基于北斗導航與WebGIS的礦場人員監控系統需求分析

摘 要：針對礦場管理部門的實際需求，本文對礦場業務流程、現有的礦場方式以及產生問題的原因做出詳細地剖析，并根據監控業務和擁有監控系統后所涉及的人員角色和活動進行分析，以明確系統功能。另外對系統需滿足的性能以及所需要的數據來源等方面進行分析，以確定系統需求。

關鍵詞：礦場；人員監控；系統需求

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0025-03

Requirement Analysis of Mine Personnel Monitoring System Based on Beidou Navigation and WebGIS

BAI Yun

（Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，China）

Abstract：According to the actual requirements from the management of the mine，the quarry business processes，the existing mine personnel monitoring and the cause of the problem were analyzed in detail. Considering of the monitoring business and the surveillance system，the analyses of the involved roles and activities were given to clear the system function. And the system requirements for the system performance and the sources of data needed were analyzed to determine the system requirements.

Keywords：mine field；personnel monitoring；system requirements

1 研究背景及意義

礦場管理是為了促進和規范礦場安全作業、加強對礦場人員的管理而采用的一套對礦場進行監控的作業管理體系。由于許多礦場管理部門安全意識淡薄，存在著很多的安全隱患，一旦發生安全事故，將造成重大的人員傷亡。僅2015年，某礦場管理方提供的安全事故統計就有10起。

礦場安全管理疏忽造成的損失是十分巨大的，所以需要通過一些先進的手段來輔助礦場安全管理，盡可能將損失降到最低，最大程度地保障礦場人員的人身安全。同時，也需要通過先進的手段，將資源的丟失風險降到最低。因此，使用信息化手段準確、有效地監控礦區的工作人員成為急需解決的問題[1]。

2 礦場人員監管現存的主要問題

在負責開發烏海市國土資源局的礦場人員監控系統項目期間，通過與局里的工作人員多次下到礦場調研，了解到礦場在工作人員的管理上一直存在難以監管的問題，主要體現在3個方面：（1）在礦場區域進行資源開采作業的過程中，由于地質與地勢的變化會產生很多的危險區域，而礦場工作人員時常會因為不能及時準確地知曉礦區危險區域的變化情況而進入危險區域作業，導致安全事故發生；（2）由于礦區遼闊，不少礦區運輸人員在上班時間擅離職守，利用礦區資源為自身謀取利益，從而造成礦區損失。例如，運輸人員在上班時間駕駛礦場車輛離開工作區域，私自承接礦區以外的運輸業務。（3）礦場人員的績效考評依據不明確，缺少有說服力的工作記錄材料，礦場人員常常出現因考勤情況而產生的糾紛。

3 系統需求分析

3.1 礦場人員監控的流程

礦場人員監控根據不同工作人員分類為：礦場人員、監控人員、系統管理員、管理人員和地圖管理員，現列舉礦場人員、監控人員活動圖，分別如圖1、2所示。

礦場人員工作流程說明：礦場人員接受實時監控的主要方式是人手一臺對應機器ID的射頻設備，定時發送實時位置經緯度數據到后臺的實時位置處理服務。礦場人員進入礦場工作區域時，打開射頻設備，一鍵登錄，開始定時發送實時位置數據，系統后臺服務程序根據經緯度數據，顯示其圖片，并標記在相應的地圖位置上。

當第一個實時位置在電子地圖上出現時，作為其上班打卡時間。在工作過程中，射頻設備根據設定的時間間隔，定時發送通過北斗衛星獲得的實時位置數據到系統后臺，并顯示位置標記在電子地圖上，供監控人員實時監控其所在位置。同時，射頻設備會接收到監控人員根據實際情況發送的監控信息，提醒礦場工作人員應答，一般是彈出提示框。礦場人員單擊收到按鈕后，作為正確應答；否則，監控人員會繼續發送監控信息，直到確認應答。如果礦場人員身份是礦工，離開工作區域，進入安全隱患區域或是身為駕駛運輸車輛的運輸人員，駕駛車輛偏離規定運輸路線會導致射頻自動發送位置違規報警信號，自己收到位置越界提示，同時發送到后臺，標記在地圖上顯示變色，并向監控人員提示某位礦場工作人員出現報警信息。

監控人員工作流程說明：監控人員上班時，登錄礦場人員監控系統后臺，監控礦場人員的實時位置，主要觀察是否有礦場人員的位置出現報警信息。如果出現的報警信息的員工進入了地圖管理人員設定的危險區域，則對其發布警告指令，并給出逃生路線，命令其立即根據逃生路線離開危險區域；如果是運輸人員駕駛車輛離開規定的運輸路線，則對其發布警告指令，勒令其回歸規定的運輸路線。到下班時間，則觀察是否還有礦場人員標記出現在地圖上，如果有，則發布指令勒令還沒下班的礦場人員射頻登出下班。防止出現因下班無人監管造成的安全事故，以及非工作時間大量無價值的定位信息數據存入數據庫，增大管理人員查看礦場工作人員的歷史記錄GPS軌跡難度。當所有礦場人員下班登出后，監控人員退出系統下班。

