WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站運行平臺的設(shè)計及應(yīng)用

隋艷微

(中煤科工集團沈陽研究院，遼寧 撫順 113122)

0 引言

隨著我國煤礦工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，煤礦開采規(guī)模不斷擴大，對礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)也提出了更新更高的要求，既要解決煤礦生產(chǎn)過程中的各類安全問題、生產(chǎn)自動化問題、各種隱患問題等［1］，同時又要了解各種與生產(chǎn)經(jīng)營有關(guān)的集安全、生產(chǎn)、調(diào)度和管理為一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是對下屬礦井的多類型監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況進行監(jiān)督、監(jiān)察管理需求為基礎(chǔ)，實現(xiàn)多級聯(lián)網(wǎng)管理為目標(biāo)，對井上、井下安全生產(chǎn)進行全面的了解，能夠可靠、及時、準(zhǔn)確的提供信息指揮生產(chǎn)［2］和防止災(zāi)害事故的發(fā)生。

另外，由于煤礦使用的監(jiān)控系統(tǒng)的廠家不同，采用的通訊協(xié)議不同，要想把不同廠家監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)成網(wǎng)，構(gòu)成全公司(集團、煤管局)實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，其最主要的環(huán)節(jié)是將不同廠家的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)、通訊協(xié)議依據(jù)國家《AQ 6201－2006 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》和《煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》組織成統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。WebGIS 礦端代理服務(wù)器軟件和WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件是專門為此開發(fā)的以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、軟件開發(fā)等信息技術(shù)綜合應(yīng)用為手段，建立的新一代監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)平臺。

1 WebGIS 礦端代理服務(wù)器的設(shè)計及主要功能

WebGIS 礦端代理服務(wù)器(簡稱DataServer)是Web-GIS 礦井安全監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳模塊，運行于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站服務(wù)器端，主要是面向煤礦監(jiān)測人員而設(shè)計的。接收井下上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，組織格式化后上傳給礦務(wù)局(集團公司或縣煤炭工業(yè)局)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主程序。采用了串口偵聽、網(wǎng)絡(luò)端口偵聽、文件偵聽、網(wǎng)絡(luò)斷線續(xù)傳、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)智能診斷、斷線自連、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成技術(shù)。在軟件的編寫上采用了多線程并行技術(shù)，TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。程序運行［3］在Windows 98、Windows 2000 系列以及Windows 2003 Server 操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲在Sql Server 2005 數(shù)據(jù)庫上。

軟件采用了4 種方式從煤礦監(jiān)控中心站獲取數(shù)據(jù)，1)采用串口偵聽，從監(jiān)控中心計算機的串口上獲取數(shù)據(jù)，代理服務(wù)器獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)同步;2)采用網(wǎng)絡(luò)端口偵聽，由監(jiān)控系統(tǒng)軟件本身向外提供了網(wǎng)絡(luò)端口，代理服務(wù)器按照一定的網(wǎng)絡(luò)端口號和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，代理服務(wù)器獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)同步;3)采用文件偵聽，向外提供了通用簡單的文件接口方式，監(jiān)控系統(tǒng)軟件產(chǎn)家只需按一定的格式寫兩個文件，由代理服務(wù)器將這兩個文件按一定格式解讀送給網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件，代理服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)的速度比上兩種稍有延遲;4)主要用于實時性要求不高、采用文件間隔傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要用于通訊條件比較差、實時性要求不高的用戶。前3 種方式都能保證代理服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)的實時性。目前代理服務(wù)器軟件主要完成將監(jiān)控中心計算機的監(jiān)測數(shù)據(jù)按一定格式實時或間隔傳送給網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器，同時響應(yīng)數(shù)據(jù)服務(wù)器的各種請求，軟件的運行圖如圖1 所示。

圖1 WebGIS 礦端代理服務(wù)器運行界面

程序具有如下主要功能:

1)向外提供了通用的軟件接入接口;

2)采用3 種方式從不同監(jiān)控系統(tǒng)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù);

3)采用變值變態(tài)向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進行數(shù)據(jù)傳送，并且用戶可定義數(shù)據(jù)傳送規(guī)則;

4)具有自動識別網(wǎng)絡(luò)連通情況，控制網(wǎng)上傳輸包的大小功能;

5)可與代理服務(wù)器互發(fā)通知消息;

6)具有自動校正本計算機時鐘的功能。

2 WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的設(shè)計及主要功能

WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器(簡稱DataGather)是WebGIS 礦井安全監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊，運行于服務(wù)器端，主要是面向網(wǎng)絡(luò)管理員而設(shè)計的。是基于Windows 平臺的應(yīng)用軟件［4］，為各煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測信息互連提供完備、先進的解決方案，可根據(jù)用戶的經(jīng)濟條件和具體要求靈活選擇不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式—有線模式(PSTN/X.25/DDN/FDDI 等)、無線模式和有線、無線模式相結(jié)合的方式。采用WIN32 編程技術(shù)，為用戶提供高效、穩(wěn)定、快捷、準(zhǔn)確的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析功能?？蛇\行于Windows/2000/NT/XP 系列平臺。系統(tǒng)采用通用的R232C 串口通訊技術(shù)、先進的TCP/IP 套接字網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、多線程多任務(wù)并行技術(shù)、GDI 動畫技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。是公司(集團、縣煤炭工業(yè)局)主服務(wù)器程序，接收各礦代理服務(wù)器或監(jiān)測、監(jiān)控主機上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖樣數(shù)據(jù)，為公司(集團、縣煤炭工業(yè)局)網(wǎng)絡(luò)終端提供數(shù)據(jù)、圖樣、專題圖分析服務(wù)，采用了先進的動態(tài)庫生成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)智能診斷技術(shù)和斷線自連技術(shù)，軟件的運行如圖2 所示。

