煤礦人員定位系統聯網研究設計

摘 要：瓦斯監控系統和人員定位系統在各地煤礦上的實施，為煤礦的安全生產發揮了重大的作用。而隨著全國各地瓦斯監測聯網系統的實施，讓煤礦安全生產又上升了一個臺階。煤礦安全生產的信息化和自動化是一種必然趨勢，此時對人員定位系統聯網的需求顯得非常迫切。煤礦人員定位系統聯網系統，實現了聯網中心平臺對下屬煤礦的統籌管理和監測，主要體現在對各煤礦井下作業人員的實時監測與跟蹤，本文介紹了整個聯網系統的框架設計，聯網系統數據的處理過程，數據庫設計、以及聯網系統的表現形式。

關鍵詞：煤礦 人員定位系統 聯網設計

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

隨著煤炭工業的飛速發展，給我國帶來了巨大的經濟效益。但是我國煤炭生產還是存在著安全設施機械化、自動化、信息化水平落后等諸多問題。煤礦安全生產形勢不容樂觀，安全問題一直是煤礦最重要、最嚴峻的問題，直接關系到煤礦的生死存亡。近年來信息技術、計算機技術、自動化技術和網絡技術的迅速發展以及中央提出利用高新技術改造傳統產業以來，利用信息技術改造傳統的煤炭工業，已受到煤炭主管部門和企業各級領導的高度重視。煤礦的自動化、信息化及數字化已經成為我國煤礦產業的發展趨勢。

瓦斯監控系統和人員定位系統在全國各地煤礦的實施，為煤礦的安全生產發揮了重大的作用。而隨著全國各地瓦斯監測聯網系統的實施，實現了各地煤礦瓦斯監控的統籌化和規范化，從而讓煤礦安全生產又上升了一個臺階。煤礦安全生產的信息化和自動化是一種必然趨勢，在這樣一種大背景下，人員定位系統聯網的需求顯得非常迫切。

1 聯網框架的設計

煤礦人員定位聯網系統通過各個廠家的數據采集軟件采集礦端人員定位系統的數據，所采集數據按照統一的數據協議格式，寫到礦端計算機本地，之后通過上傳軟件把數據上傳到上級煤礦管理部門或煤礦安監部門的聯網中心服務器，在服務器端用解析軟件對各個礦的數據進行解析，把數據寫入數據庫，并通過網頁發布把煤礦井下人員信息給顯示出來。從而實現對下屬各礦的煤礦井下作業人員的實施監測和跟蹤。聯網系統的模型如圖1所示。

整個框架分為四層，分別是數據采集層、數據傳輸層、數據解析和存儲層、數據監測顯示層。數據采集層主要是采集各個礦端的人員定位系統數據，并存儲到礦端計算機本地磁盤，數據的采集必須按照統一的數據格式進行；數據傳輸層主要是使用上傳軟件，按照網絡傳輸協議，把礦端本地磁盤的采集數據傳輸到上一級聯網中心平臺的服務器；數據解析和存儲層主要是把煤礦上傳到聯網中心平臺服務器的數據，使用數據解析軟件，把每個礦的數據按照規范寫入到數據庫中；數據監測顯示層是通過終端網頁發布，使用瀏覽器進行各礦煤礦井下作業人員的實施監測和跟蹤，并提供歷史數據的查詢和報表的打印等操作。

2 數據的采集、傳輸、解析和存儲

2.1 數據的采集

數據采集軟件采集礦端人員定位系統的數據，然后以文本文件的格式（即txt格式）存儲到本地主機的磁盤上。人員定位聯網系統采集的數據文件包括：采集點定義文件、區域配置文件、班次設置文件、部門定義文件、職務定義文件、工種定義文件、人員信息文件、實時數據文件、軌跡數據文件、考勤記錄文件等。根據聯網系統的需要，各種文件的采集頻率并不一樣，有的是定時生成，有的是觸發生成。如采集點定義文件，即為觸發生成，當采集點的定義改變，即觸發生成文件；而實時數據文件則為定時生成，每隔幾秒生成井下人員的實時信息數據。

