天玛智控王辉：煤矿远程运维服务系统关键技术研发与应用

健康生活 2025年08月04日 20:42 1 admin

为提升智能化煤矿系统运维管理水平，解决现有远程运维系统缺乏全矿井级服务的问题，采用本地-云端总体架构与多主题业务架构，融合智能监控、智能诊断、移动端远程运维等关键技术，构建了煤矿远程运维服务系统。煤矿远程运维服务系统在某煤矿实现了综采设备监控管理、故障预测与诊断分析等功能，实现了井下与地面运维中心的数据同步，降低人力成本、提升设备运维质量，验证了远程运维系统的稳定性与有效性。

随着煤矿智能化建设逐渐深入，智能开采、快速掘进、智能通风、智能供电、智能供排水等多个系统上线运行，成为煤矿智能化建设和企业数字化转型的核心引擎。智能化煤矿快速发展多系统常态化应用和运维，成为煤矿智能化运营管理中的重要环节。煤矿巨系统生产过程中要求不同子系统高效运维，以保障整个煤矿的信息系统安全可靠、稳定且高效地运行。

远程运维管理通过网络远程管理和监控设备、系统或网络，无需现场操作和干预进行故障排除、性能监控等操作，为企业提供高效、灵活的运维解决方案。目前各类远程运维系统的研发和应用多针对单一应用场景，缺乏全矿井级的远程运维服务系统，实现多系统智能监控、智能诊断、智能服务等功能，为煤矿复杂巨系统的维护提供切实可行的技术支撑。

研究煤矿远程运维服务系统的总体架构和业务架构，从顶层规划打通各系统链路。煤矿远程运维服务系统包括智能监控服务、智能诊断服务技术、移动端应用等关键技术，采用B/S开发架构，满足不同系统装备、生产数据等信息化与数字化管理，实现系统远程运维。

01、煤矿远程运维服务系统架构

针对现有煤矿运维服务高效便捷、安全、可操作性强等需求，根据实际生产运营情况和企业管理情况，提出了本地-云端的总体架构、多主题业务架构和基于工业互联网技术分层的技术架构。

1.1 煤矿远程运维服务系统总体架构

煤矿远程运维服务系统的总体架构分为本地和云端2部分，煤矿远程运维服务系统总体架构如图1所示。基于工业互联网技术平台，实现集中部署远程控制维护服务系统，为矿业公司级用户和煤矿用户提供统一的业务应用，不同业务角色具有不同的系统权限。业务应用程序包括远程控制和维护服务系统和设备资产管理系统，为用户提供相应运维服务。

图1 煤矿远程运维服务系统总体架构

（1）本地可通过工业物联网网关，实现对综采工作面采煤机、液压支架、转载机等不同系统装备运行状态的实时采集，并通过智能网关上传相关数据以供其他系统进行数据分析。

（2）云端利用低代码开发平台、数字孪生建模系统、数据智能分析平台构建工业互联网技术平台，作为远程运维系统技术支撑平台，为数据处理、数据存储、开发建模、运维管理、接口集成等提供统一的技术支持。

1.2 煤矿远程运维服务系统业务架构

在资源层综采工作面的采煤机、刮板输送机、液压支架、乳化泵、破碎机、转载机、组合开关等，不同系统设备的关键运行数据通过本地网关接入系统，各类数据在汇聚层实现统一存储；通过建立任务管理、算法管理等功能库实现数据的初步分析；在此基础上，以工业互联网技术平台作为底座支撑，实现智能监控、智能诊断、移动端服务等业务应用。煤矿远程运维服务系统的业务架构如图2所示。

图2 煤矿远程运维服务系统业务架构

（1）智能监控

围绕数据智能感知和智能分析，在设备实时状态、关键运行参数等信息监测监控的基础上，集成监测分析系统设备运行信息，实现越限报警、异常报警等基础分析，为远程诊断和精准运维提供数据和业务支撑。

（2）智能诊断

通过集成多种设备故障诊断算法和模型，实时在线分析采煤机振动信号等关键设备的运行状态，实现主动式的诊断服务。

（3）移动端服务

通过开发手机移动终端应用，利用服务器端的相关分析诊断模型，随时查看设备运行情况，完成对设备在线状态监测、文档查看、诊断信息、服务信息等及时推送和归档，实现对煤矿现场各类重点设备的实时在线监控、实时预警与消息推送。

02、智能监控服务技术

智能监控是远程运维的直观方式，通过图的形式直观展现生产设备在各煤矿分布情况；通过汇聚生产装备运行参数，具备关键消息提醒、区域化服务资源调度、设备分布情况精准定位等功能，方便运维人员精准开展相关服务。

2.1 煤矿远程运维服务设备管理

通过基本信息管理对设备信息、文档、客户信息、项目信息进行统一维护，实现了与已建系统及数据中台等系统的无缝对接，实现数据融合应用。

（1）设备注册管理

通过设备注册管理，煤矿生产设备数据上传系统完成设备注册，并与平台进行关联与数据传输。

通过手动在远程运维服务系统中注册设备，实现设备采集标签、控制标签、计算标签、时间管理、通信通道等各方面管理。为保证设备数据传输安全性，设备注册管理设备提供唯一的密钥与标识码，设备注册管理界面如图3所示。

