煤礦作業規程管理系統的設計

張 濤

（潞安集團漳村煤礦， 山西 長治 046032）

引言

隨著計算機技術的飛速發展及數據處理能力的不斷提升，在礦井的現代化發展中作業規程的編寫與管理必定趨向于信息化。作業規程是煤礦生產管理過程中的核心環節，它是現場生產及施工的關鍵指導依據。因此，對作業規程進行有效、迅速及規范的編制及管理可以極大提升煤礦企業的信息化水平及生產的安全性。根據煤礦企業對作業規程提出的需求，依靠各種有效的技術手段，基于JEE 和B/S 框架來設計作業規程管理系統的解決方案。

1 系統功能需求的分析

通過對作業規程的編制及管理過程開展詳細的研究，針對系統設計出有效的功能結構，其中主要涉及到編制、管理、核查等多項功能，確保作業規程可以在線完成編制，并根據文檔的標準格式來形成作業規程。系統的功能板塊主要有五個，其構造圖如圖1 所示[1]。

1.1 作業規程管理

該模塊主要包含了新建與管理規程的功能。新建規程主要是創建作業規程的根本屬性，即開啟一個全新的規程編制，作業規程所包含的屬性信息主要有規程的名稱及編號、作業面的名稱、編制人員及時間等；規程管理主要是對已進行編制的規程參數進行嚴格的管理，其中涉及到了規程的編寫、修改、瀏覽、下載等多項功能，在編制的過程中，通過運用富文本框來進行編制及輸入相關的圖片、公式等。

1.2 任務管理

該模塊主要分為規程的分配、管理兩個功能。分配規程主要是將各個章節分配到各個部門之中，促使這些部門的編制人員可以形成較高的合作，確保作業規程迅速有效的完成編制；作業規程中涉及到了較多的章節，如果每次都一一進行分配，對管理人員而言這是一個極其復雜的工作，因此默認分配管理的功能就設定了較多的規程類型來進行分配，完成設定之后進行規程分配的時候只需要運用該模塊就行[2]。

圖1 系統功能結構圖

1.3 審批管理

該模塊所包含的功能主要有規程的審批、終審、復審、會審人員的設定等。首先需要利用會審人員的設定功能來設置規程的審批人員，完成設置之后就可以進行登錄，可以對所需審核的規程信息進行查看，在將規程信息進行瀏覽或下載之后就可以將審核意見錄入其中，完成在線審批，安排數個人員來進行同時審核，確保作業規程迅速完成審核。審核結束之后，安排終審人員來進行終審，之后才可以進行下一步的復審[3]。

1.4 系統管理

該模塊主要包含了企業信息、部門、角色及用戶的管理功能。企業信息可以對作業規程所需的企業信息進行設置，主要有礦井的名稱、編號等。部門信息可以對企業各個部門的信息進行設置，最終生成一個樹形構架。角色管理可以有效劃分使用系統人員的權限，針對不同的角色來設置不同的權限。用戶管理的作用在于將各個系統使用人員的信息進行設置。

1.5 其他功能

其他功能主要包含了個人信息的查閱、密碼的修改等多個功能。

2 系統體系架構的設計

2.1 系統底層數據庫架構的設計

在規程系統的后臺數據庫中運用關系型分布式的數據庫，可以對大量的相關信息進行儲存，并且提升安全性。為了使其性能得到極大提升，采用Amoeba 中間組件的代理層，確保該數據庫實現讀寫分離、切分規則等多項功能。

2.2 系統應用程序服務端架構的設計

在該服務器中設置規程管理系統的服務端，該系統采用MVC 構架來進行設計，即確保視圖、模型及控制層相互分離，其主要運用Spring MVC 來完成。在訪問數據庫的時候，在持久層的業務邏輯端運用Spring-Data-J pa，可以對該層級的業務進行邏輯性的處理。在系統的穩定性及權限的控制方面采用Spring-Security，可以通過運用相應的過濾器來為Web 提供各種可靠性的業務。

2.3 系統頁面架構的設計

上層級的Web 端采取了QuickUl 前端頁面中的設計頁面，QuickUl 提供了將近上百個類型的組件，可以確保系統前端的各個應用軟件的需求得以實現，并且QuickUl 可以取得較好的體驗感，促使規程系統的實用性得到極大提升。

2.4 全文檢索引擎架構的設計

作業規程管理系統的核心就是作業規程，在該規程之中以文本為關鍵，因此系統中具備較多的功能，比如檢索、分析及統計文本的功能，如果利用某個規程內部的內容來查詢這個內容屬于哪一個作業規程，這就必須檢索全文，因此在對系統進行設計的時候應當添加Lucene 的全文檢索引擎，可以對規程內的內容進行全文檢索，其系統的構架圖詳見圖2。

