隋艷微

(中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)研究院，遼寧 撫順 113122)

0 引言

隨著我國(guó)煤礦工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，煤礦開(kāi)采規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)也提出了更新更高的要求，既要解決煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的各類安全問(wèn)題、生產(chǎn)自動(dòng)化問(wèn)題、各種隱患問(wèn)題等［1］，同時(shí)又要了解各種與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有關(guān)的集安全、生產(chǎn)、調(diào)度和管理為一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是對(duì)下屬礦井的多類型監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)督、監(jiān)察管理需求為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)多級(jí)聯(lián)網(wǎng)管理為目標(biāo)，對(duì)井上、井下安全生產(chǎn)進(jìn)行全面的了解，能夠可靠、及時(shí)、準(zhǔn)確的提供信息指揮生產(chǎn)［2］和防止災(zāi)害事故的發(fā)生。

另外，由于煤礦使用的監(jiān)控系統(tǒng)的廠家不同，采用的通訊協(xié)議不同，要想把不同廠家監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)成網(wǎng)，構(gòu)成全公司(集團(tuán)、煤管局)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其最主要的環(huán)節(jié)是將不同廠家的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、通訊協(xié)議依據(jù)國(guó)家《AQ 6201－2006 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》和《煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》組織成統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。WebGIS 礦端代理服務(wù)器軟件和WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件是專門(mén)為此開(kāi)發(fā)的以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件開(kāi)發(fā)等信息技術(shù)綜合應(yīng)用為手段，建立的新一代監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

1 WebGIS 礦端代理服務(wù)器的設(shè)計(jì)及主要功能

WebGIS 礦端代理服務(wù)器(簡(jiǎn)稱DataServer)是Web-GIS 礦井安全監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳模塊，運(yùn)行于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站服務(wù)器端，主要是面向煤礦監(jiān)測(cè)人員而設(shè)計(jì)的。接收井下上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，組織格式化后上傳給礦務(wù)局(集團(tuán)公司或縣煤炭工業(yè)局)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主程序。采用了串口偵聽(tīng)、網(wǎng)絡(luò)端口偵聽(tīng)、文件偵聽(tīng)、網(wǎng)絡(luò)斷線續(xù)傳、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)智能診斷、斷線自連、數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)生成技術(shù)。在軟件的編寫(xiě)上采用了多線程并行技術(shù)，TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。程序運(yùn)行［3］在Windows 98、Windows 2000 系列以及Windows 2003 Server 操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Sql Server 2005 數(shù)據(jù)庫(kù)上。

軟件采用了4 種方式從煤礦監(jiān)控中心站獲取數(shù)據(jù)，1)采用串口偵聽(tīng)，從監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)的串口上獲取數(shù)據(jù)，代理服務(wù)器獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)同步;2)采用網(wǎng)絡(luò)端口偵聽(tīng)，由監(jiān)控系統(tǒng)軟件本身向外提供了網(wǎng)絡(luò)端口，代理服務(wù)器按照一定的網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，代理服務(wù)器獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)同步;3)采用文件偵聽(tīng)，向外提供了通用簡(jiǎn)單的文件接口方式，監(jiān)控系統(tǒng)軟件產(chǎn)家只需按一定的格式寫(xiě)兩個(gè)文件，由代理服務(wù)器將這兩個(gè)文件按一定格式解讀送給網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器軟件，代理服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)的速度比上兩種稍有延遲;4)主要用于實(shí)時(shí)性要求不高、采用文件間隔傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要用于通訊條件比較差、實(shí)時(shí)性要求不高的用戶。前3 種方式都能保證代理服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。目前代理服務(wù)器軟件主要完成將監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按一定格式實(shí)時(shí)或間隔傳送給網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器，同時(shí)響應(yīng)數(shù)據(jù)服務(wù)器的各種請(qǐng)求，軟件的運(yùn)行圖如圖1 所示。

圖1 WebGIS 礦端代理服務(wù)器運(yùn)行界面

程序具有如下主要功能:

1)向外提供了通用的軟件接入接口;

2)采用3 種方式從不同監(jiān)控系統(tǒng)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);

3)采用變值變態(tài)向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并且用戶可定義數(shù)據(jù)傳送規(guī)則;

4)具有自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)連通情況，控制網(wǎng)上傳輸包的大小功能;

5)可與代理服務(wù)器互發(fā)通知消息;

6)具有自動(dòng)校正本計(jì)算機(jī)時(shí)鐘的功能。

2 WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的設(shè)計(jì)及主要功能

WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器(簡(jiǎn)稱DataGather)是WebGIS 礦井安全監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)行于服務(wù)器端，主要是面向網(wǎng)絡(luò)管理員而設(shè)計(jì)的。是基于Windows 平臺(tái)的應(yīng)用軟件［4］，為各煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息互連提供完備、先進(jìn)的解決方案，可根據(jù)用戶的經(jīng)濟(jì)條件和具體要求靈活選擇不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式—有線模式(PSTN/X.25/DDN/FDDI 等)、無(wú)線模式和有線、無(wú)線模式相結(jié)合的方式。采用WIN32 編程技術(shù)，為用戶提供高效、穩(wěn)定、快捷、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析功能?？蛇\(yùn)行于Windows/2000/NT/XP 系列平臺(tái)。系統(tǒng)采用通用的R232C 串口通訊技術(shù)、先進(jìn)的TCP/IP 套接字網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、多線程多任務(wù)并行技術(shù)、GDI 動(dòng)畫(huà)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。是公司(集團(tuán)、縣煤炭工業(yè)局)主服務(wù)器程序，接收各礦代理服務(wù)器或監(jiān)測(cè)、監(jiān)控主機(jī)上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖樣數(shù)據(jù)，為公司(集團(tuán)、縣煤炭工業(yè)局)網(wǎng)絡(luò)終端提供數(shù)據(jù)、圖樣、專題圖分析服務(wù)，采用了先進(jìn)的動(dòng)態(tài)庫(kù)生成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)智能診斷技術(shù)和斷線自連技術(shù)，軟件的運(yùn)行如圖2 所示。

