基于云計算技術的煤炭企業信息化管理平臺研究

歐瑩元

（畢節學院信息工程學院，貴州省畢節市，551700）

近年來，隨著煤炭企業以及整個煤炭行業在信息方面的不斷提高，企業相關的數據也在呈現爆炸式增長的態勢，傳統架構的信息化管理平臺在面對如此大的數據量面前顯得越來越力不從心，為了保證企業的正常運轉，煤炭企業不得不花很大的精力和資金升級信息化平臺的軟硬件設施，這不但加重了煤炭企業的負擔，而且也在一定程度上影響了企業的生產效率。云計算技術的出現則為上述問題的解決了提供了一種有效的方案。

云計算中心作為煤炭企業的一個超級計算存儲系統，它可由多臺普通服務器甚至臺式機組成，企業可以在不影響平臺正常運轉的同時根據需要來動態的配置所需的計算和存儲資源。云計算中心使得煤炭企業不必花很多的資金購買昂貴的大型服務器和存儲設備，為企業在信息化建設方面節約了大量的資金，并且云計算中心可以在不影響正常計算存儲能力的情況下，通過增加計算實體和存儲實體來提升云計算中心的計算存儲能力。

基于云計算技術的管理平臺在可靠性也不是傳統的信息化平臺可比擬的，基于云計算技術的管理平臺并不會因為某一臺計算實體故障而影響整個平臺的業務，從而保證了企業生產的穩定運轉，這一點在工作環境復雜的煤炭行業顯得尤為重要。

1 平臺的建設思路及框架設計

基于對傳統煤炭企業信息化管理系統和以云計算技術為中心的煤炭企業信息化管理平臺的分析可以看出，后者在穩定性、擴展性和低成本上有著很大的優勢，為此，設計了基于云計算技術的煤炭企業信息化管理平臺，其功能架構示意圖如圖1所示。

圖1 基于云計算技術的煤炭企業信息化管理平臺功能架構示意圖

從圖1中可以看出，基于云計算技術的煤炭企業信息化管理平臺分為用戶層、應用層和與計算層3個層次。

（1）用戶層。主要安裝部署在用戶的個人辦公PC、筆記本、平板電腦或智能手機等便攜移動設備上，用戶通過該層登錄系統，訪問相關資源。

（2）應用層。主要安裝部署在主用和備用中心應用服務器，該層提供了主用和備用服務器間的監測功能。正常情況用戶層分別連接主用和備用中心應用服務器，并將請求信息分別發送到主用和備用中心服務器上。主用和備用中心服務器建立監測通信，定期向對方發送確認信息，通過確認信息的響應情況來確定對方是否還在正常運行，如果主用中心服務器無應答或者應答異常，則由備用中心服務器接管當前工作，同時通過系統郵件和短信向IT維護部門的相關負責人發送應急處理信息。如果備用中心服務器無應答或應答異常，則直接向IT 維護部門的相關負責人發送應急處理信息。

（3）云計算層。該層分為云計算管理和云存儲管理，云計算管理負責處理計算類信息的請求，而云存儲負責處理存儲類信息的請求。

2 平臺模塊的設計

基于云計算技術的煤炭企業管理平臺在劃分了用戶層、應用層和云計算層3層的基礎上，劃分了生產管理、選煤管理、物流配送、客戶管理、調度計劃中心、數據分析中心和云計算中心7 個子系統。

2.1 生產管理系統

生產管理系統是煤炭開采和運輸的信息化系統，企業相關負責人員通過該系統實時掌握每個采區的生產狀況，并基于當前的生產狀況對生產計劃做出相應的調整。該系統包括采區注冊、設備管理、安全監控、煤倉管理和進度管理5個模塊。

（1）采區注冊。該模塊負責采區的注冊并將注冊信息發送到云計算中心進行存儲，注冊信息包括采區編號、采區類型、采區位置以及采區的設計產能等相關信息，其中對于采區編號必須是唯一的，如不能提供，則系統會自動指派一個唯一編號給要注冊的采區。采區類型主要分為井下采煤和露天采煤兩種，露天采煤需要注冊井田的水平分層情況，井下采煤則需要注冊煤層情況以及落煤技術等相關信息。

