦斯防治管理手段、提升瓦斯管理水平，已經(jīng)成為我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的迫切需求。

2、瓦斯防治導(dǎo)航監(jiān)測(cè)管理主要內(nèi)容

什么是煤礦瓦斯安全監(jiān)控系統(tǒng)呢？所謂煤礦瓦斯安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 是指利用信息管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)對(duì)礦井甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、主要通風(fēng)機(jī)開(kāi)停等實(shí)施遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等功能的系統(tǒng)。

目前,我國(guó)煤礦多數(shù)礦井都裝備了瓦斯安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，煤礦安全綜合信息化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理應(yīng)用系統(tǒng)等到了快速發(fā)展。人們就可以通過(guò)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)分析判斷、提醒和報(bào)警實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)礦井瓦斯防治導(dǎo)航的技術(shù)，來(lái)確保煤礦系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 瓦斯防治導(dǎo)航監(jiān)控管理主要有以下內(nèi)容：

（一）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控管理內(nèi)容

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，新建添加各種監(jiān)控傳感器及必備的監(jiān)控內(nèi)容，設(shè)計(jì)有傳感器說(shuō)明牌、傳感器監(jiān)測(cè)表，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性、定量分析、評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)傳感器的定位管理，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)控區(qū)域的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警，判斷更直接、快速。

（二）通風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)施監(jiān)控管理內(nèi)容

通風(fēng)系統(tǒng)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，新建添加各種通風(fēng)設(shè)施，設(shè)計(jì)有設(shè)施說(shuō)明牌、設(shè)施監(jiān)測(cè)表，對(duì)通風(fēng)設(shè)施監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性、定量分析、評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)施管理的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警，根據(jù)授權(quán)進(jìn)行簽名評(píng)價(jià)、消警、處理，消除安全隱患及導(dǎo)航系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)。

（三）采掘生產(chǎn)系統(tǒng)主要監(jiān)控管理內(nèi)容

在數(shù)字化的采掘工程平面圖上對(duì)采煤工作面和掘進(jìn)工作面的適時(shí)位置進(jìn)行活化處理，根據(jù)其推進(jìn)度按時(shí)更新，系統(tǒng)將根據(jù)其更新的適時(shí)位置線對(duì)推進(jìn)前方影響區(qū)域內(nèi)瓦斯情況進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警。

（四）瓦斯地質(zhì)信息監(jiān)控管理內(nèi)容

瓦斯地質(zhì)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，劃出高瓦斯區(qū)、高瓦斯帶、突出威脅區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)，隨采掘工作面推進(jìn)按監(jiān)測(cè)表要求，隨時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警。

3、瓦斯安全監(jiān)控設(shè)備安裝時(shí)的要求及技術(shù)管理

煤礦企業(yè)在對(duì)瓦斯安全監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝時(shí)必須符合以下要求：

①瓦斯監(jiān)控裝備必須具有煤安標(biāo)志，設(shè)備下井前必須經(jīng)過(guò)調(diào)試、校正，檢查合格后方可使用。對(duì)于沒(méi)有煤安標(biāo)志和合格證明的設(shè)備一律不準(zhǔn)下井和安裝使用。

②監(jiān)控設(shè)備必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的取值也必須符合設(shè)計(jì)要求。

③監(jiān)控設(shè)備的供電電源必須取自被控開(kāi)關(guān)的電源側(cè)，嚴(yán)禁接在被控開(kāi)關(guān)的負(fù)荷側(cè)。

④電纜要求：本質(zhì)安全型監(jiān)控裝備其輸出本質(zhì)安全型部分可不按防爆要求管理，但其關(guān)聯(lián)設(shè)備仍要按防爆要求管理。

⑤井下主機(jī)或分站應(yīng)安設(shè)在支護(hù)良好、無(wú)滴水、無(wú)雜物的進(jìn)風(fēng)巷道或峒室內(nèi)，且距巷道的底板距離不得小于300mm。

⑥傳感器必須垂直懸掛。

⑦設(shè)備安裝完畢經(jīng)過(guò)調(diào)校，測(cè)試合格，由瓦檢員、安裝人員、施工單位共同在安裝申請(qǐng)單上簽字，然后移交給施工單位使用和保管。

加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控設(shè)備的技術(shù)管理

①礦井技術(shù)人員要充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的監(jiān)測(cè)資料，定期組織分析，查找瓦斯超限或設(shè)備故障的原因，制定針對(duì)性的措施，以確保安全生產(chǎn)。

②加強(qiáng)技術(shù)資料管理。技術(shù)人員要經(jīng)常收集整理各種瓦斯監(jiān)控技術(shù)資料，并分門別類進(jìn)行建檔。

③配齊瓦斯監(jiān)控人員，強(qiáng)化培訓(xùn)、提高素質(zhì)、確保瓦斯監(jiān)控工作的正常開(kāi)展。安裝、維修及監(jiān)控室值室人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)并經(jīng)考試合格后掛證上崗，不合格的不得上崗。

4、煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

①智能化自檢功能

系統(tǒng)故障自檢功能向智能化發(fā)展，具有對(duì)故障的智能分析、判斷功能，改變系統(tǒng)自檢功能單一、簡(jiǎn)單的情況，做到系統(tǒng)常見(jiàn)的軟件和硬件故障都能通過(guò)門檢功能進(jìn)行判斷， 從而縮短故障處理時(shí)間，更好地保障礦井安全生產(chǎn)。

②規(guī)范通信協(xié)議

通信協(xié)議不規(guī)范的后果是造成設(shè)備購(gòu)置重復(fù)， 不能隨意進(jìn)行軟硬化升級(jí)的改造。制定統(tǒng)一的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)促進(jìn)礦撲監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。

③實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)化

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化管理的需要， 監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息被網(wǎng)絡(luò)共享，系統(tǒng)應(yīng)用軟件按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，每一臺(tái)在網(wǎng)遠(yuǎn)程終端都可以共享監(jiān)控信息， 為決策和管理層提供決策依據(jù)。

④傳感器技術(shù)得到改善，將開(kāi)發(fā)出高品質(zhì)的傳感器

未來(lái)的高性能傳感器的壽命、抗高濃沖擊性能、抗中毒性能將會(huì)得到改善。

5、結(jié)論

總之，瓦斯安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是領(lǐng)導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)決策提供科學(xué)可靠的第一手材料，是及時(shí)協(xié)調(diào)和正確指揮生產(chǎn)的重要途徑。充分發(fā)揮煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的重要作用，有效遏制煤礦重特大瓦斯事故的發(fā)生，規(guī)范瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理，從而真正發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)在 “一通三防”中的作用，保證瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，能夠使煤礦安全生產(chǎn)得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1]王衍生，尹經(jīng)梅，劉平.監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在礦井瓦斯管理中的應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保.2000(S1):71～72.

篇(2)

棉花監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支撐平臺(tái)是提供信息數(shù)據(jù)傳輸、交換、儲(chǔ)存、處理、共享、的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)處理分中心(國(guó)家發(fā)改委價(jià)格監(jiān)測(cè)中心)、國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息中心以及國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總公司的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、配套設(shè)備、運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信息的處理、共享、傳輸和備份，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行的各方面功能要求。

1.在基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)的同時(shí)開(kāi)展全面、有效的安全體系規(guī)劃和建設(shè)；2.選用最可靠最穩(wěn)定的安全產(chǎn)品構(gòu)建安全防御系統(tǒng)；3.在最大限度保障安全運(yùn)行的同時(shí)，又兼顧良好的運(yùn)行效率；4.全面兼顧安全技術(shù)、業(yè)務(wù)運(yùn)維流程和人員在信息安全保障中的積極協(xié)調(diào)作用；5.有效監(jiān)控全網(wǎng)的安全情況，快速發(fā)現(xiàn)可能的安全隱患和異常行為；6.實(shí)現(xiàn)7×24×365的安全運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控與安全運(yùn)行維護(hù)處理；7.建立完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制和流程；8.在短短兩個(gè)月時(shí)間內(nèi)高效率、高質(zhì)量地完成所有的工作。

一套平臺(tái) 兩種思想 三個(gè)系統(tǒng)

國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全建設(shè)和保障工作涉及到安全體系規(guī)劃、安全系統(tǒng)集成、安全運(yùn)維管理、信息安全專業(yè)服務(wù)、高端安全管理咨詢、日常安全支持以及安全值守服務(wù)等眾多內(nèi)容。安全建設(shè)工作千頭萬(wàn)緒，安全保護(hù)對(duì)象龐大復(fù)雜，安全管理要求苛刻嚴(yán)格，對(duì)安全保障體系的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提出了非常高的要求。