3 系統實現關鍵技術

3.1 作業規程文檔生成技術

在作業規程中，根據其相關標準來生成文檔就是其最核心的環節，在以Web 為基礎的系統中，使用最頻繁的操作手段就是運用Javascript 來對Word實施操作，但是這種方法不具備較強的安全性，應當將適當降低瀏覽器的安全性，并且操作流程較為繁瑣。本系統所運用的方法就是利用Java 來生產相關的Word，之后再在前臺來進行下載，系統的設計方法是對規程的通用板塊進行預先設定，在前臺的客戶端中通過添加模板的方法來呈現給客戶，在完成規程的編寫之后，儲存成為HTML 形式，后臺的Java利用POI 來對HTML 的數據流進行分析，Apache POI 是利用Java 所編制出的免費的開源跨平臺，促使Java 程序可以對Microsoft Of-fice 格式的文檔進行讀、寫，最后儲存為Word，并利用鏈接來下載。

圖2 系統整體構架圖

3.2 基于Spring MVC 框架的作業規程系統框架

Spring MVC 通過運用Java 完成了WebMVC 模式所需的輕量級Web 構架的設計，即采取了MVC構架的思想，對Web 層實施設計。由于規程管理系統中包含了較多個部門，并且同時有較多個人員運用，為了使系統的安裝及維護更加方便，應運用B/S的模式來實施設計。而最初的B/S 構架只包含了服務器與瀏覽器兩個，就系統的安全性及研發的簡便性上講，這是不完善的。采取以Spring MVC 構架為基礎的視圖、控制級層及模型，規程管理中所包含的所有功能都可以通過Web 來完成，后臺控制層可以完成規程生成、人員管理等諸多功能，基于系統的結果來設置各個相關的實體，主要含有人員、章節等多個實體。Spring MVC 框架的設計主要運用前端的控制器來實現，再依據映射規則將其發給各個頁面控制器，實施處理。

3.3 基于Amoeba 中間件的數據庫讀寫分離

Amoeba 屬于MySQL 分布式數據庫前方代理層級的框架，其發揮著較多的作用，比如具備較高的可用性、SQL 過濾作用、讀寫相分離、負載平衡等等。作業規程管理系統內部所配置的后臺數據庫主要運用MySQL 關系型數據庫來儲存數據，而且系統可以讓普通員工利用普通的賬號來查閱完成編制的作業規程，因此存在較大的瀏覽量，如果同時有作業規程在進行編制，也有員工在查閱規程，甚至存在審批工作，這將對服務器造成極大的壓力。規程管理系統通過采取Amoeba 構架圖可以實現后臺數據源的各項功能。具體的實現流程如下：在規程的后臺中配置了兩個服務器，分別承擔MySQL 的讀、寫操作，甚至還可以為Amoeba 提供一個服務器。而Amoeba 的安裝流程較為簡便，只需要下載相應的壓縮包就行。然后再將A-MOEBA-HOME 和Path 設置為環境變量，最后再對配置文件進行修改，在amoeba 中檢索出conf的子文件夾，將amoeba xml、dbServer.Xml、rule.xml三個文件進行配置，amoeba xml 內部分別設置了管理系統內與Amoeba 內部的各個參數進行連接。dbServer.Xml 內部設置了后臺MySQL，數據庫服務器中的各個參數，比如用戶名、密碼等。rule.Xml 所具有的功能是對數據的切分設置規則、配置負載平衡等。最后再將amoeba 進行啟動，運用后臺啟動的形式，執行相關的命令，此時再執行MySQL 就可以完成讀寫分離、負載平衡等功能。

3.4 基于Lucene 的作業規程全文檢索架構

Lucene 屬于Jakarta 項目中的一個子項目，是全文檢索引擎的工具包及框架，為系統提供了完善的查詢及索引引擎。由于作業規程是其管理系統的核心所在，而規程是利用充足的文本內容來構成的，如果需要查詢及統計作業規程內容、分析文本及創建索引，存在較大的任務量。Lucene 具備這種功能，可以為系統提供文本反向索引的數據庫，有助于文本內容的查閱及統計。通過運用這個軟件來進行查詢及統計需要兩個過程，首先創建起相應的索引數據庫，之后再實施檢索。在創建索引數據庫的時候需要運用org apache lucene document 包，將規程相關的文檔進行封裝，再運用analysis 包內所提供的類對文檔內容來實施分詞操作，以及運用index 包中存在的IndexWriter 類來建立索引，并將相應的文檔加入其中。

4 結語

在礦井企業的發展中，作業規程是其不可或缺的技術執行文檔，是確保作業規程實現信息化管理的核心環節。作業規程管理系統可以為規程的編制及管理提供有效的處理方案。對于作業規程而言，系統內部設計了其功能構架，運用Spring MVC 來確保該系統內部的實體層、控制層及視圖層得到有效的分離，精簡系統的研發，同時為系統的拓展及維護提供較大的便利。通過運用Amoeba 中間件可以對后臺數據庫進行單獨的讀、寫，同時運用Lucene 框架可以對規程的全文進行檢索。通過設計系統，可以確保規程的設計具備有效的模型支撐。