（2）設備管理。該模塊負責對采煤生產設備和輔助運輸設備進行管理，企業相關負責人通過該模塊注冊設備信息，設備管理模塊將注冊信息發送到云計算中心進行存儲，注冊信息包括設備的類型、型號、生產日期、檢修周期、檢修負責人、功能簡介、注意事項和所屬采區等信息。該模塊根據注冊的相關信息向云計算中心發送計算下次檢修日期的請求并接收來自云計算中心反饋的信息，在臨近檢修日期時，系統自動將檢修的信息通過郵件和短信發送到相關設備檢修人員的郵箱和移動終端設備。

（3）安全監控。該模塊負責采集各監控設備實時發送的多媒體和文本監控數據。對于文本數據，該模塊將分析請求和這些數據打包發送到云計算中心，然后接收云計算中心反饋的數據分析結果。如果分析結果顯示異常，則向相關采區發送預警信息，并根據異常信息來確定是否需要出發警報；對于音頻和視頻等多媒體數據，則直接發送給云計算中心進行存儲。

（4）煤倉管理。該模塊管理與采區相關的煤倉，實時顯示當前煤倉中原煤的類型、儲量以及煤倉的狀態。企業相關負責人通過該模塊獲取煤倉相關信息的同時也可通過該模塊注冊煤倉的相關信息，包括煤倉的設計儲量、煤倉的位置、煤倉編號以及與煤倉相關聯的采區編號等信息。

（5）進度管理。該模塊負責接收來自調度計劃中心發來的任務信息，實時顯示采煤的進度，并根據當前的任務需要決定將煤倉中的煤炭運往選煤場還是直接運往物流配送中心。其中進度信息包括采區中煤炭的產量和采煤速度，接收來自調度計劃中心發來的任務信息，并根據任務的緊迫程度排列任務優先級，并將當前的任務信息和當前的采煤速度信息發送給云計算中心，請求估算任務完成的時間和當前任務完成的百分比，接收來自云計算中心反饋的信息。

2.2 選煤管理系統

選煤管理系統是選煤工藝流程管理的信息化系統，煤炭企業負責人可以通過該系統實時獲取選煤廠當前的任務進度。系統接收來自調度計劃中心發來的任務信息，按任務要求對原煤進行選煤處理，并將成品煤運往物流配送中心。該系統分為原煤信息、原煤準備、產品處理和選煤進度4個模塊。

（1）原煤信息。該模塊實時顯示當前選煤廠煤倉中原煤的種類以及各種類原煤的數量，并將這些信息實時地發送到云計算中心。

（2）原煤準備。該模塊根據任務要求執行原煤準備流程，同時定時更新任務完成情況，并將任務狀況信息發送到云計算中心，并發送任務狀態更新請求。

（3）產品處理。該模塊按照當前任務要求執行指定的選煤工藝流程，定時更新各工藝的完成情況，并將任務狀態發送到云計算中心，同時發送任務狀態更新請求。

（4）選煤進度。該模塊實時顯示當前選煤任務的總體進度，企業相關負責人可以通過該模塊實時獲取當前任務的完成情況。在任務完成時，該模塊負責向企業相關負責人發送當前選煤任務完成系統郵件。

2.3 物流配送系統

物流配送系統負責接收來自調度計劃中心的物流配送任務，并將任務分成若干個子任務進行管理。該系統包括內部運輸設備調度、裝車管理、運單進度和物流費用結算4個模塊。

（1）內部運輸設備調度。該模塊負責調度物流配送部門的礦車等運輸設備，按照任務要求將采區的煤炭或者選煤廠的煤炭運到指定的地點，為裝車做準備，同時實時顯示當前的任務進度。

（2）裝車管理。該模塊將從采煤區或者選煤廠運來的煤炭進行裝車，并顯示當前的裝車進度信息，當前裝車任務完成后，通過系統郵件通知相關負責人。

（3）運單進度。裝車后系統會產生相應的運單，相關負責人定時更新運單的進度信息，模塊將這些信息發送到云計算中心進行運單的狀態更新。當運單完成時，通過系統郵件通知相關負責人。

（4）物流費用結算。該模塊主要向第三方的物流公司支付物流配送所產生的費用，按照企業和物流公司達成相關協議，通過網上支付的方式支付相應的費用。

2.4 客戶管理系統

客戶管理系統為煤炭企業和煤炭用戶提供了一個交互的平臺，客戶通過該模塊注冊自己的相關信息，并通過該模塊提交訂單申請，在申請通過后雙方進行網簽合同，然后訂單會被發送到調度計劃中心。該模塊主要包含客戶注冊、業務咨詢、訂單管理和訂單結算4個模塊。