針對(duì)安全建設(shè)和管理需求，太極組織了大量的安全專家認(rèn)真、深入地分析了國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可能面臨的各類安全問(wèn)題，參照ISO17799等安全管理國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合太極多年在安全領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，提出了解決方案。太極與相關(guān)合作伙伴緊密合作，針對(duì)國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和建設(shè)可以總結(jié)為：建設(shè)一套集中的安全運(yùn)行管理平臺(tái)，融合兩種核心的安全建設(shè)思想，建立三個(gè)不同角度的信息安全子系統(tǒng)。

一個(gè)平臺(tái)，是指通過(guò)部署安全運(yùn)行管理中心產(chǎn)品建立國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集中安全運(yùn)行管理平臺(tái)。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各種網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和安全軟件的集中管理和監(jiān)控，把一個(gè)個(gè)原本分離的網(wǎng)絡(luò)安全孤島聯(lián)結(jié)成有機(jī)協(xié)作互動(dòng)的一個(gè)整體，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)安全事件的處理，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全管理過(guò)程中的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)策略調(diào)整，綜合安全審計(jì)以及恰當(dāng)及時(shí)的威脅響應(yīng)，從而有效提升網(wǎng)絡(luò)的可管理性和安全服務(wù)水平。

兩種思想是指動(dòng)態(tài)信息安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系建設(shè)思想和構(gòu)建信息安全縱深防御體系建設(shè)思想。

動(dòng)態(tài)信息安全體系思想的根本目的，是要保障安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備良好的動(dòng)態(tài)建設(shè)過(guò)程和安全可擴(kuò)展性，促進(jìn)建立易擴(kuò)展的信息安全保障體系?？v深防御思想是保障安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的廣度和深度，促進(jìn)建立全面綜合、高效安全的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系。其在廣度上要求從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等各個(gè)層面考慮安全系統(tǒng)建設(shè)；在深度上要求分層次，由外而內(nèi)，從網(wǎng)絡(luò)邊界、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、核心服務(wù)器乃至桌面PC各個(gè)層面考慮安全防御功能的建設(shè)。其核心體現(xiàn)就是進(jìn)行合理的網(wǎng)絡(luò)安全域規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)安全事件影響范圍的有效控制。

本次項(xiàng)目，太極協(xié)助國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃了完善的動(dòng)態(tài)信息安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系的建設(shè)，包括三大信息安全體系安全功能技術(shù)體系、安全服務(wù)支持體系、安全管理咨詢體系。

優(yōu)點(diǎn)多多

系統(tǒng)的安全規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理解決方案，覆蓋了信息系統(tǒng)的整個(gè)生命周期；充分重視業(yè)務(wù)安全管理，將傳統(tǒng)分立的安全產(chǎn)品管理進(jìn)行有效整合；提出了安全運(yùn)行管理中心解決方案，實(shí)現(xiàn)了安全產(chǎn)品和管理的集中統(tǒng)一；將安全監(jiān)控和安全維護(hù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理，提高了安全管理效率；將各種安全設(shè)備所報(bào)告的安全事件匯總在一起進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，消除安全事件的誤報(bào)和重復(fù)報(bào)警，并推斷問(wèn)題根源，給出該事件的解決建議。

應(yīng)用效果與收益

安全運(yùn)行管理中心的部署，實(shí)現(xiàn)了分散的、異構(gòu)的安全產(chǎn)品的集中管理，高效提煉和分析海量的安全信息和各類報(bào)警事件；實(shí)現(xiàn)了安全事件的閉環(huán)處理；實(shí)現(xiàn)了信息安全的“可控、可見(jiàn)和可管理”，協(xié)助國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邁向信息安全管理乃至IT管理的新臺(tái)階。

用戶評(píng)議

國(guó)家棉花市場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于其特殊性和重要性，安全是第一重要的因素。我們?cè)谶M(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中對(duì)安全產(chǎn)品提供商和安全集成服務(wù)商進(jìn)行了嚴(yán)格的選擇，我們?cè)陧?xiàng)目建設(shè)中采用了最好的產(chǎn)品、最嚴(yán)格的管理、最優(yōu)秀的集成商和最高效的服務(wù)來(lái)確保網(wǎng)站的安全。

篇(3)

關(guān)鍵詞：礦井瓦斯；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)； KJ2000N系統(tǒng)；安全管理

Abstract: network monitoring system along with the science and technology unceasing forward development, also in coal mine industry widely used, and made some good results, it shows the network monitoring system has broad application prospects and potential. With the increase of mining depth coal mine, the coal mine disaster will seriously affect the safety and efficiency of coal mine production, for example, has roof accident, water bursting accidents, gas accident harm, dust and so on several big disaster, including gas disaster is one of the most heavily affected a. Therefore, in view of kailuan linxi mining company raise the safety need, to the mine safety monitoring system design and installation, and the idea of monitoring system is discussed, and cohesion of a complete system are described. This mine gas monitoring system management model in coal mine production in the development of zhongzheng fast, to improve the economic efficiency and the social efficiency has a tremendous role.

Keywords: mine gas; Network monitoring system; KJ2000N system; Safety management

中圖分類號(hào)：TD76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、前言

眾所周知，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，也在煤礦行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，并且取得了一定的良好效果，這體現(xiàn)出了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景和潛力。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，存在著很多災(zāi)害直接影響煤礦的安全生產(chǎn)，比如有頂板事故、突水事故、瓦斯事故、粉塵危害等幾大災(zāi)害，其中瓦斯災(zāi)害就是其中影響最為嚴(yán)重的一種，因此，要保證煤礦生產(chǎn)安全高效的運(yùn)行，必須有效防治瓦斯災(zāi)害?；凑忝弘姽绢櫛泵旱V現(xiàn)用KJ2000N型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。這種礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的管理模式在煤礦生產(chǎn)中正快速的發(fā)展中，對(duì)提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有著巨大的作用。KJ2000N系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于煤礦瓦斯的治理有以下幾個(gè)主要作用：第一，由于在井上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其環(huán)境給操作者提供了簡(jiǎn)潔易用的界面。第二，還可以對(duì)井下的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行自行處理和編輯，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。第三，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時(shí)候，可以在井上處理，方便工程技術(shù)人員對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的管理。第四，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的連續(xù)傳輸和對(duì)工作面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也可實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警，自動(dòng)斷電。

2、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

KJ2000N系統(tǒng)由地面中心站、網(wǎng)絡(luò)傳輸接口、井下分站、井下防爆電源、各種礦用傳感器、礦用機(jī)電控制設(shè)備及KJ2000N安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)軟件組成。地面中心站是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，安裝在地面計(jì)算機(jī)房。井下部分包括：KJ2007(F，G等)井下分站，KDW6B隔爆兼本質(zhì)安全型電源，各種安全、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)傳感器，報(bào)警箱和斷電控制器等。井下分站和傳感器安裝在井下具有煤塵、沼氣、一氧化碳等危險(xiǎn)氣體的環(huán)境中，對(duì)煤礦井下的各種安全、生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理，并將安全生產(chǎn)參數(shù)及時(shí)傳輸?shù)降孛嬷行恼尽８鞣N數(shù)據(jù)由分站和中心站處理，并能按要求直接發(fā)出聲、光報(bào)警和斷電控制信號(hào)。地面中心站經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸接口采用光纜與井下分站聯(lián)結(jié)通訊。當(dāng)前情況下，煤礦生產(chǎn)中所使用的監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)在各個(gè)生產(chǎn)工作面、掘進(jìn)面等一些主要的機(jī)電硐室均被廣泛應(yīng)用，正是由于KJ2000N礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦的廣泛使用，這樣使得煤礦傳統(tǒng)的單一的監(jiān)控模式得到了徹底的改變，通過(guò)KJ2000N系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、全面地了井下安全情況和生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害事故的早期預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，并能及時(shí)地自動(dòng)處理。這樣既提高了煤礦的生產(chǎn)效益，又彌補(bǔ)了由于井下瓦斯員的疏忽大意所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)部準(zhǔn)確等原因造成的定時(shí)定點(diǎn)匯報(bào)的不足，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，并且可以利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行安全趨勢(shì)分析研究，對(duì)井下災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)安全管理的雙保險(xiǎn)。

圖一KJ2000N系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 注意事項(xiàng)及相關(guān)建議

（1）按照要求及時(shí)對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)試、校正，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

（2）及時(shí)捧除故障，加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)，確保其正常運(yùn)行。

