山西省煤礦安全監管執法與決策系統的架構概述

劉 婕

（1.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原 030024，2.山西省煤炭職工培訓中心，山西 太原 030006）

1 執法網系統的架構

1.1 系統的拓撲與傳輸結構

1.1.1 執法網系統的整體框架設計

按省、市、縣、礦四級聯網模式構建，以縣監控中心作為煤礦全部聯網數據（包括配置信息、實時數據、報警信息等）采集、處理、存儲的中心，并將實時報警數據和統計數據上傳到省、市中心存儲，省、市利用數據聯邦服務、通過遠程數據訪問方式、進行縣及煤礦配置信息的復制和實時數據的訪問。

1.1.2 執法網的數據傳輸方式

1）煤礦到縣的數據傳輸。采用礦端數據直接上傳和中心端數據庫交互兩種傳輸模式。

2）縣到市的數據傳輸。從礦端獲取安全、人員、產量的數據源后，將所有原始數據保存于縣監控中心的PostgreSQL數據庫服務器中，完成礦端數據至縣數據庫的數據存儲。市監控中心的數據庫服務器上安裝WFS（Web Feature Service網絡要素服務）后，可實現市端到縣端數據的聯邦讀取、數據落地等訪問，并可對數據做統計及匯總，形成市級執法網軟件的數據源。

3）市到省的數據傳輸。市和省監控中心的數據庫服務器均用IBM DB2數據庫，市到省的數據傳輸由數據復制功能實現。通過定期的數據復制，省級監控中心的數據庫服務器，將得到市的所有數據信息，并可對數據做統計及匯總，形成省級執法網軟件的數據源。

4）縣到省的數據傳輸。縣到省將不發生數據傳遞，只是通過省中心數據庫服務器上安裝的WFS軟件，對縣數據進行實時地聯邦訪問，通過這種方式，省中心用戶也可隨時瀏覽到煤礦的數據信息。現行的四級聯網模式，可按業務發展擴展為五級聯網、甚至更多級別的聯網模式。

1.2 應用程序的結構

1.2.1 應用程序的版本

根據各級煤炭管理部門的職責和監管需求，分為省、市、縣、礦端應用程序四個版本。

1）礦端應用程序。主要實現對本礦安全、產量、人員的數據進行監看，接收上級單位的報警處理通知，反饋報警處理結果等功能。

2）縣版應用程序。主要實現對轄區內煤礦的安全、產量、人員的數據進行監看，對煤礦報警信息進行處理，對煤礦的報警反饋進行審核，接收上級單位的報警督查信息，反饋報警處理結果等功能。通過該應用程序還可對煤礦的各類基礎信息進行維護，可對報警及處理情況進行統計、分析。

3）省、市版應用程序。主要實現對下級單位的報警處理情況進行監督，匯總、統計、分析等功能。

1.2.2 應用程序的組成

見圖1。系統結構設計采用子系統組合的方式，以執法子系統為主，輔以安全監控子系統、人員管理子系統、產量監測子系統進行數據展示，包括安全監控系統聯網軟件、井下作業人員管理系統聯網軟件、產量遠程監測系統，用戶可通過執法子系統綜合監看三大系統的數據，也可進入單獨的子系統查看專題數據。

圖1 執法網系統應用程序的結構組成圖

2 執法網系統的特點

煤炭行業執法網系統在聯網監管平臺、聯網數據標準、數據存儲與處理、系統訪問與使用、數據信息共享等方面，具有如下特點：

1）建立了全省四級聯網的煤礦安全生產綜合監測監控、執法監管系統。國內外雖有瓦斯監控多級聯網的應用，但無煤礦安全監控、產量監控、人員定位“三大監控”均在一個網絡下實現省、市、縣、礦四級聯網的做法，也無監管部門綜合利用三大監控數據進行綜合分析、網絡實時監管、礦端情況網絡反饋的應用。

