煤礦人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)研究設(shè)計

摘 要：瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)在各地煤礦上的實施，為煤礦的安全生產(chǎn)發(fā)揮了重大的作用。而隨著全國各地瓦斯監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實施，讓煤礦安全生產(chǎn)又上升了一個臺階。煤礦安全生產(chǎn)的信息化和自動化是一種必然趨勢，此時對人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的需求顯得非常迫切。煤礦人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)中心平臺對下屬煤礦的統(tǒng)籌管理和監(jiān)測，主要體現(xiàn)在對各煤礦井下作業(yè)人員的實時監(jiān)測與跟蹤，本文介紹了整個聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的框架設(shè)計，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理過程，數(shù)據(jù)庫設(shè)計、以及聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的表現(xiàn)形式。

關(guān)鍵詞：煤礦 人員定位系統(tǒng) 聯(lián)網(wǎng)設(shè)計

中圖分類號：TD76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0022-03

隨著煤炭工業(yè)的飛速發(fā)展，給我國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是我國煤炭生產(chǎn)還是存在著安全設(shè)施機(jī)械化、自動化、信息化水平落后等諸多問題。煤礦安全生產(chǎn)形勢不容樂觀，安全問題一直是煤礦最重要、最嚴(yán)峻的問題，直接關(guān)系到煤礦的生死存亡。近年來信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展以及中央提出利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)以來，利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的煤炭工業(yè)，已受到煤炭主管部門和企業(yè)各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。煤礦的自動化、信息化及數(shù)字化已經(jīng)成為我國煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。

瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)在全國各地煤礦的實施，為煤礦的安全生產(chǎn)發(fā)揮了重大的作用。而隨著全國各地瓦斯監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)了各地煤礦瓦斯監(jiān)控的統(tǒng)籌化和規(guī)范化，從而讓煤礦安全生產(chǎn)又上升了一個臺階。煤礦安全生產(chǎn)的信息化和自動化是一種必然趨勢，在這樣一種大背景下，人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的需求顯得非常迫切。

1 聯(lián)網(wǎng)框架的設(shè)計

煤礦人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過各個廠家的數(shù)據(jù)采集軟件采集礦端人員定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，所采集數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)協(xié)議格式，寫到礦端計算機(jī)本地，之后通過上傳軟件把數(shù)據(jù)上傳到上級煤礦管理部門或煤礦安監(jiān)部門的聯(lián)網(wǎng)中心服務(wù)器，在服務(wù)器端用解析軟件對各個礦的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，把數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)頁發(fā)布把煤礦井下人員信息給顯示出來。從而實現(xiàn)對下屬各礦的煤礦井下作業(yè)人員的實施監(jiān)測和跟蹤。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的模型如圖1所示。

整個框架分為四層，分別是數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)解析和存儲層、數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示層。數(shù)據(jù)采集層主要是采集各個礦端的人員定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并存儲到礦端計算機(jī)本地磁盤，數(shù)據(jù)的采集必須按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行；數(shù)據(jù)傳輸層主要是使用上傳軟件，按照網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，把礦端本地磁盤的采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴弦患壜?lián)網(wǎng)中心平臺的服務(wù)器；數(shù)據(jù)解析和存儲層主要是把煤礦上傳到聯(lián)網(wǎng)中心平臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)解析軟件，把每個礦的數(shù)據(jù)按照規(guī)范寫入到數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示層是通過終端網(wǎng)頁發(fā)布，使用瀏覽器進(jìn)行各礦煤礦井下作業(yè)人員的實施監(jiān)測和跟蹤，并提供歷史數(shù)據(jù)的查詢和報表的打印等操作。

2 數(shù)據(jù)的采集、傳輸、解析和存儲

2.1 數(shù)據(jù)的采集

數(shù)據(jù)采集軟件采集礦端人員定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，然后以文本文件的格式（即txt格式）存儲到本地主機(jī)的磁盤上。人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)文件包括：采集點定義文件、區(qū)域配置文件、班次設(shè)置文件、部門定義文件、職務(wù)定義文件、工種定義文件、人員信息文件、實時數(shù)據(jù)文件、軌跡數(shù)據(jù)文件、考勤記錄文件等。根據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的需要，各種文件的采集頻率并不一樣，有的是定時生成，有的是觸發(fā)生成。如采集點定義文件，即為觸發(fā)生成，當(dāng)采集點的定義改變，即觸發(fā)生成文件；而實時數(shù)據(jù)文件則為定時生成，每隔幾秒生成井下人員的實時信息數(shù)據(jù)。

人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集必須按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行。以采集點定義文件為例，對人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行描述。