图3 设备注册管理界面

（2）设备信息管理

设备信息管理可将设备按分类进行统一管理，实现对设备型号、基础参数信息、指标信息、文档等统一管理，产品信息管理界面如图4所示。

图4 产品信息管理界面

（3）设备文档管理

通过设备文档管理将原本线下管理的各类设备相关纸质文档统一数字化，根据不同用户权限提供相关文档使用权限，包括文档创建、修改、删除、查看等权限。通过文档管理，不同部门用户可在电脑端、移动端及时查看设备对应文档，产品文档管理界面如图5所示。

图5 产品文档管理界面

03、供应商信息管理

供应商信息管理可对已采购的生产设备的供应商信息进行统一管理，实现对企业名称、客户类型、所在地区、联系人、电话的信息的维护，以便于后续设备运行出现故障需要维护或更换进行联系，供应商信息管理界面如图6所示。

图6 供应商信息管理界面

3.1 煤矿远程运维服务参数趋势分析

煤矿远程运维服务系统对生产装备相关参数集成监测分析的基础上，通过对比分析测点历史数据趋势，运维人员可通过参数趋势分析查看历史数据变化，为故障诊断分析提供数据支撑，参数趋势分析示例如图7所示。

图7 参数趋势分析示例

3.2 生产设备运行日志

通过构建生产设备运行日志监测机制，快速查看设备关键参数的运行数据并自动分析运行情况，也可通过导出运行报告进行线下查看、分析与归档，实现综采装备运行情况的运维监控。通过设备运行日志查看设备历史运行情况，也可帮助现场维修人员节省井下抄表工作量，提高工作效率，设备运行日志及分析如图8所示。

图8 设备运行日志及分析

通过生产设备的参数趋势分析和设备日志分析，系统对接入设备的整体状况可按设备的基础信息、设备运维提醒、实时报警信息、诊断模型触发统计、实时参数（如负荷率等）及健康状态和运行状态等进行可视化展示，实现设备全面、完整的健康状态分析和维护。

04、智能诊断服务技术

4.1 煤矿远程运维服务智能预警

煤矿远程运维服务系统基于智能监控关键技术，进一步构建超限报警分析+AI预警的智能诊断预警体系，实现对煤矿生产设备的各类故障分析和管理。越限报警分析通过对设备运行中的关键参数进行越限定义和设置，并进行实时动态监视该参数的变化趋势，实现多参数超限实时监控和管理，参数越限报警趋势如图9所示。

图9 参数超限报警趋势

AI预警利用机器学习、深度学习等相关算法和模型，对生产设备历史数据进行特征分析和提取，通过计算相关参数之间的耦合关系，判断设备关键参数是否存在退化趋势，实现故障超前预判，为后续设备针对性维护提供数据支撑，参数劣化预警趋势如图10所示。

图10 参数劣化预警趋势

4.2 煤矿远程运维服务智能诊断

（1）诊断报告自动生成

煤矿远程运维服务系统利用设备故障维护管理结果出具诊断报告，包括定期诊断报告、即时诊断报告。在诊断报告中支持添加具体设备故障位置、原因及解决措施，展示设备结构图、设备关键参数值及设备状态评价等信息，以供设备运维人员掌握设备健康状态，运维人员现场确认设备故障后可通过反馈将诊断报告闭环。

煤矿远程运维服务系统支持现场验证的照片、参数趋势分析图、振动图谱导入诊断报告，同时也支持诊断报告导出和图谱波形的导出。系统运维诊断报告自动生成，避免了以往繁琐的人工诊断、数据整理、报表制作过程，提升了运维服务效率。

（2）煤矿远程运维服务报警处理

煤矿远程运维服务系统可将报警处理时须知的故障发生时间、故障等级、故障详情等基础信息进行集成展示，运维管理人员快速判断故障模式，便捷进行报警确认、关注或误报标记。运维人员对已确认报警，结合历史报警情况、相关案例情况以及诊断处理意见进行现场故障快速排查，为现场检修运维工作提供专业指导，报警处理界面如图11所示。

图11 报警处理界面

05、移动端远程运维技术

移动应用是系统服务端的延伸，可为用户提供方便快捷的运维服务。通过移动终端实现随时随地统筹管理，相关信息通过图表的形式直观地呈现，便于辅助决策分析；运维人员通过在移动应用处理相关业务，派发运维工单等，提升工作效率。煤矿远程运维服务系统移动端应用主要实现了对综采、综掘、通风等相关设备关键参数、整体设备开机率等在线管理和运维的集成可视化，移动端应用界面如图12所示。

图12 移动端应用界面

（1）设备信息管理，实现煤矿现场各类重点设备关键参数在线管理和实时预警。

（2）运维工作台满足对系统静态文档、报告数据的查看，实现对维保服务、巡检服务在内的多种流程的跟踪。

（3）消息中心实现对设备维护提醒、参数报警、故障报警等消息的实时提醒，确保平台报警信息及时触达。

06、煤矿远程运维服务系统应用

煤矿远程运维服务系统在某煤矿进行了工业性应用，实现了综采设备的监控管理、设备故障预测、故障诊断分析等多项运维功能。通过部署系统和移动端应用，实现了综采设备监控管理、设备故障预测、故障诊断分析、工单提醒等多项运维功能，首次完成了井下监控中心与公司运维中心信息同步，方便操作人员及时了解井下装备运行状态并能远程运维，降低了人力成本，提高了企业安全生产管理水平和设备运维质量，煤矿远程运维服务系统界面如图13所示。