（1）客戶注冊。客戶通過該模塊注冊自己的用戶賬號、用戶密碼、配送地址以及客戶類型等相關信息，用戶可以同時注冊多個配送地址。注冊成功后，用戶可通過自己的賬號和密碼登錄系統。

（2）業務咨詢。該模塊為用戶提供7×24h的在線客戶服務，用戶可通過該系統詢問相關的事項，也可以給系統留言，以方便客服人員的回復。

（3）訂單管理。用戶通過該模塊提交訂單申請，并接收訂單申請的回復結果，申請通過后進行網簽合同，該模塊提供訂單進度查詢等功能，并負責將相關數據通過云計算中心存儲到系統中。

（4）訂單結算。網簽合同成功后，按照雙方達成的協議，用戶通過該模塊按照網上支付的方式向煤炭企業支付相應的訂單費用。

2.5 調度計劃中心

調度計劃中心負責接收來自客戶的訂單信息，通過云計算中心查詢當前各生產部門的任務狀態并合理安排生產計劃任務。云計算中心將訂單信息分解成相應的生產任務，并將這些任務信息下發到各生產部門。該系統主要包括用戶訂單管理、生產任務管理、進度報告和調度管理4個模塊。該系統與其他系統的交互流程圖如圖2所示。

圖2 調度計劃中心與各系統交互流程圖

（1）用戶訂單管理。該模塊主要負責接收來自用戶的訂單申請，根據系統所統計的用戶的信用等級和煤炭企業總體生產狀況來決定是否接收訂單申請。如果接收訂單申請，則雙方進入網簽合同流程來確定該訂單生效，并將訂單信息通過云計算中心存儲到系統中，否則訂單取消。

（2）生產任務管理。該模塊負責將已經生效的訂單信息通過云計算中心將訂單劃分成相應的生產任務，并分別將這些任務發送相關的生產部門。

（3）進度報告。該模塊負責實時顯示當前訂單的完成情況和各部門當前任務的完成情況。

（4）調度管理。該模塊負責從總體上調度企業內部的生產資源，按照各生產部門的工作負載情況，合理調整生產設備和生產人員。

2.6 數據分析中心

數據分析中心作為該管理平臺的 “大腦”，直接從云計算中心獲取所需數據進行分析，為企業決策提供數據支持，該模塊主要包括客戶群分析、訂單分析和生產分析3個模塊。

（1）客戶群分析。該模塊主要對客戶的個體和客戶總體進行分析，同時分析客戶的違約情況、客戶數量的同比和環比變化情況以及客戶違約原因的分析。

（2）訂單分析。該模塊從訂單的角度來分析訂單的數量、訂單的違約率以及總體和個體訂單的利潤率等情況。

（3）生產分析。該模塊對每個生產部門的生產效率和生產消耗等進行分析，并可從總體上分析企業的產能和生產成本等信息，企業負責人根據該模塊的分析結果有針對性地調整相關的生產流程，達到節約生產成本的目的。

2.7 云計算中心

云計算中心作為該管理平臺的 “心臟”，為其他各子系統提供相應的計算資源和存儲資源。云計算中心接收來自各子系統發來的各種請求，并按照請求的種類將這些請求轉發給云計算管理或云存儲管理2個模塊。

（1）云計算管理。該模塊主要負責處理各系統發來的計算類請求信息，并將這些請求信息轉發給當前負載最小的計算實體。各計算實體實時地向云計算管理模塊發送當前的負載情況，云計算管理選擇負載最小的計算實體，將新的請求信息轉發給它，計算實體將計算結果反饋到云計算管理模塊。

（2）云存儲管理。該模塊主要負責接收來自各系統發來的存儲信息，比如訂單、各類生產任務、物流配送所產生的運單的存儲、編輯和刪除等信息以及監控設備所產生的監控數據包括文本數據和多媒體數據等信息。各存儲實體實時向云存儲管理報告當前的存儲狀況以及當前排隊任務的數量等，云存儲管理模塊將當前的存儲請求轉發給排隊任務最少、負載最小的存儲實體進行存儲，同時在本地記錄所存數據的索引和存儲實體編號，以方便快速檢索。

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