程序具有如下主要功能:

1)實時動態(tài)顯示代理服務(wù)器上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù);

2)動態(tài)存儲代理服務(wù)器上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)和定義;

3)能夠根據(jù)用戶定義的數(shù)據(jù)解析的規(guī)則進行數(shù)據(jù)解析;

4)動態(tài)選擇想要查看單礦的監(jiān)測數(shù)據(jù)和查一點的監(jiān)測數(shù)據(jù);

5)統(tǒng)計每天單個煤礦的斷線記錄和斷線時間;

6)具有和代理服務(wù)器互發(fā)通知消息的功能;

7)具有請求與其相聯(lián)煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的定義數(shù)據(jù)的功能;

8)具有自動校正與其相聯(lián)計算機時鐘的功能;

9)具有全局或單個煤礦數(shù)據(jù)維護和整理功能。

圖2 WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器運行界面

3 拓樸結(jié)構(gòu)

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站拓樸結(jié)構(gòu)圖如圖3 所示.

圖3 WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站拓樸結(jié)構(gòu)圖

4 平臺的實現(xiàn)技術(shù)

服務(wù)器的選擇對于程序的開發(fā)來說非常重要，可以說是程序按時完成、正確運行的保證。本系統(tǒng)采用的程序設(shè)計平臺是Microsoft Visual C++6.0(以下簡稱VC)。

VC 的MFC 類庫封裝了網(wǎng)絡(luò)通訊底層的API 函數(shù)，易于實現(xiàn)多線程的并發(fā)處理的網(wǎng)絡(luò)通訊程序。

5 平臺的應(yīng)用情況

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)軟件WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站在黑龍江省、吉林省、湖南省、貴州省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西省等全國多個省市的煤管局、煤礦管理企業(yè)廣泛應(yīng)用;以黑龍江省雞西市煤業(yè)集團有限責(zé)任公司為例，在2007 年，該公司將下屬的新發(fā)、滴道、東海、平崗等16 個礦井都進行了聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控系統(tǒng)類型有:KJ333 礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJF2000N 礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJ4N 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

在每個煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)中心站服務(wù)器上都需要安裝WebGIS 礦端代理服務(wù)器，在參數(shù)設(shè)置中根據(jù)本煤礦使用的監(jiān)控系統(tǒng)類型和網(wǎng)絡(luò)情況選擇合適的傳送方式和數(shù)據(jù)來源方式，如果監(jiān)控系統(tǒng)類型不是KJ333 礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJF2000N 礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是其他廠家研發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，需要選擇定時傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)文件，啟動實時文件偵聽監(jiān)測，啟動實時網(wǎng)絡(luò)端口偵聽監(jiān)測。在局里安裝有WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站的服務(wù)器上安裝WebGIS局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，在程序運行界面設(shè)置進行聯(lián)網(wǎng)煤礦的礦編號，且必須與WebGIS 礦端代理服務(wù)器中設(shè)置的礦編號相一致、IP 地址必須是運行有WebGIS 礦端代理服務(wù)器程序的IP 地址。

WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站在雞西市煤業(yè)集團有限責(zé)任公司已經(jīng)運行4 年，系統(tǒng)運行至今，因其具有通信穩(wěn)定、實用性強、擴展性好、專業(yè)集成性強、軟件操作簡單、維護方便等特點，受到了煤礦監(jiān)測人員及公司領(lǐng)導(dǎo)的一致肯定。

6 結(jié)語

煤礦管理局、礦務(wù)局、煤業(yè)有限公司等煤礦管理部門應(yīng)用WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和WebGIS 礦端代理服務(wù)器作為煤礦監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)采集為平臺的WebGIS 監(jiān)測信息管理網(wǎng)站，構(gòu)建了煤礦的數(shù)字化遠程監(jiān)控系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的集中聯(lián)網(wǎng)，為形成集團公司統(tǒng)一的瓦斯實時監(jiān)測、監(jiān)督管理體系提供技術(shù)保障，有效的預(yù)防重大瓦斯事故的發(fā)生;集團公司各級領(lǐng)導(dǎo)、管理人員用瀏覽器隨時、隨地方便掌握各礦現(xiàn)場瓦斯等危險環(huán)境工況;可以使各級煤礦安全管理機構(gòu)進一步明確責(zé)任，強化煤礦安全的多層監(jiān)管制度。有助于提高現(xiàn)場管理人員的安全意識、重視程度，是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的一種長效機制。

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