T-GRM 133-2025 煤矿矿压监测数据交换技术要求

ICS13.020CCSB11GRMTechnicalrequirementsfordataexchangeofminepressuremonitoringincoalminesIT/GRM133—2025 2规范性引用文件 3术语和定义 4符号和缩略语 5数据格式 26数据传输协议 57数据交换 68数据质量控制 8T/GRM133—2025本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村绿色矿山产业联盟提出并归口本文件起草单位：山东科技大学、新汶矿业集团有限责任公司、武汉大学。本文件主要起草人：王蕊，张鹏飞，刘淑敏，王子辉，马宏发，屈晓，陈绍杰，郭晓胜，任勇杰，黄万朋，赵同彬，应时，赵曰茂，张继成。1T/GRM133—2025煤矿矿压监测数据交换技术要求本文件规定了煤矿矿压监测数据交换的数据格式、数据传输协议、数据交换和数据质量控制等要求。本文件适用于煤矿矿压监测数据的采集、传输、存储、处理和应用等的数据交换。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T7408.1日期和时间信息交换表示法第1部分：基本原则GB/T15629.3信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第3部分：物理层和管理参数GB/T15629.11信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）规范GB/T17966信息技术微处理器系统浮点运算GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求MT/T899煤矿用信息传输装置3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1矿压监测minepressuremonitoring通过安装在矿山中的传感器和监测设备，对矿山开采过程中围岩和支架承受的压力及其变化规律，以及可间接反映压力状态的位移等，进行实时、连续观测、测量，同步开展数据分析和处理的过程。3.2数据交换dataexchange在不同的矿压监测系统、设备或平台间，按预定规则和格式，进行矿压监测数据传输、共享和交互，实现数据整合、分析和应用。3.3数据格式dataformat描述和存储矿压监测数据，确保数据的一致性和可读性的数据编码方式、组织结构和字段定义的组合。3.4传输协议transmissionprotocol规范数据在网络或通信线路中数据包结构、传输控制、错误处理等，保证数据传输可靠性和效率的传输规则和流程。4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。API：应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface）2T/GRM133—2025AES-256：高级加密标准256位版本（AdvancedEncryptionStandard256-bit）CDC：变更数据捕获（ChangeDataCapture）CRC16/CRC32：循环冗余校验16位/32位版本（CyclicRedundancyCheck16-bit/32-bit）ETL：抽取-转换-加载（Extract-Transform-Load）FEC：前向纠错（ForwardErrorCorrection）HTTP：超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol）HTTPS：超文本传输安全协议（HyperTextTransferProtocolSecure）JSON：JavaScript对象表示法（JavaScriptObjectNotation）MD5：消息摘要算法第五版（Message-DigestAlgorithm5）MQTT：消息队列遥测传输协议（MessageQueuingTelemetryTransport）MT/T：煤炭行业推荐性标准（MeitanTuijianBiaozhun）OAuth2.0：开放授权协议2.0版（OpenAuthorization2.0）OSI：开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）PHY：物理层（PhysicalLayer）RTT：往返时间（Round-TripTime）SDK：软件开发工具包（SoftwareDevelopmentKit）SHA-256：安全哈希算法256位版本（SecureHashAlgorithm256-bit）SQL：结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）TLS1.2：传输层安全协议1.2版（TransportLayerSecurity1.2）UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）UTF-8：8位通用字符集转换格式（UnicodeTransformationFormat-8-bit）XML：可扩展标记语言（eXtensibleMarkupLanguage）5数据格式5.1数据编码规则数据编码规则应符合表1的要求。表1数据编码规则采用UTF-8编码方式，以支持多语言字符和特殊符号采用GB/T7408.1标准格式，精确到毫秒级，格式为“YYYY-MM-DDThh:mm:ss”，如“2024-09-21T15:30:25”采用GB/T17966的双精度浮点数(Double)表示，保证精度和范围包含品牌缩写、设备类型代码和8位序列号5.2数据结构5.2.1顶板压力监测顶板压力监测应符合表2的要求。表2顶板压力监测表单位为MPa，保留小数点后两位3T/GRM133—2025单位为MPa，保留小数点后两位无5.2.2支架工作阻力监测支架工作阻力监测应符合表3的要求。表3支架工作阻力监测表单位为kN，保留小数点后两位无5.2.3巷道围岩变形监测巷道围岩变形监测应符合表4的要求。表4巷道围岩变形监测表单位为mm，保留小数点后两位单位为mm，保留小数点后两位无5.2.4锚杆（索）受力监测锚杆（索）受力监测应符合表5的要求。