采集點定義文件。

（1）說明：描述當(dāng)前有效存在的所有采集點的定義信息。

（2）命名規(guī)則：Device.txt。

（3）觸發(fā)規(guī)則：定義變更時生成該文件，如果該文件存在則覆蓋已存在的文件。

①數(shù)據(jù)頭：占用文件第一行，不得換行。

第一行：時間，行數(shù)。

時間：表示產(chǎn)生該文件時的時間戳。

行數(shù)：為數(shù)據(jù)體的行數(shù)，不包含數(shù)據(jù)頭的行數(shù)。

如：2012-12-22 12：21：15，12

②數(shù)據(jù)體。

礦編碼，采集點ID，設(shè)備編碼，位置描述。

從第二行開始，行與行之間不得空行。

礦編碼：煤礦的唯一性標(biāo)識。

采集點ID：采集點的序號。

設(shè)備編碼：礦端各個設(shè)備的唯一性標(biāo)識。

位置描述：對采集點位置進(jìn)行描述的字符串，長度小于50個字符。

如：100001，3，001R01，1301工作面回風(fēng)100米。

2.2 數(shù)據(jù)的傳輸

人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸利用上傳軟件，按照網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)铰?lián)網(wǎng)中心平臺的服務(wù)器。數(shù)據(jù)傳輸使用FTP文件傳輸方式，在聯(lián)網(wǎng)中心平臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上建立FTP服務(wù)器站點，在站點下為每個礦建立一個FTP目標(biāo)目錄，然后利用上傳軟件上傳煤礦的數(shù)據(jù)，煤礦上傳的數(shù)據(jù)存放在各自對應(yīng)的FTP目標(biāo)目錄下。上傳軟件應(yīng)具有一定的擴(kuò)展性，應(yīng)具有同時往多個聯(lián)網(wǎng)中心平臺上傳數(shù)據(jù)的功能。

2.3 數(shù)據(jù)的解析

各個煤礦的人員定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳到聯(lián)網(wǎng)中心，將由統(tǒng)一的軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并寫入到數(shù)據(jù)庫中。之前一些聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)寫入方式是直接從礦端由軟件把數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，這樣的操作有一個比較大的缺陷，如果遇到煤礦數(shù)量很多的情況，太多的軟件在礦端操作平臺服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，必然造成數(shù)據(jù)庫性能的下降，且數(shù)據(jù)庫安全得不到保障。而采取在聯(lián)網(wǎng)中心統(tǒng)一寫入數(shù)據(jù)庫的方式，可以有效的避免這種缺陷。

數(shù)據(jù)解析軟件依次對各個煤礦的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并寫入數(shù)據(jù)庫。對已經(jīng)解析的文件，軟件將進(jìn)行刪除操作，使磁盤空間得到有效的回收利用。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

合理的數(shù)據(jù)庫設(shè)計將大大節(jié)省數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的資源，消除數(shù)據(jù)冗余，避免數(shù)據(jù)異常。數(shù)據(jù)庫命名為OrientNet，數(shù)據(jù)庫的表包括：煤礦采集點數(shù)據(jù)表DeviceInfo，區(qū)域配置數(shù)據(jù)表AreaConfig、班次設(shè)置數(shù)據(jù)表ClassSet、部門定義數(shù)據(jù)表Department、職務(wù)定義數(shù)據(jù)表Duty、工種定義數(shù)據(jù)表TypeOfWork、人員信息數(shù)據(jù)表StaffInform

ation、實時數(shù)據(jù)表RealData、軌跡數(shù)據(jù)表Track，考勤記錄表MonthCheck等。

由于各類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量的不同，在數(shù)據(jù)庫中，各類數(shù)據(jù)的存儲機(jī)制也不一致。煤礦采集點數(shù)據(jù)、區(qū)域配置數(shù)據(jù)、班次設(shè)置等數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量相對較小，所有煤礦的數(shù)據(jù)都將存儲在一張數(shù)據(jù)庫表里面。而軌跡數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量比較大，則采用每個礦每年一張數(shù)據(jù)庫表來存儲，即“Track+礦編碼+年份”，如Track1000012012，每個煤礦的軌跡數(shù)據(jù)存儲在對應(yīng)的數(shù)據(jù)表里面。而考勤記錄表的數(shù)據(jù)量適中，則采用每個月一張數(shù)據(jù)庫表來存CjR4tk2KbUj6Iokc6t4Www==儲，即“MonthCheck+年月”，如MonthCheck201212，所有礦的考勤記錄數(shù)據(jù)存儲在當(dāng)月的考勤記錄表中。

人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計比較簡潔，以煤礦采集點數(shù)據(jù)表DeviceInfo為例，對其表設(shè)計進(jìn)行描述（表1）。

4 網(wǎng)頁設(shè)計

網(wǎng)頁監(jiān)測界面采用Visual Studio 2010編程軟件及C#編程語言，在.NET框架下設(shè)計完成。通過瀏覽網(wǎng)頁，可以查看每個煤礦已注冊的人員的各類信息（包括員工姓名、職務(wù)、職稱、工種、身份證號碼等），方便上級監(jiān)管平臺進(jìn)行統(tǒng)籌管理；同時聯(lián)網(wǎng)終端網(wǎng)頁監(jiān)測每個煤礦井下實時的人員數(shù)量及人員明細(xì)、并可以查詢每個井下作業(yè)人員的詳細(xì)軌跡路線；且它還實現(xiàn)了按照干部、職務(wù)、特殊工種等條件分類查詢其下井記錄等功能，各類查詢都提供打印功能。圖2為人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)頁主界面。

5 結(jié)語

煤礦人員定位聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)了對煤礦井下作業(yè)人員的實時監(jiān)測和跟蹤，并通過網(wǎng)頁形式進(jìn)行展示。在礦井突發(fā)情況下，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以及時有效的為后續(xù)救援工作提供主要依據(jù)，能在最短的時間內(nèi)作出準(zhǔn)確判斷。煤礦安全生產(chǎn)的自動化和信息化是一種必然趨勢，目前該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于全國多個礦務(wù)局，及時有效的對礦井井下作業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)測和跟蹤，為礦務(wù)局的統(tǒng)籌管理提供了一個很好的平臺，為礦井的安全生產(chǎn)起到了突出的作用。

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