（3）必須按照要求設(shè)置傳感器的位置。隨著工作面的推進(jìn)，要及時(shí)調(diào)整傳感器的位置，使其真實(shí)反映井下的情況。

（4）備用監(jiān)控系統(tǒng)的操作與功能。當(dāng)由于人為或外界因素導(dǎo)致主監(jiān)控服務(wù)器的監(jiān)測(cè)應(yīng)用程序停止工作或服務(wù)器斷電等原因正常監(jiān)測(cè)不能進(jìn)行的時(shí)候，備用監(jiān)控服務(wù)器可在5 s內(nèi)人為手動(dòng)打開(kāi)監(jiān)測(cè)應(yīng)用程序，保證監(jiān)測(cè)的正常進(jìn)行，保證了用戶應(yīng)用程序的連續(xù)性。

（5）隨時(shí)和廠家聯(lián)系，及時(shí)解決安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的新問(wèn)題。

3、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

該監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在各煤炭企業(yè)已形成的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，整個(gè)系統(tǒng)將建立兩級(jí)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，形成一個(gè)“三層四級(jí)”網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

(1)建立一級(jí)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。

(2)在國(guó)有重點(diǎn)煤業(yè)集團(tuán)建立二級(jí)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。

(3)在煤炭管理部門設(shè)立二級(jí)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。

4、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)管及意義

我們必須對(duì)一些高瓦斯礦井或者按照高瓦斯礦井管理的煤礦要有網(wǎng)絡(luò)式的監(jiān)管方式，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的有效管理，我們還必須要將這些數(shù)據(jù)上報(bào)到安全監(jiān)管部門，這樣便于上級(jí)部門對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行有效的監(jiān)管。各監(jiān)管部門的監(jiān)管人員應(yīng)該及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣可以更好的有效的對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，病區(qū)要將數(shù)據(jù)處理結(jié)果上傳到網(wǎng)上，方便工程技術(shù)人員參考，這種監(jiān)管模式對(duì)煤礦的安全高效生產(chǎn)能夠起到很好的監(jiān)督和監(jiān)控作用，同時(shí)這對(duì)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)的穩(wěn)定好轉(zhuǎn)具有積極的意義。只有有效的保證煤礦瓦斯網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)監(jiān)控項(xiàng)目的實(shí)施，這樣才能夠使得煤礦安全又了進(jìn)一步的保證，電子警察的角色也就很好的扮演者，這樣對(duì)煤礦的多級(jí)管理也是一個(gè)很好的強(qiáng)化，這樣在煤礦生產(chǎn)中就形成了多級(jí)監(jiān)管體系和安全生產(chǎn)綜合信息網(wǎng)絡(luò), 如果在煤礦工作面出現(xiàn)了瓦斯超限等問(wèn)題，礦監(jiān)控中心將立即報(bào)警，并且將報(bào)警的數(shù)據(jù)直接上報(bào)到監(jiān)控中心，便于煤礦領(lǐng)導(dǎo)部門更方便的查明超限原因和及時(shí)的采取有效的措施，將瓦斯事故消滅在萌芽狀態(tài)。對(duì)防止以瓦斯等惡性事故, 提高煤礦管理水平具有重要意義。這種監(jiān)控系統(tǒng)-----KJ2000N系統(tǒng)，對(duì)煤礦的瓦斯治理具有以下幾點(diǎn)重要意義。第一，這項(xiàng)工程很好的改造了煤礦瓦斯的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)提高煤礦的安全管理和裝備水平都更好更快的提高。第二，以前對(duì)瓦斯實(shí)行的是填表上報(bào)，這樣有可能監(jiān)測(cè)瓦斯人員偷懶活者其他原因，不檢測(cè)數(shù)據(jù)，而是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，然后上報(bào)，這樣使得數(shù)據(jù)極不真實(shí), 多數(shù)情況下也無(wú)法追溯核實(shí),這樣使得瓦斯事故在煤礦生產(chǎn)中高發(fā)的一個(gè)重要原因。第三，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)不會(huì)改變煤礦的安全管理模式, 它為各級(jí)管理部門提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控的工具，提高了工作效率。第四，有助于對(duì)煤礦的各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀分析, 微觀指導(dǎo)。

5、結(jié)論

綜上所述， KJ2000N系統(tǒng)在煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，這樣既增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，同時(shí)還對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能也是一個(gè)很好的完善和補(bǔ)充，對(duì)協(xié)調(diào)我國(guó)礦井設(shè)備落后與高生產(chǎn)效率要求之間的矛盾也有一定的指導(dǎo)意義，并且使得網(wǎng)絡(luò)在礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到了充分的應(yīng)用，這樣使得瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的功能能夠發(fā)揮到極致，這樣有助于對(duì)煤礦的各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀分析, 微觀指導(dǎo)。督促煤礦把問(wèn)題和隱患消滅在萌芽狀態(tài)。KJ2000N系統(tǒng)，實(shí)行通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的管理模式在煤礦生產(chǎn)中正快速的發(fā)展中，對(duì)提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有著巨大的作用。從而為提高煤礦安全和經(jīng)濟(jì)效益，起到了積極作用。同時(shí)為井下工人的安全提供了進(jìn)一步的保證，把公司的管理提高到現(xiàn)代化管理水平。

參考文獻(xiàn)：

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【2】 程德強(qiáng)，李世銀，等．礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)【J】，煤炭技術(shù)，2008；

【3】李玉國(guó)．礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要問(wèn)題分析及解決方法【J】，中小企業(yè)管理與科技，2010；

【4】李炳才，陳詞，黃宗杰，等．一種新型的煤礦安全監(jiān)測(cè)綜合信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)【J】，煤炭科學(xué)技術(shù)，2005；

篇(4)

【關(guān)鍵詞】管道輸油；安全監(jiān)測(cè)；硬件；軟件

近些年來(lái)，輸油管線經(jīng)人為的打孔盜油及南于腐蝕造成穿孔而泄漏的事故屢屢發(fā)生，嚴(yán)重干擾了正常社會(huì)生產(chǎn)生活，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于打孔盜油和腐蝕穿孔導(dǎo)致管線泄露造成的經(jīng)濟(jì)損失可高達(dá)上千萬(wàn)元。因此，對(duì)輸油管線防泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用成為油田和管道輸油企業(yè)迫在解決的問(wèn)題。

1.國(guó)內(nèi)外輸油管道泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀原始方法一種傳統(tǒng)的泄漏檢測(cè)方法

主要是用人或經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的動(dòng)物沿經(jīng)管線行走來(lái)查看管道附件的異常情況、聞管道中釋放出的氣味、聽(tīng)聲音等。這種方法可以做到直接準(zhǔn)確，但實(shí)時(shí)性差，且耗費(fèi)大量的人力。

1.1硬件方法

對(duì)于硬件方法，主要是通過(guò)直觀檢測(cè)器、聲學(xué)檢測(cè)器、氣體檢測(cè)器、壓力檢測(cè)器等檢測(cè)直觀檢測(cè)器利用了溫度傳感器測(cè)定泄漏處的溫度變化，如將多傳感器電纜鋪設(shè)在管線的附近周圍，通過(guò)溫度的變化得出采樣結(jié)果，通過(guò)對(duì)比歸納反饋得出新的信息，確知油氣泄露與否。聲學(xué)檢測(cè)器是當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，流體流出管道會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲音，利用聲波，按照管道內(nèi)流體的物理屬性決定的速度傳播，通過(guò)聲音檢測(cè)器檢測(cè)出這種波而及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏。

1.2軟件方法

SCADA的應(yīng)用：

利用sCADA系統(tǒng)提供的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)，通過(guò)流量或壓力變化、質(zhì)量以及體積平衡、動(dòng)力模型和壓力點(diǎn)分析軟件的方法檢測(cè)泄漏。今天的ScADA系統(tǒng)已超過(guò)了單一“監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集”的概念，經(jīng)過(guò)scADA系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和專用功能軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使scADA系統(tǒng)己從早、中期的數(shù)據(jù)處理、報(bào)警、控制等功能發(fā)展到能滿足各公司生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理及未來(lái)發(fā)展的需要，成為具備更多功能的系統(tǒng)。

2.管道泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外各種管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的分折對(duì)比，結(jié)合輸油管道防盜監(jiān)測(cè)的特殊要求，田油氣集輸公司和管道輸油企業(yè)等單位組織開(kāi)展了廣泛深入的調(diào)查研究。防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵解決兩方面的問(wèn)題：一是管道泄漏檢測(cè)的報(bào)警，二是泄漏點(diǎn)的精確定位。針對(duì)這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)而采用的技術(shù)思路是：以負(fù)壓波檢測(cè)法為主，和流量檢測(cè)法相結(jié)合。