表5锚杆（索）受力监测表单位为kN，保留小数点后两位无5.2.5围岩深部位移监测围岩深部位移监测应符合表6的要求。表6围岩深部位移监测表4T/GRM133—2025单位为mm，保留小数点后两位无5.2.6支架工况监测支架工况监测应符合表7的要求。表7支架工况监测表单位为kN，保留小数点后两位单位为kN，保留小数点后两位单位为mm，保留小数点后两位无5.2.7煤体应力监测煤体应力监测应符合表8的要求。表8煤体应力监测表单位为MPa，保留小数点后两位单位为MPa，保留小数点后两位无5.2.8顶板离层监测顶板离层监测应符合表9的要求。表9顶板离层监测表单位为mm，保留小数点后两位无5.3字段含义5T/GRM133—20255.3.1监测点编号唯一标识每个矿压监测点的代码。根据表1监测点编码方式，编码应具有唯一性和可识别性。5.3.2监测时间记录数据采集时间，精确到毫秒，用于数据时间序列分析和追溯。5.3.3顶板压力包括顶板的垂直应力（单位：MPa）和水平应力（单位：MPa用于评估顶板的稳定性和承载能力。5.3.4支架工作阻力监测液压支架等支架承受的压力（单位：kN），了解支撑效果和工作状态。5.3.5巷道围岩变形包括巷道顶底板移近量（单位：mm）、两帮收敛量（单位：mm）等，反映巷道围岩的变形情况。5.3.6锚杆（索）受力监测锚杆或锚索承受的轴力（单位：kN），判断对围岩的加固效果。5.3.7围岩深部位移通过多点位移计等设备测量围岩内部不同深度的位移变化（单位：mm了解围岩内部的移动规律。5.3.8支架工况包括支架的初撑力（单位：kN）、循环末阻力（单位：kN）、工作行程（单位：mm）、倾角（单位为°)等参数，评估支架性能和适应性，优化支架选型和布置。5.3.9煤体应力监测煤体承受的应力，包括煤体垂直应力（单位：MPa）和水平应力（单位：MPa）。5.3.10顶板离层巷道顶板岩层中相邻两监测点间的相对位移量（单位：mm）。5.3.11监测设备编号安装在监测点的设备唯一标识符。5.3.12设备状态反映监测设备工作状态，0表示正常，1表示故障。当设备出现故障时，应及时发送报警信息。6数据传输协议6.1数据传输方式数据传输方式应符合表10的要求。所有煤矿用信息传输装置均应符合MT/T899的相关要求。表10数据传输方式物理层符合GB/T15629.3标准，支持星型/环型/符合GB/T15629.11标准，频段2.4GHz/5GHz，速传输速率≥1Mbps，有效距离≥10m，连接稳定性6T/GRM133—2025MODBUSRTU/TCP波特率9600-115200bps，支持CRC6.2数据传输频率数据传输频率设置应符合表11的要求。表11数据传输频率根据矿山地质条件、开采工艺和安全风险评估确定的高风监测点可包括非关键区域的监测点或对实时性要求较低的6.3数据包结构数据包结构应符合表12的要求。表12数据包结构4488n46.4数据安全机制数据安全机制应符合表13的要求。表13数据安全机制传输过程中使用AES-256加密算法对数据加密7数据交换7.1数据采集数据来源、采集方式应符合表14的要求。表14数据采集技术要求7.2数据清洗7T/GRM133—2025抽取源数据时，应处理可能存在的数据不全面、重复、错误或不规范等问题，数据清洗处理应符合表15的要求。表15数据清洗处理数据时间戳差异≤1秒7.3数据核查数据核查应保证数据质量和准确性，数据核查规则应符合表16的要求。表16数据核查规则7.4数据转换数据转换应解决数据类型、名称和长度不一致的情况，数据转换处理应符合表17的要求。表17数据转换处理7.5数据同步时间戳和触发器同步应利用时间戳和触发器机制捕捉数据变更，数据同步处理应符合表18的要求。表18数据同步处理7.6数据联合交换7.6.1数据联合架构搭建数据联合应通过建立数据中心联合应用视图，实现多表数据的综合关联应用，数据联合架构见图1。8T/GRM133—2025图1数据联合架构7.6.2数据中心数据处理流程数据中心应从业务数据库等数据源抽取数据，根据分类和数据标准实施数据清洗，按数据中心模型要求完成数据整理与存储。7.6.3数据交换要求数据交换应符合表19的要求。表19数据交换要求数据格式统一异构系统间数据交换需满足实时API接口要求，确保跨品牌8数据质量控制8.1数据采集8.1.1监测设备选用与校准数据采集应根据监测需求选择合适设备，并按设计要求安装。监测设备投入使用前应经校准和测试，校准周期应不超过1年，设备校准周期应符合表20的要求。表20设备校准周期9T/GRM133—20258.1.2数据采集精度要求压力测量精度应不低于±0.5%FS（满量程，指测量设备的最大测量范围位移测量精度应不低于±0.1mm，数据采集精度应符合表21的要求。表21数据采集精度8.1.3采集数据异常值处理采集数据前应进行有效性检查，剔除压力值超过设备测量范围、位移量出现不合理的突变等明显异常值。8.1.4设备运行维护管理设备应能在矿山复杂环境条件下正常工作。采集设备应每30d检查并维护1次，记录设备运行状态和维护情况。8.2数据传输数据传输过程中应保证完整性、可靠性和实时性。应监测网络稳定性，实时评估网络状态（如延迟、丢包率动态调整传输策略；应采用智能重传、纠错、流量控制等机制处理传输错误，传输错误处理机制应符合表22的要求。表22传输错误处理机制动态调整校验强度（如高丢包时采用8.3数据存储数据存储应确保存储数据安全、可靠、易于查询和管理。8.3.1数据库设计数据库结构应合理设计，优化存储性能，数据库结构应符合表23的要求。表23数据库结构T/GRM133—20258.3.2数据备份与恢复数据备份与恢复应制定明确的数据备份计划，采用异地存储和多副本备份策略，确保数据可恢复，数据备份策略应符合表24的要求。表24数据备份策略8.3.3数据清理与归档数据清理与归档应按照固定周期清理过期和无效数据，将历史数据归档存储，数据归档方式应符合表25的要求。表25数据归档方式8.3.4多源数据库适配针对不同设备厂商的异构数据库，通过标准化转换实现统一存储，多源数据库适配技术要求应符合表26的要求。表26多源数据库适配技术要求动或API接口实现跨库连接采用ETL工具实现数据抽取、清洗、转换与加载统一存储至数据仓库，按“设备类型+时间”分区，提升查8.4数据调用监测数据调用技术要求需遵循表27的要求。表27监测数据调用技术要求支持按时间范围、设备编号查询，具备分页功能，每页），T/GRM133—2025），8.5