2）形成了全省統一的三大系統聯網數據標準。按照國家對安全、人員、產量系統的使用規范和通用技術要求，統一了全省三大系統聯網的數據字典、數據格式、傳輸格式，這是國內外首次進行的工作。

3）采用報警驅動和GIS（地理信息系統）圖導航及圖形顯示，提高軟件的易用性。采用報警信息接收作為主頁面，頁面內容可由用戶方便配置，由此頁面逐層進入報警處置、實時數據瀏覽、相關系統信息查詢等頁面；將基于MapServer的GIS平臺嵌入WEB頁中，在GIS圖上直接查詢相關煤礦安全生產信息，從圖形狀態調用數據（即所謂的“GIS圖導航”），提高了系統的易用性。這個平臺還提高了圖形、傳感器、人員位置等顯示的精準度。這種軟件方式改變了以往聯網軟件實時數據輪詢顯示、重點不突出、使用不方便的現象，具有突破性和先進性。

4）采用分布式異構數據庫和數據聯邦服務，提供最優的數據存儲、處理、訪問方法。執法網系統采用分布式數據庫和數據聯邦服務的方法，將被監管煤礦三大系統的配置數據、實時數據相關辦公信息全部傳輸至縣（集團、子公司）監控中心處理，并存儲在可能結構不同的各數據庫中，將有關配置數據、統計數據上傳至市（集團）、省監控中心，在市（集團）、省監控中心設置數據聯邦（Federation server）服務器，解決市（集團）、省對縣（集團、子公司）監控中心各煤礦實時數據的訪問問題。采用這種方法解決全省的煤礦安全生產實時監控系統的大量數據存儲、高效互訪、并提高數據安全性和穩定性問題，在煤炭系統屬于創新，在國內具有先進性。

5）可以提供多種數據共享方式。國內外尚無通過煤礦安全生產監控聯網系統、向相關政府部門提供煤礦安全生產數據的先例。此次研究實現了以文件或網頁模塊等方式、向省市縣稅務、國土等部門及時提供各煤礦煤炭產量、安全情況、礦圖等共享數據和圖形的功能，屬國內外首創。

3 執法網系統的功能

1）能夠提升煤炭行業的安全監管水平。執法網可實現煤礦安全監控、井下作業人員管理、煤炭產量遠程監測數據的統一監測，并將主要安全數據進行關聯顯示分析，實現網絡報警執法等功能；可適應縣級監管單位對煤礦監管，省市負責數據信息的匯總、分析、執法監督、掌握判斷安全生產形勢，制定相應政策等監管職能；也可方便相關部門共享煤礦安全生產數據資源等。

2）促進煤炭企業“三大監控系統”的建設完善，保障煤礦實現安全生產。建設完善煤礦“三大監控系統”是國家強制性要求。執法網的監管機關可實時監控煤礦三大系統的使用運行情況，保證發揮其應有的功能，促進煤礦實現安全生產。

3）提供政府監管機構與煤礦企業之間雙向互動的信息化平臺，建成全省煤炭行業安全生產監管與辦公內網。可按需要，在執法網系統綜合信息平臺上擴充煤礦基本信息管理、井下安全避險等“六大系統”運行情況監測、煤礦重大隱患處理督辦、事故應急響應、人員避險、急救、協調指揮、處理等功能，本質上就是建成了全省煤炭行業安全生產監管與辦公內網。

4 結束語

執法網系統是根據國家相關標準，利用煤炭專網作為傳輸途徑，建立的煤礦安全監控系統、煤炭產量監測系統、煤礦井下作業人員管理系統（三大監控系統），由煤礦至縣（集團、子公司）、市（省屬集團）、省煤礦監管部門的實現數據綜合利用、對煤礦安全生產進行網絡監管的統一聯網平臺，它將提高行政效率、加大對煤礦企業的安全監管力度，促進煤礦安全生產。

[1]景玉海，王亞斌，何峰.煤礦井下作業人員管理系統培訓教材[M].太原：山西科學技術出版社，2009.

[2]王君.煤礦高層管理人員[M].北京：煤炭工業出版社，2011.