首先.我們來(lái)看看負(fù)壓波法。

2.1系統(tǒng)硬件總體方案

（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：在管道的上下游兩端各安裝了套工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用于數(shù)據(jù)采集及軟件處理。

（2）一次儀表：壓力變送器、溫度變送器、流量傳感器。

（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：兩套擴(kuò)頻微波設(shè)備，用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。

2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，壓力采樣是利用PCI818-HD的接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。PcL818-HD為16通道l00kHz高增益DAS卡，具有16路單端或8路差分模擬量輸入，有100kHz12位A/D轉(zhuǎn)換能力，附有l(wèi)K FIFO，可對(duì)每個(gè)通道的增益進(jìn)行編程，可使剛帶JDMA的自動(dòng)通道/增益掃描。PCI818-HD具有一個(gè)用于讀取微弱信號(hào)的高增益（最高1000）可編程放大器。此卡提供了5個(gè)最常用的測(cè)量和控制功能，即12位A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出和計(jì)數(shù)器/定時(shí)器。

2.3壓力傳感器

負(fù)壓波法泄漏撿測(cè)要求壓力傳感器具有非常高的分辨率以及靈敏度，并且具有很高的穩(wěn)定性，可選用cYBl5系列藍(lán)寶石高溫壓力變送器，它采用進(jìn)口高精度藍(lán)寶石壓力傳感器，并經(jīng)過(guò)特定的信號(hào)提取及剝離等專利技術(shù)進(jìn)行丁溫度及進(jìn)行線性化補(bǔ)償，產(chǎn)品具有溫度范同廣精確度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、壓力范圍寬、耐磨、抗沖擊、防腐等顯著特點(diǎn)。

2.4數(shù)據(jù)傳輸通訊

通訊采用無(wú)線網(wǎng)橋，計(jì)算機(jī)采用網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之問(wèn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接?；跀U(kuò)頻技術(shù)的計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)具有抗干擾能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)碼分多址、無(wú)須申請(qǐng)頻率資源、安全保密等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸通訊的順利進(jìn)行。

2.5網(wǎng)絡(luò)校時(shí)或GPs校時(shí)

2.6系統(tǒng)安全及防爆

其次，我們必須得注意流量檢測(cè)。

在管道正常運(yùn)行狀態(tài)下管道輸入和輸出流量相等的，泄漏必然導(dǎo)致流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量則會(huì)減少。然而由于管道本身具有很強(qiáng)的彈性及流體性質(zhì)變化等多種因素影響，首術(shù)兩端的流量變化是有一個(gè)明顯過(guò)渡過(guò)程，因此，這種方法精度不高，也不能確定泄漏點(diǎn)的具置。德國(guó)的TAL（阿爾卑斯管道公司）原油管道安裝使用了該系統(tǒng)，將超聲波流量計(jì)，夾合在管道外進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)管道壓力溫度變化，計(jì)算出管道內(nèi)總量，一旦出現(xiàn)不平衡，就表明出現(xiàn)泄漏。日本在《石油管道事業(yè)法》中規(guī)定使用這種漏系統(tǒng)，且.規(guī)定在30s葉檢測(cè)到泄漏量在80L以上時(shí)報(bào)警。雖然流量差法不夠靈敏，但是可靠性很高，結(jié)合使用壓力波，可以大大減小報(bào)警的失誤率。

3.結(jié)論

（1）采用流量與負(fù)壓波相結(jié)合監(jiān)測(cè)輸油管道泄漏的方法是可靠的、有效的。

（2）通過(guò)油田或管道輸油企業(yè)局域網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸可以提高泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的反應(yīng)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)的泄漏峪測(cè)定位與報(bào)警。

（3）在輸油管道上安裝管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以確保管道安全運(yùn)行，減少管道盜油漏油事故的發(fā)生，具有明顯的經(jīng)濟(jì)敬益和禮會(huì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

篇(5)

 

目前鐵路貨車安全監(jiān)測(cè)主要采用地對(duì)車監(jiān)測(cè)方式來(lái)完成，如采用紅外線軸溫探測(cè)智能跟蹤系統(tǒng)、貨車運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)系統(tǒng)、運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及貨車滾動(dòng)軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)等，這些地對(duì)車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車輛運(yùn)行狀態(tài)的安全監(jiān)測(cè)。

 

隨著快捷貨車的發(fā)展，要求轉(zhuǎn)向架具有更可靠的運(yùn)行安全性，不僅需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將運(yùn)行安全、可靠性等方面的指標(biāo)放在更重要的位置，采用安全性、可靠性更高的零部件和結(jié)構(gòu)，如電子防滑器、盤形制動(dòng)系統(tǒng)、主動(dòng)抗蛇行元件等;同時(shí)也要求能提供實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)解決方案。軌旁地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布置間距_般在300km以上，在檢測(cè)和故障處理上有一定的滯后性，而有些列車脫軌和安全事故是在非常短的時(shí)間內(nèi)、在地面2個(gè)監(jiān)控裝置之間發(fā)生的，因此在高速和運(yùn)行安全性要求很高的特種運(yùn)輸情況下，采用軌旁地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和對(duì)潛在故障做出及時(shí)處理。

 

目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有各型貨車轉(zhuǎn)向架均沒(méi)有實(shí)時(shí)運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要是因?yàn)槟壳柏涇囘\(yùn)行速度不超過(guò)120km/h，一般采用踏面制動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且貨車上沒(méi)有可靠的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電電源。如160km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架雖采用了更復(fù)雜的懸掛系統(tǒng)、盤形制動(dòng)裝置等，但是由于缺少電源，無(wú)法采用實(shí)時(shí)軸溫監(jiān)測(cè)、電子防滑器等裝置，無(wú)法對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，限制了轉(zhuǎn)向架運(yùn)行安全性的進(jìn)一步提高。

 

本文主要針對(duì)目前鐵路貨車的狀態(tài)、貨車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，從提高快捷貨車轉(zhuǎn)向架運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性、提升故障智能預(yù)報(bào)水平、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)性維修等基本目標(biāo)出發(fā)，研究快捷貨車轉(zhuǎn)向架運(yùn)行安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為研究集優(yōu)良的動(dòng)力學(xué)性能、可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)智能安全監(jiān)測(cè)功能為一體的新型快捷貨車轉(zhuǎn)向架提供整體解決方。

 

1快捷貨車轉(zhuǎn)向架安全故障特點(diǎn)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

1.1快捷貨車轉(zhuǎn)向架安全故障特點(diǎn)

 

貨運(yùn)列車的安全故障主要為以下幾方面：

 

(1)列車熱軸、切軸事故，主要是由于軸承溫度過(guò)高造成，而軸承結(jié)構(gòu)和狀態(tài)是造成軸溫變化的主要原因;

 

(2)車輪、車軸的裂紋和斷裂;

 

(3)踏面擦傷;

 

(4)轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零部件失效帶來(lái)的失穩(wěn)和脫軌;

 

(5)列車制動(dòng)系統(tǒng)故障;

 

(6)貨物偏載、超載或由于環(huán)境影響造成的破壞。在這些安全故障中，對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行安全性影響最大的是軸承溫度升高引起的列車熱軸、切軸事故，輪對(duì)磨耗及關(guān)鍵懸掛元件失效引起的轉(zhuǎn)向架蛇行失穩(wěn)，踏面擦傷導(dǎo)致的輪軌沖擊作用力增大、運(yùn)行品質(zhì)下降和輪軸疲勞等。

 

1.2快捷貨車轉(zhuǎn)向架實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

在分析轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車輛動(dòng)態(tài)性能、零部件失效對(duì)車輛運(yùn)行安全性影響等方面的基礎(chǔ)上，針對(duì)研制的160km/h快捷貨車轉(zhuǎn)向架，提出采用車載傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和處理車輛走行部運(yùn)行安全問(wèn)題。

 

快捷貨車轉(zhuǎn)向架智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括以下基礎(chǔ)和功能模塊：

 

(1)軸端電源單兀(AxleEndPowerUnit，AEPU)，為轉(zhuǎn)向架智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、快捷貨車轉(zhuǎn)向架的電子防滑器和其他主動(dòng)懸掛元件等提供可靠、穩(wěn)定的電源。

 

(2)架載傳感器監(jiān)測(cè)單元(BogieSensorMonitcrringUnit，BSMU)，每個(gè)轉(zhuǎn)向架上安裝1個(gè)BSMU，功能包括軸承溫度監(jiān)測(cè)、踏面擦傷監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等。

 

單元模塊包括3個(gè)主要組件：個(gè)或多個(gè)傳感器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)和輸入;1個(gè)主控制微處理器，完成數(shù)據(jù)采集、處理和管理;RF(射頻)通信模塊，采用Zigbee無(wú)線傳輸技術(shù)完成數(shù)據(jù)傳遞為基于Zigbee技術(shù)的轉(zhuǎn)向架實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)線傳輸方案。