程序具有如下主要功能:

1)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示代理服務(wù)器上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);

2)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)代理服務(wù)器上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和定義;

3)能夠根據(jù)用戶定義的數(shù)據(jù)解析的規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)解析;

4)動(dòng)態(tài)選擇想要查看單礦的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和查一點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);

5)統(tǒng)計(jì)每天單個(gè)煤礦的斷線記錄和斷線時(shí)間;

6)具有和代理服務(wù)器互發(fā)通知消息的功能;

7)具有請(qǐng)求與其相聯(lián)煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定義數(shù)據(jù)的功能;

8)具有自動(dòng)校正與其相聯(lián)計(jì)算機(jī)時(shí)鐘的功能;

9)具有全局或單個(gè)煤礦數(shù)據(jù)維護(hù)和整理功能。

圖2 WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器運(yùn)行界面

3 拓樸結(jié)構(gòu)

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)WebGIS 監(jiān)測(cè)信息管理網(wǎng)站拓樸結(jié)構(gòu)圖如圖3 所示.

圖3 WebGIS 監(jiān)測(cè)信息管理網(wǎng)站拓樸結(jié)構(gòu)圖

4 平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

服務(wù)器的選擇對(duì)于程序的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)非常重要，可以說(shuō)是程序按時(shí)完成、正確運(yùn)行的保證。本系統(tǒng)采用的程序設(shè)計(jì)平臺(tái)是Microsoft Visual C++6.0(以下簡(jiǎn)稱VC)。

VC 的MFC 類庫(kù)封裝了網(wǎng)絡(luò)通訊底層的API 函數(shù)，易于實(shí)現(xiàn)多線程的并發(fā)處理的網(wǎng)絡(luò)通訊程序。

5 平臺(tái)的應(yīng)用情況

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)軟件WebGIS 監(jiān)測(cè)信息管理網(wǎng)站在黑龍江省、吉林省、湖南省、貴州省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西省等全國(guó)多個(gè)省市的煤管局、煤礦管理企業(yè)廣泛應(yīng)用;以黑龍江省雞西市煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司為例，在2007 年，該公司將下屬的新發(fā)、滴道、東海、平崗等16 個(gè)礦井都進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控系統(tǒng)類型有:KJ333 礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJF2000N 礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJ4N 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。

在每個(gè)煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)中心站服務(wù)器上都需要安裝WebGIS 礦端代理服務(wù)器，在參數(shù)設(shè)置中根據(jù)本煤礦使用的監(jiān)控系統(tǒng)類型和網(wǎng)絡(luò)情況選擇合適的傳送方式和數(shù)據(jù)來(lái)源方式，如果監(jiān)控系統(tǒng)類型不是KJ333 礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJF2000N 礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是其他廠家研發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，需要選擇定時(shí)傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)文件，啟動(dòng)實(shí)時(shí)文件偵聽(tīng)監(jiān)測(cè)，啟動(dòng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)端口偵聽(tīng)監(jiān)測(cè)。在局里安裝有WebGIS 監(jiān)測(cè)信息管理網(wǎng)站的服務(wù)器上安裝WebGIS局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，在程序運(yùn)行界面設(shè)置進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)煤礦的礦編號(hào)，且必須與WebGIS 礦端代理服務(wù)器中設(shè)置的礦編號(hào)相一致、IP 地址必須是運(yùn)行有WebGIS 礦端代理服務(wù)器程序的IP 地址。

WebGIS 監(jiān)測(cè)信息管理網(wǎng)站在雞西市煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司已經(jīng)運(yùn)行4 年，系統(tǒng)運(yùn)行至今，因其具有通信穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、專業(yè)集成性強(qiáng)、軟件操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，受到了煤礦監(jiān)測(cè)人員及公司領(lǐng)導(dǎo)的一致肯定。

6 結(jié)語(yǔ)

煤礦管理局、礦務(wù)局、煤業(yè)有限公司等煤礦管理部門(mén)應(yīng)用WebGIS 局端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和WebGIS 礦端代理服務(wù)器作為煤礦監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)采集為平臺(tái)的WebGIS 監(jiān)測(cè)信息管理網(wǎng)站，構(gòu)建了煤礦的數(shù)字化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的集中聯(lián)網(wǎng)，為形成集團(tuán)公司統(tǒng)一的瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督管理體系提供技術(shù)保障，有效的預(yù)防重大瓦斯事故的發(fā)生;集團(tuán)公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、管理人員用瀏覽器隨時(shí)、隨地方便掌握各礦現(xiàn)場(chǎng)瓦斯等危險(xiǎn)環(huán)境工況;可以使各級(jí)煤礦安全管理機(jī)構(gòu)進(jìn)一步明確責(zé)任，強(qiáng)化煤礦安全的多層監(jiān)管制度。有助于提高現(xiàn)場(chǎng)管理人員的安全意識(shí)、重視程度，是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的一種長(zhǎng)效機(jī)制。

［1］張晶.WebGIS 實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào).

［2］張書(shū)亮，等.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)［M］.北京:科學(xué)出版社.

［3］高曉燕.基于INTERNET 地理信息系統(tǒng)WEBGIS 技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)［D］.北京:北京工業(yè)大學(xué).

［4］趙月齋.基于Web 的電力通信資源地理信息系統(tǒng)研究［D］.北京:華北電力大學(xué)(北京).