3.2 系統功能需求

根據對礦場人員監控系統的用戶需求進行調查，將礦場人員監控系統的功能大體上分為六部分，分別是信息查詢、系統的安全監控、GIS地理圖形常用操作、礦場安全隱患管理、被監控管理以及系統管理，下面將用例圖說明這六個部分在礦場人員監控系統中的功能。系統頂層用例圖如圖3所示。

3.3 非功能需求分析

礦場人員監控系統的非功能方面需求包括物理需求、實施需求、易用性需求、性能需求和可靠性需求[2-5]。

（1）物理需求。物理需求是指礦場人員監控系統運行所需的硬件條件。由于地圖數據均為大數據對象存入數據庫，單個數據庫服務器需要10TB硬盤矩陣。為數據安全性考慮，規劃使用3個數據庫服務器，其中2個用于實現數據庫負載均衡以及數據庫同步鏡像，1個部署在礦場外的國土資源局技術科，作為備份服務器負責數據備份和恢復，防止礦場出現災害時數據整體丟失。WebGIS應用服務器2臺，用于支持系統程序運行，實現冗余機制管理、備份處理和系統運行負載均衡。每臺的配置要求是CPU主頻2GHz以上、內存4GB以上，硬盤容量1TB。（2）實施需求。實施需求是指礦場人員監控系統部署的應用服務器上所需的軟件平臺環境。為便于系統管理人員維護，操作系統需要圖形操作界面使用簡單的Windows Server。應用服務部署的服務器平臺軟件是Apach Tomcat 7，數據庫工具使用的是開源空間地理信息數據庫PostgreSQL。（3）易用性需求。系統的使用界面應簡單明了，不同身份的用戶進入系統，應只顯示其需要使用的系統功能，以方便其正確操作。由于使用系統的人員全都為中國人，系統中所有的提示都必須是中文，且針對不同問題應給出不同的提示，提示語的語意表達要準確，具有指導性。系統操作中出現任何人為操作錯誤，給出信息提示后，均應返回原錄入頁面。（4）性能需求。礦場人員監控系統的性能需求應包括操作響應時間與并發處理能力。工作人員射頻設備發送實時經緯度的最高頻率是每10秒發送一次。為保證監控的實時性，系統管理人員設定時間段查詢某個工作人員的GPS軌跡，地圖重繪顯示時間不應超過10秒。監控管理人員的全礦場工作人員實時位置地圖重繪不應超過5秒。礦場的現場工作人員同時在場工作最多為200多人。因此，系統并發處理能力要能應對500名用戶同時在線。（5）可靠性需求。系統可靠性是系統的持續運行不停止的保障。能讓系統停止運行的原因，除了正常的節假日礦場停工，系統管理人員人為停止系統工作的情況以外，還有應用服務器、數據庫服務器故障造成的。應用服務器故障最嚴重的狀態就是徹底崩潰，服務器硬件損壞與停電都會造成服務器不能運行，系統崩潰。為預防這個問題，服務器采用2臺服務器冗機集群，通過負載均衡的手段達到系統無故障運行的目標。同時，增加一臺能給服務器在斷電后供電24小時的UPS電源，以確保出現停電后系統還能繼續工作。作為一個網絡應用系統，數據庫的安全性、可靠性高于一切。3臺數據庫服務器，除了2臺冗機集群和負載均衡處理，外接UPS電源以外，還有1臺在遠程的備份服務器，每天做一次遠程數據同步備份。在整個礦場面臨自然災害時，還能保證歷史數據不丟失。

4 結 論

本文根據礦場在人員監控管理方面存在的問題，對礦場人員監控系統的總需求進行了分析和建模設計，同時對礦場人員監控系統中涉及到的功能方面和系統的非功能方面進行了闡述，為礦場人員監控系統的設計與系統的實現做好了鋪墊。

參考文獻：

[1] 熊猛，汪德貴.抓“六化”建設促安全發展——南茶錳礦場用科學態度抓安全生產 [J].當代貴州，2015（22）：48-49.

[2] 曹玉良.軟件開發項目中的需求分析探討 [J].科技展望，2017（3）：289.

[3] 和添錦.混合式教學網絡教學平臺需求分析 [J].山東工業技術，2017（1）：126-127.

[4] 劉百平.圖書館入館教育考試系統分析與設計 [J].河南圖書館學刊，2017，37（1）：80-82.

[5] 劉曉燕.中小型農業旅游經營者的政策需求分析 [J].經濟研究導刊，2017（4）：159-161.

作者簡介：白云（1985-），男，廣西賓陽人，廣西科技大學鹿山學院，教室資源管理員，助理工程師，碩士。研究方向：WEB技術應用。