 

(3)機(jī)車主監(jiān)測(cè)器(LocomotiveMainMonitoringUnit，LMMU)，安置在機(jī)車駕駛室內(nèi)。

 

2功能模塊設(shè)計(jì)及試驗(yàn)

 

2.1軸端電源單元(AEPU)

 

    基于Zigbee技術(shù)的轉(zhuǎn)向架實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)線傳輸方案長(zhǎng)期以來(lái)，鐵路貨車車載實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于電源的缺乏一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而對(duì)快捷貨車轉(zhuǎn)向架而言，電源問(wèn)題尤為迫切。如果能夠提供可靠的電源，除了能為智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供電源外，還可滿足在快捷貨車轉(zhuǎn)向架上安裝電子防滑器、主動(dòng)懸掛單元等安全部件的需要，從而提高轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行安全性和動(dòng)力學(xué)性能。因此，開(kāi)發(fā)一種安裝簡(jiǎn)單、性能可靠的鐵路貨車電源裝置，為架載智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供電能，既具有很高的實(shí)用價(jià)值，又是實(shí)現(xiàn)架載安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

 

—般快捷貨車轉(zhuǎn)向架采用軸箱結(jié)構(gòu)，為了滿足體積小和輕量化的要求，將軸端電源集成于軸箱端蓋中是一種理想的解決方案。按照現(xiàn)有的限界標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軸箱端蓋進(jìn)行改裝，將發(fā)電裝置設(shè)計(jì)在其內(nèi)并使其擁有較為充足的余量。軸端電源[7]輸出的交流電提供給整流穩(wěn)壓裝置，為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輸出穩(wěn)定的48V直流電源，目前設(shè)計(jì)的電源裝置功率不小于200W。

 

對(duì)設(shè)計(jì)的軸端電源單元進(jìn)行了試制和試驗(yàn)，結(jié)果表明：能滿足實(shí)際需求，除了能對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電外，還可以為采用盤形制動(dòng)系統(tǒng)的電子防滑器提供所需電源。

 

2.2架載傳感器監(jiān)測(cè)單元(BSMU)

 

架載傳感器監(jiān)測(cè)模塊包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、主控制微處理器和無(wú)線傳輸?shù)饶K。傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊主要是根據(jù)轉(zhuǎn)向架特點(diǎn)和運(yùn)行安全指標(biāo)要求檢測(cè)軸承溫度、踏面擦傷和轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)等。

 

設(shè)計(jì)的主控處理器采用Cortex-M4F內(nèi)核的STM32F373CCT6處理器，最大工作頻率為72MHz，并且?guī)в蠨SP與FPU指令，能提供良好的數(shù)據(jù)采集分析性能。電源模塊采用8?75V的直流電壓輸入。存儲(chǔ)模塊包括內(nèi)存卡模塊和FLASH模塊，內(nèi)存卡中存放采集到的數(shù)據(jù)信息，F(xiàn)LASH中存放系統(tǒng)的參數(shù)。

 

2.2.1軸溫監(jiān)測(cè)模塊

 

該模塊是監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向架軸承溫度并對(duì)溫度過(guò)高的軸承進(jìn)行報(bào)警。溫度傳感器和模塊設(shè)計(jì)滿足TB/T2226—2002《鐵道客車用集中軸溫報(bào)警器技術(shù)條件》。根據(jù)所采用的溫度傳感器和主控制器設(shè)計(jì)相應(yīng)的軸溫監(jiān)測(cè)模塊，有按照軸溫絕對(duì)值即軸箱溫度超過(guò)定點(diǎn)報(bào)警值(90°C)報(bào)警和軸溫超過(guò)環(huán)境溫度(如45°C)報(bào)警的2種報(bào)警模式。

 

2.2.2踏面擦傷監(jiān)測(cè)模塊

 

由于快捷貨車轉(zhuǎn)向架采用盤形制動(dòng)，空重車載荷變化大，因此對(duì)踏面的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是必須的。

 

若列車運(yùn)行速度K已知時(shí)，當(dāng)踏面存在_處明顯的故障時(shí)(如踏面擦傷、局部剝離等)，其特征頻率可以用公式(1)計(jì)算：

 

f=一^一(1)

 

J3.6xc^V1)

 

式中力——列車運(yùn)行速度;

 

d——車輪直徑。

 

通過(guò)建立快捷貨車轉(zhuǎn)向架的輪軌動(dòng)力學(xué)分析模型，研究在不同輪對(duì)踏面擦傷(扁疤)深度、不同運(yùn)行速度條件下的輪對(duì)垂直沖擊加速度情況。在踏面擦傷監(jiān)測(cè)模塊中設(shè)置相應(yīng)的輪軌沖擊加速度門檻值(可以通過(guò)仿真和試驗(yàn)確定)。實(shí)際上，由于輪軌動(dòng)作用力的復(fù)雜性，判斷踏面擦傷的發(fā)生必須經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)信號(hào)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并且該信號(hào)符合公式(1)描述的車輛運(yùn)行速度引起的周期性頻率特征。因此模塊電路包括信號(hào)采集、比例放大、幅值限制、峰值保持等功能[5’10]。踏面擦傷監(jiān)測(cè)模塊的輸入信號(hào)來(lái)自4個(gè)軸箱垂向加速度傳感器和1個(gè)速度傳感器。

 

2.2.3蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)模塊

 

根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，轉(zhuǎn)向架蛇行失穩(wěn)主要體現(xiàn)在輪對(duì)的橫移和搖頭振動(dòng)幅值的增大，此時(shí)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫移和搖頭振動(dòng)加速度的幅值同樣會(huì)增大，因此轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)主要通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上橫向加速度信號(hào)的監(jiān)測(cè)分析來(lái)判斷車輛蛇行運(yùn)行穩(wěn)定性。

 

如圖1所示，對(duì)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的判斷需要對(duì)斜對(duì)稱布置的2個(gè)測(cè)點(diǎn)的橫向加速度進(jìn)行信號(hào)處理，獲得構(gòu)架的剛體運(yùn)動(dòng)橫移加速度久和搖頭振動(dòng)加速度心：

 

式中、%——橫向加速度傳感器測(cè)出的加速度值;

 

I——構(gòu)架上測(cè)點(diǎn)到轉(zhuǎn)向架中心的縱向距離。

 

基于轉(zhuǎn)向架和車輛的動(dòng)力學(xué)仿真分析及試驗(yàn)，可以設(shè)置轉(zhuǎn)向架運(yùn)行狀態(tài)在安全范圍內(nèi)的加速度最大值，分別設(shè)定橫移加速度和搖頭振動(dòng)加速度的門檻值久和，并儲(chǔ)存于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)2個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)同頻率采樣和處理，計(jì)算獲得構(gòu)架的橫移加速度義和搖頭振動(dòng)加速度^，并與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較來(lái)判斷轉(zhuǎn)向架蛇行失穩(wěn)。

 

此外可以采用3軸加速度和3軸陀螺儀一體的傳感器，在加速度測(cè)量的同時(shí)，通過(guò)陀螺儀同時(shí)獲得轉(zhuǎn)向架在線路上的運(yùn)行姿態(tài)和線路幾何信息，為智能監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)向架主動(dòng)懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供支持。

 

2.2.4無(wú)線傳輸模塊及驗(yàn)證試驗(yàn)

 

在信息傳輸方面，快捷貨運(yùn)列車與一般的客車或動(dòng)車組的最大區(qū)別是編組的不確定性，沒(méi)有列車總線，因此每個(gè)轉(zhuǎn)向架上的監(jiān)測(cè)信息與機(jī)車的聯(lián)系不能通過(guò)列車總線傳輸，而需要考慮采用無(wú)線傳輸模式。

 

Zigbee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)(ZigbeeWirelessTransferModule，ZWTM)是一種短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采取了IEEE規(guī)范[11]，增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用層。ZigBee技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于自動(dòng)組網(wǎng)、自動(dòng)修復(fù)，可以通過(guò)設(shè)置主機(jī)地址、節(jié)點(diǎn)地址等形式限制網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同列車之間的互不干擾。

 