人員定位聯網系統的數據采集必須按照統一的數據格式進行。以采集點定義文件為例，對人員定位系統聯網數據的格式進行描述。

采集點定義文件。

（1）說明：描述當前有效存在的所有采集點的定義信息。

（2）命名規則：Device.txt。

（3）觸發規則：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數據頭：占用文件第一行，不得換行。

第一行：時間，行數。

時間：表示產生該文件時的時間戳。

行數：為數據體的行數，不包含數據頭的行數。

如：2012-12-22 12：21：15，12

②數據體。

礦編碼，采集點ID，設備編碼，位置描述。

從第二行開始，行與行之間不得空行。

礦編碼：煤礦的唯一性標識。

采集點ID：采集點的序號。

設備編碼：礦端各個設備的唯一性標識。

位置描述：對采集點位置進行描述的字符串，長度小于50個字符。

如：100001，3，001R01，1301工作面回風100米。

2.2 數據的傳輸

人員定位聯網系統的數據傳輸利用上傳軟件，按照網絡傳輸協議，將數據傳輸到聯網中心平臺的服務器。數據傳輸使用FTP文件傳輸方式，在聯網中心平臺的數據庫服務器上建立FTP服務器站點，在站點下為每個礦建立一個FTP目標目錄，然后利用上傳軟件上傳煤礦的數據，煤礦上傳的數據存放在各自對應的FTP目標目錄下。上傳軟件應具有一定的擴展性，應具有同時往多個聯網中心平臺上傳數據的功能。

2.3 數據的解析

各個煤礦的人員定位系統數據上傳到聯網中心，將由統一的軟件對數據進行解析，并寫入到數據庫中。之前一些聯網的數據寫入方式是直接從礦端由軟件把數據寫入數據庫，這樣的操作有一個比較大的缺陷，如果遇到煤礦數量很多的情況，太多的軟件在礦端操作平臺服務器數據庫，必然造成數據庫性能的下降，且數據庫安全得不到保障。而采取在聯網中心統一寫入數據庫的方式，可以有效的避免這種缺陷。

數據解析軟件依次對各個煤礦的數據進行解析，并寫入數據庫。對已經解析的文件，軟件將進行刪除操作，使磁盤空間得到有效的回收利用。

3 數據庫設計

合理的數據庫設計將大大節省數據庫服務器的資源，消除數據冗余，避免數據異常。數據庫命名為OrientNet，數據庫的表包括：煤礦采集點數據表DeviceInfo，區域配置數據表AreaConfig、班次設置數據表ClassSet、部門定義數據表Department、職務定義數據表Duty、工種定義數據表TypeOfWork、人員信息數據表StaffInform

ation、實時數據表RealData、軌跡數據表Track，考勤記錄表MonthCheck等。

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

人員定位聯網系統的數據庫設計比較簡潔，以煤礦采集點數據表DeviceInfo為例，對其表設計進行描述（表1）。

4 網頁設計

網頁監測界面采用Visual Studio 2010編程軟件及C#編程語言，在.NET框架下設計完成。通過瀏覽網頁，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、職稱、工種、身份證號碼等），方便上級監管平臺進行統籌管理；同時聯網終端網頁監測每個煤礦井下實時的人員數量及人員明細、并可以查詢每個井下作業人員的詳細軌跡路線；且它還實現了按照干部、職務、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為人員定位聯網系統的網頁主界面。

5 結語

煤礦人員定位聯網系統實現了對煤礦井下作業人員的實時監測和跟蹤，并通過網頁形式進行展示。在礦井突發情況下，聯網系統可以及時有效的為后續救援工作提供主要依據，能在最短的時間內作出準確判斷。煤礦安全生產的自動化和信息化是一種必然趨勢，目前該系統已經應用于全國多個礦務局，及時有效的對礦井井下作業人員進行監測和跟蹤，為礦務局的統籌管理提供了一個很好的平臺，為礦井的安全生產起到了突出的作用。

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