無(wú)線傳輸模塊主要包括架載傳輸單元(Router)和機(jī)車接收器(Coordinator)。為了驗(yàn)證該無(wú)線傳輸模式的有效性，特別是列車通過(guò)隧道和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)的可靠性問(wèn)題，在160km/h動(dòng)車上進(jìn)行了現(xiàn)車模擬驗(yàn)證試驗(yàn)，具體包括：1)單個(gè)節(jié)點(diǎn)可靠傳輸距離和最遠(yuǎn)傳輸距離。(2)組網(wǎng)傳輸性能，試驗(yàn)證明設(shè)計(jì)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以可靠覆蓋16節(jié)以上車廂，即可以可靠鏈接16個(gè)以上的傳輸節(jié)點(diǎn)，只要其中1個(gè)節(jié)點(diǎn)能正常通信即可。(3)列車進(jìn)入隧道時(shí)的通信狀態(tài)，實(shí)際測(cè)試中在隧道也完全可以正常通信，換成貨車無(wú)線節(jié)點(diǎn)，通信距離縮短，通信會(huì)更加可靠。(4)長(zhǎng)時(shí)間通信穩(wěn)定性，在28h的連續(xù)運(yùn)行中，沒(méi)有出現(xiàn)任何通信中斷等問(wèn)題，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包均正常，總數(shù)據(jù)包數(shù)誤差不到1%;在進(jìn)_步的連續(xù)7天的運(yùn)行試驗(yàn)中，各節(jié)點(diǎn)和主機(jī)均工作正常，沒(méi)有出現(xiàn)通信中斷等狀況。

 

對(duì)于快捷貨運(yùn)列車，車輛定距小于18m，以20節(jié)編組為例，列車總長(zhǎng)不超過(guò)400m，每個(gè)轉(zhuǎn)向架上各布置_個(gè)監(jiān)測(cè)模塊，通過(guò)無(wú)線節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)今{駛室進(jìn)行處理和顯示，使駕駛室的操作人員可以實(shí)時(shí)了解整列車的運(yùn)行狀態(tài)。

 

2.3機(jī)車主監(jiān)測(cè)器(LMMU)

 

機(jī)車主監(jiān)測(cè)器安置在機(jī)車駕駛室內(nèi)，采用AR-MA8處理器、Linux操作系統(tǒng)，主要用于采集列車連掛的多節(jié)車廂的各種傳感器數(shù)據(jù)，并通過(guò)彩色液晶屏幕顯示出來(lái)，用戶可以通過(guò)觸摸屏來(lái)操作軟件，查詢每節(jié)車廂的詳細(xì)信息，同時(shí)會(huì)將該列車中每個(gè)轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行的基礎(chǔ)上。

 

建議試驗(yàn)研究27t軸重貨車檢修周期和壽命期內(nèi)的運(yùn)行安全技術(shù)性能，即服役性能;研究分析重載貨車的運(yùn)用及檢修限度和運(yùn)行安全性的關(guān)系，制定適合重載貨車的合理的運(yùn)用檢修限度，保障重載貨車在服役期的運(yùn)行安全、可靠。

 

編制了車體4種載荷譜。

 

實(shí)時(shí)運(yùn)行安全信息存儲(chǔ)下來(lái)，地面工作站可以通過(guò)GPRS或者3G網(wǎng)絡(luò)連接該主監(jiān)測(cè)器，實(shí)時(shí)查詢列車上每個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

 

3總結(jié)

 

通過(guò)本文的研究和試驗(yàn)工作，所研制的快捷貨運(yùn)列車實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向架軸端電源單元(AEPU)、實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)模塊、Zigbee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)等達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)可靠傳輸。

篇(6)

關(guān)鍵詞： LabVIEW； 船用氣囊； VISA； LabSQL； 數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類號(hào)： TN911.7?34； TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）11?0100?03

0 引 言

船舶氣囊下水技術(shù)是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的下水工藝[1]。相較于以往的下水工藝，氣囊下水是一種更為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方式。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，氣囊下水工藝已經(jīng)在各種中小型船廠得到廣泛應(yīng)用[2]，并且下水船舶的重量也逐年增大。隨著應(yīng)用的推廣，以及下水船舶重量的不斷增大，船用氣囊的壓力監(jiān)測(cè)顯得尤為重要[3?4]。

目前船用氣囊的壓力監(jiān)測(cè)仍然采用傳統(tǒng)的機(jī)械式壓力表，而下水操作需要同時(shí)使用數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)氣囊，壓力監(jiān)測(cè)工作的效率較低。為了提高氣囊內(nèi)壓監(jiān)測(cè)效率，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套基于LabVIEW的船用氣囊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)完成氣壓采集，并通過(guò)PC機(jī)上LabVIEW的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。本文介紹的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)氣囊內(nèi)壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、數(shù)據(jù)管理等，大大提高了氣囊內(nèi)壓監(jiān)測(cè)的效率和操作安全性。

1 系統(tǒng)概述

該安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分。下位機(jī)是基于ZigBee無(wú)線技術(shù)的氣囊內(nèi)壓采集系統(tǒng)。將裝有壓力傳感器的采集節(jié)點(diǎn)裝在各個(gè)氣囊上，通過(guò)無(wú)線技術(shù)與采集器通信，將采集到的內(nèi)壓傳輸?shù)讲杉髦?。上位機(jī)是基于LabVIEW的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，將內(nèi)壓實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，并對(duì)過(guò)載壓力報(bào)警。同時(shí)，LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)連通，將采集到的壓力等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 下位機(jī)部分的設(shè)計(jì)

ZigBee是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，具有低成本，低功耗，自組網(wǎng)等特點(diǎn)[5]。該系統(tǒng)的下位機(jī)部分是基于ZigBee的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，包括采集節(jié)點(diǎn)、中繼器和采集器三個(gè)部分。采集節(jié)點(diǎn)以CC2530芯片為微處理器，以MPX5700為氣體壓力傳感器的硬件設(shè)備，是該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的終端，安裝在氣囊的氣嘴位置。采集節(jié)點(diǎn)將采集到的傳感器地址、編號(hào)、氣壓值等數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給采集器。中繼器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，由采集節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)備通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)[6]。采集節(jié)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，無(wú)法與采集器直接通信，采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)相鄰的中繼器（采集節(jié)點(diǎn)）中轉(zhuǎn)給采集器。采集器是該網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，傳送給上位機(jī)。

3 上位機(jī)部分的設(shè)計(jì)

LabVIEW是一種圖形化編程語(yǔ)言，具有界面友好、操作簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)周期短等特點(diǎn)[7]，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的仿真、數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測(cè)量分析和數(shù)據(jù)顯示等方面。上位機(jī)是在該安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作界面，是現(xiàn)場(chǎng)操作人員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)時(shí)使用的。因此，該系統(tǒng)的上位機(jī)部分是在PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下基于LabVIEW的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，包括串口調(diào)試、內(nèi)壓的實(shí)時(shí)顯示、波形顯示、過(guò)載報(bào)警、數(shù)據(jù)庫(kù)存取等模塊。

3.1 串口通信模塊

VISA實(shí)質(zhì)上就是一組標(biāo)準(zhǔn)的I/O函數(shù)庫(kù)及相關(guān)規(guī)范的總稱。它駐留于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中執(zhí)行儀器總線的特殊功能，起著連接計(jì)算機(jī)與儀器的作用[8]。VISA適用于VXI、GPIB、串口等多種接口。上位機(jī)軟件與下位機(jī)的采集器通過(guò)RS 232接口連接。該模塊就是以VISA庫(kù)函數(shù)為基礎(chǔ)的。

串口通信模塊是整個(gè)系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)。如圖2所示，VISA Configure Serial Port.vi首先運(yùn)行，波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗(yàn)等根據(jù)下位機(jī)參數(shù)進(jìn)行配置。之后調(diào)用VISA open，打開(kāi)相應(yīng)的串口VISA資源的會(huì)話。VISA read從串口讀入數(shù)據(jù)，待讀取的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度由屬性節(jié)點(diǎn)返回。讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)就是下位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)，包含有傳感器地址、編號(hào)、氣壓值等數(shù)據(jù)的字符串。最后調(diào)用VISA Close關(guān)閉串口會(huì)話，釋放資源[7?8]。

3.2 實(shí)時(shí)顯示模塊

實(shí)時(shí)顯示模塊包含數(shù)據(jù)顯示、波形顯示、過(guò)載報(bào)警，是建立在串口通信模塊上的數(shù)據(jù)處理模塊，是整個(gè)系統(tǒng)軟件的重要部分。

該模塊是以串口通信模塊為基礎(chǔ)的，以VISA read的讀取緩存區(qū)為起點(diǎn)。從串口每隔10 s會(huì)有一個(gè)包含有傳感器地址、編號(hào)、氣壓值等數(shù)據(jù)的字符串發(fā)送過(guò)來(lái)。經(jīng)過(guò)字符串截取等操作，能從字符串中分離出表示氣囊編號(hào)和壓力傳感器電壓值的子字符串。對(duì)這些子字符串做一系列的數(shù)值處理，將電壓值轉(zhuǎn)化為氣壓值，然后顯示在前面板上。對(duì)氣壓值和安全閾值進(jìn)行比較得到報(bào)警結(jié)果。最后，將各個(gè)氣壓值與氣囊擺放位置對(duì)應(yīng)顯示在波形圖上。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)存取模塊

由于氣囊數(shù)量較多，數(shù)據(jù)量大，需要一個(gè)成熟的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)來(lái)處理。因此，選用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢等功能[9]。

LabVIEW本身沒(méi)有訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，目前常用的方法有：

（1）利用NI公司提供的附加工具包SQLToolkit進(jìn)行訪問(wèn)；

（2）利用LabVIEW中的ActiveX功能，調(diào)用Microsoft ADO控件，通過(guò)SQL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)；

（3）利用其他語(yǔ)言（如Visual C++）編寫DLL程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)；

（4）利用第三方提供的LabSQL工具包實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)[10]。

第一種方法中的工具包需要購(gòu)買，第二種方法中要求精通SQL語(yǔ)言，第三種方法的工作量較大，而第四種方法中的LabSQL是一個(gè)免費(fèi)工具包，使用方便。本系統(tǒng)采用的就是第四種方法。

LabSQL是一個(gè)基于Microsoft ADO和SQL的LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具包，支持Windows操作系統(tǒng)中任何基于OBDC的數(shù)據(jù)庫(kù)，如Access、SQL server或Oracle等。它將復(fù)雜的底層ADO與SQL操作封裝成一個(gè)個(gè)子VI，因此對(duì)開(kāi)發(fā)者的SQL語(yǔ)言熟練程度要求不高[11]。

首先安裝LabSQL，將LabSQL壓縮包解壓到LabVIEW安裝目錄下的user.lib文件中。在LabVIEW中安裝完LabSQL工具包之后，還需要對(duì)LabSQL進(jìn)行配置，即在Windows操作系統(tǒng)的ODBC數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建一個(gè)DSN，命名為mydb。LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接就是建立在ODBC基礎(chǔ)之上的[12]。

數(shù)據(jù)庫(kù)存取模塊包括兩個(gè)部分，數(shù)據(jù)寫入和數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)寫入是該模塊的基礎(chǔ)。首先要在數(shù)據(jù)庫(kù)中新建一個(gè)名為mydb數(shù)據(jù)庫(kù)，在該數(shù)據(jù)庫(kù)下創(chuàng)建一個(gè)名為Table_1的表。

數(shù)據(jù)庫(kù)寫入程序框圖如圖3所示，其中ADO Connection Creat.vi用于創(chuàng)建一個(gè)connection對(duì)象，ADO Connection Open.vi用于建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，字符串“DSN=mydb”用于指定數(shù)據(jù)源。ADO SQL Execute.vi用于執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入命令，最后用ADO Connection Close.vi 關(guān)閉與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接[13]。圖示程序可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間、氣囊編號(hào)、氣壓值和報(bào)警情況的存儲(chǔ)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了一個(gè)氣囊內(nèi)壓安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)通過(guò)ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)壓數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，通過(guò)RS 232實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信。硬件系統(tǒng)以CC2530芯片為微處理器，以MPX5700為氣體壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了具有低功耗、低成本、自組網(wǎng)等特點(diǎn)的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。軟件系統(tǒng)基于LabVIEW，并與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)寫入與查詢、實(shí)時(shí)顯示、過(guò)載報(bào)警等功能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，界面友好，很好地替代了機(jī)械壓力表的測(cè)量系統(tǒng)，提高了測(cè)量效率，值得推廣。

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篇(7)

關(guān)鍵詞：雷達(dá)式非接觸；生命體征參數(shù)；疲勞駕駛；心率變異性

1 概述

交通事故是當(dāng)前世界各國(guó)面臨的嚴(yán)重社會(huì)問(wèn)題之一，已被公認(rèn)為當(dāng)今世界危害人民生命安全的第一大公害。隨著我國(guó)高速公路的發(fā)展和車速的提高，交通事故的發(fā)生率也逐年增高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人為因素所導(dǎo)致的交通事故占了80%～90%，而駕駛員疲勞駕駛便是其中重要一項(xiàng)。疲勞駕駛[1]是指駕駛員在一段時(shí)間的駕車之后所產(chǎn)生的反應(yīng)水平下降，導(dǎo)致不能正常駕車行駛。駕駛員產(chǎn)生疲勞后，其心理狀態(tài)也會(huì)發(fā)生各種各樣的變化，如視力下降，致使注意力分散、視野逐漸變窄；思維能力下降，致使反應(yīng)遲鈍、判斷遲緩、動(dòng)作僵硬、節(jié)律失調(diào)；自我控制能力減退，致使易于激動(dòng)、心情急躁或開(kāi)快車等。根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全署的統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)的公路上，每年由于司機(jī)在駕駛過(guò)程中跌入睡眠狀態(tài)而導(dǎo)致大約10萬(wàn)起交通事故，約有1500起直接導(dǎo)致人員死亡，711萬(wàn)起導(dǎo)致人員傷害。我國(guó)48%的車禍?zhǔn)怯神{駛員疲勞駕駛引起的，造成了重大的財(cái)產(chǎn)損失。而目前針對(duì)解決駕駛員疲勞駕駛問(wèn)題并沒(méi)有較完整的處理措施和預(yù)警系統(tǒng)[2]，傳統(tǒng)的方法為使用可佩帶的疲勞駕駛監(jiān)測(cè)傳感器和視頻監(jiān)視器等，這些都存在一定缺陷。

由此可見(jiàn)，疲勞駕駛是造成交通事故的一個(gè)重要因素，監(jiān)測(cè)汽車駕駛員疲勞狀態(tài)的方法與裝置目前已經(jīng)成為世界各國(guó)科研的重點(diǎn)，能在駕駛員出現(xiàn)疲勞狀態(tài)的初期給駕駛員以視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)上的警示，其研究成果對(duì)減少由疲勞駕駛引起的交通事故有重要意義。此研究設(shè)計(jì)基于雷達(dá)式非接觸生命參數(shù)信號(hào)[3-5]監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疲勞駕駛的安全帶系統(tǒng)，雷達(dá)通過(guò)發(fā)射電磁波信號(hào)，利用人體某些部位的運(yùn)動(dòng)（如心跳、呼吸和四肢的擺動(dòng)等）對(duì)發(fā)射信號(hào)調(diào)制所引起的微多普勒效應(yīng)[6，7]可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的探測(cè)、定位、成像、識(shí)別、行為分類以及多種人體信息的提取，通過(guò)在安全帶上安裝雷達(dá)式非接觸生命參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)人體心率變化規(guī)律，對(duì)進(jìn)入疲勞駕駛狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和車輛限速，減少因疲勞駕駛造成的交通事故。

2 國(guó)內(nèi)外疲勞駕駛監(jiān)測(cè)裝置的研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外研究人員主要取得的監(jiān)測(cè)駕駛疲勞研究成果如下：

（1）打瞌睡駕駛員偵探系統(tǒng)DDDS（The Drowsy Driver Detection System）[8]：德國(guó)SAFEAU研制的采用多普勒雷達(dá)和復(fù)雜的信號(hào)處理方法，可獲取駕駛員煩躁不安的情緒活動(dòng)、眨眼頻率和持續(xù)時(shí)間等疲勞數(shù)據(jù)，用以判斷駕駛員是否打瞌睡或睡著。該系統(tǒng)可制成體積較小的儀器，安裝在駕駛室內(nèi)駕駛員頭頂上方，完全不影響駕駛員正常的駕駛活動(dòng)。

（2）方向盤監(jiān)視裝置S.A.M.（Steering Attention Monitor）：美國(guó)Electronic Safety Products公司開(kāi)發(fā)的一種監(jiān)測(cè)方向盤非正常運(yùn)動(dòng)的傳感器裝置，適用于各種車輛。方向盤正常運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器裝置不報(bào)警，若方向盤4s不運(yùn)動(dòng)，S.A.M.就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲直到方向盤繼續(xù)正常運(yùn)動(dòng)為止 [9]。

（3）DAS2000型路面警告系統(tǒng)（The DAS2000 Road Alert System）：日本研制的一種設(shè)置在高速公路上用計(jì)算機(jī)控制的紅外線監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)行駛車輛擺過(guò)道路中線或路肩時(shí)，向駕駛員發(fā)出警告。

（4）電子“清醒帶”：由日本研制開(kāi)發(fā)，使用時(shí)固定在駕駛員頭部，將“清醒帶”一端的插頭插入車內(nèi)點(diǎn)煙器的插座，裝在帶子里的半導(dǎo)體溫差電偶使平展在前額部位的鋁片變涼，使駕駛員睡意消除，精神振作。戴上這種“清醒帶”，可以24h無(wú)睡意?！扒逍褞А笔褂秒妷?2～14V，電流500mA，十分安全。

（5）疲勞駕駛員警報(bào)系統(tǒng)（ASTiD）：英國(guó)Loughborough大學(xué)睡眠研究中心的科學(xué)家研制的新型電子設(shè)備。該系統(tǒng)將一些常見(jiàn)因素作為參考系數(shù)，如：由于駕駛員睡眠造成的交通事故高發(fā)期、車輛行駛狀況及駕駛員持續(xù)駕駛的時(shí)長(zhǎng)等。一旦駕駛員昏昏欲睡，聲音和圖像警示器將對(duì)他們提出警告[8，10]。

（6）眼動(dòng)監(jiān)測(cè)與視頻監(jiān)測(cè)裝置：美國(guó)華盛頓大學(xué)的JohnStern博士領(lǐng)導(dǎo)的由美國(guó)聯(lián)邦公路管理局和汽車聯(lián)合會(huì)資助的研究所，通過(guò)自行開(kāi)發(fā)的專用照相機(jī)、腦電圖儀和其他儀器來(lái)精確測(cè)量頭部運(yùn)動(dòng)、瞳孔直徑變化和眨眼頻率，用以研究駕駛行為等問(wèn)題。2000年1月明尼蘇達(dá)大學(xué)的Nikolaos P與Papaniko lopoulos教授成功開(kāi)發(fā)了一套駕駛員眼睛的追蹤和定位系統(tǒng)[11]，通過(guò)安置在車內(nèi)的一個(gè)CCD攝像頭監(jiān)視駕駛員的臉部，通過(guò)追蹤多幅正面臉部特征圖像來(lái)監(jiān)控駕駛員是否疲勞。

我國(guó)的疲勞駕駛研究[12-16]起步較晚，目前比較成型的是由浙江司安汽車電子股份有限公司與清華大學(xué)、東南大學(xué)的幾位博士組建的中國(guó)單片機(jī)公共實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研究出來(lái)的疲勞駕駛預(yù)警機(jī)是國(guó)內(nèi)唯一已經(jīng)商業(yè)化的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其原理和豐田十三代皇冠標(biāo)配的瞌睡報(bào)警系統(tǒng)類似，主要檢測(cè)駕駛員的眼睛開(kāi)合情況，尤其增加了對(duì)瞳孔的識(shí)別，即使有駕駛員睜眼睡覺(jué)也能被識(shí)別出，基于紅外圖像的處理使得產(chǎn)品在陽(yáng)光下和黑暗里都能進(jìn)行識(shí)別，系統(tǒng)還能對(duì)帶各類戴眼鏡的駕駛員進(jìn)行識(shí)別，實(shí)用性很強(qiáng)。除此之外，中國(guó)上海交通大學(xué)的石堅(jiān)，吳遠(yuǎn)鵬，卓斌等人通過(guò)傳感器測(cè)量駕駛員駕駛時(shí)方向盤踏板等的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，然后采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對(duì)駕駛員疲勞程度進(jìn)行辨識(shí)和分析[17]；吉林大學(xué)的王榮本與北京農(nóng)業(yè)大學(xué)的鄭培等[18]， 利用機(jī)器視覺(jué)的方法對(duì)駕駛員的眼睛特征進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤從而判斷駕駛員的精神狀態(tài)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

3.1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)采用的非接觸生命參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)是基于毫米波雷達(dá)而建立起來(lái)的，整個(gè)系統(tǒng)由毫米波雷達(dá)[19]主機(jī)收發(fā)一體式天線[20]、生命參數(shù)濾波放大預(yù)處理器以及車載電腦PC三部分組成。其天線微波探測(cè)方案采用后向散射式（反射式），利用多普勒反射原理，該振蕩信號(hào)經(jīng)定向耦合器，一路經(jīng)環(huán)形器送入雷達(dá)天線發(fā)射出去，另一路送入混頻器。當(dāng)雷達(dá)天線發(fā)射的電磁波信號(hào)遇到人體時(shí)，產(chǎn)生反射信號(hào)，雷達(dá)天線接收到回波信號(hào)后，通過(guò)環(huán)形器送入混頻器進(jìn)行混頻，在檢測(cè)過(guò)程中，由于呼吸、心跳信號(hào)極其微弱，而“動(dòng)目標(biāo)”信號(hào)則很強(qiáng)，所以就要求預(yù)處理器的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍很大，具有一定的抗“動(dòng)目標(biāo)”的能力，而且信噪比、共模抑制比和靈敏度要高，處理后方能送入車載電腦PC，數(shù)據(jù)分析處理和預(yù)警控制結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖

3.2 疲勞駕駛監(jiān)測(cè)原理

安全帶系統(tǒng)通過(guò)車載電腦PC對(duì)采集的心電數(shù)據(jù)分析處理[21-23]，進(jìn)行R波的檢測(cè)、HRV分析，得到時(shí)域、頻域、非線性指標(biāo)的變化趨勢(shì)，進(jìn)而對(duì)疲勞等級(jí)分級(jí)[24]，對(duì)于疲勞狀態(tài)較嚴(yán)重者，PC將信息反饋到預(yù)警系統(tǒng)，提示駕駛員無(wú)法繼續(xù)正常行車，必須停車休息。由于國(guó)家規(guī)定行車時(shí)間超過(guò)4h，必須停車休息，當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行4h后，預(yù)警系統(tǒng)也可自動(dòng)開(kāi)啟提示狀態(tài)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖2。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

4 系統(tǒng)可行性分析

本設(shè)計(jì)采用的雷達(dá)式非接觸生命監(jiān)測(cè)技術(shù)，無(wú)需接觸生命體就可檢測(cè)人體呼吸及心臟跳動(dòng)等信息，裝置受棉質(zhì)障礙物影響小，信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定，保證了接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，采用的毫米級(jí)電磁波不會(huì)對(duì)人體造成傷害，保證了駕駛員的健康安全。本設(shè)計(jì)無(wú)需改變安全帶材質(zhì)和樣式，只需在靠近駕駛員心臟及胸部的安全帶部位內(nèi)嵌一個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，動(dòng)力通過(guò)汽車本身的電氣系統(tǒng)供應(yīng)，在車輛啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，系好安全帶后方可正常工作，可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，保證了在行車過(guò)程中對(duì)駕駛員疲勞度有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)駕駛員心率出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警并控制車輛減速，無(wú)需駕駛員采取其他操作，方便智能。心率檢測(cè)系統(tǒng)造價(jià)低廉，成本費(fèi)用不超過(guò)1000元，可大規(guī)模配備于各種車輛，便于推廣使用。本裝置感應(yīng)器體型小，線路簡(jiǎn)單，占有機(jī)動(dòng)車內(nèi)部空間小，保證了機(jī)動(dòng)車座艙內(nèi)的美觀大方。本設(shè)計(jì)實(shí)用價(jià)值高，不僅彌補(bǔ)了接觸式檢測(cè)疲勞駕駛技術(shù)的局限性，而且保障交通安全，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。

5 結(jié)束語(yǔ)

疲勞駕駛監(jiān)測(cè)裝置已經(jīng)商業(yè)化，有越來(lái)越多的成熟型產(chǎn)品推向市場(chǎng)，但是高成本阻礙了監(jiān)測(cè)裝置的普及應(yīng)用，需要采用更先進(jìn)的技術(shù)，降低監(jiān)測(cè)裝置的成本，將疲勞駕駛監(jiān)測(cè)裝置推向更廣闊的市場(chǎng)。

本研究提出的基于雷達(dá)式非接觸生命參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的人體生理信號(hào)檢測(cè)的駕駛疲勞研究方法，通過(guò)加載在安全帶上安全可靠地進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)使用的疲勞駕駛監(jiān)測(cè)研究設(shè)備已經(jīng)可以達(dá)到一定程度的效果，但尚未形成專門的理論；而關(guān)于基于雷達(dá)式非接觸生命參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全帶監(jiān)測(cè)駕駛疲勞的研究目前還未見(jiàn)報(bào)道。面對(duì)現(xiàn)在信息技術(shù)、無(wú)線技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷完善，該方法的提出為更客觀地研究駕駛疲勞和監(jiān)測(cè)疲勞駕駛的形成提供新的思路和方法，對(duì)于減少交通事故造成的損失和保護(hù)駕駛員身體健康具有十分重要的意義。

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