義煤集團通訊分公司 馬 琳 李 偉

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安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在義煤集團的升級改造

義煤集團通訊分公司 馬 琳 李 偉

【摘要】分析了義煤集團安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，介紹了聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)升級改造過程中的解決方案及關(guān)鍵技術(shù)。在原有平臺的基礎(chǔ)上，對網(wǎng)絡(luò)和傳輸通道進行了改造，實行雙機并行、雙通道上傳數(shù)據(jù)，完成義煤集團安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的升級改造，滿足新的管理規(guī)范和要求。實際應(yīng)用表明，改造后的系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，降低了維護費用，提高了井下安全管理水平。

【關(guān)鍵詞】礦井；安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；升級改造；雙機并行；雙通道；上傳數(shù)據(jù)

1 引言

義煤集團安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工作從2006年開始，到目前為止共有十八對省內(nèi)生產(chǎn)礦井接入該系統(tǒng)。此系統(tǒng)在運行的十年中雖然對提高礦井安全生產(chǎn)、保證礦工生命安全起到了巨大的作用，但是對當前河南能源在安全生產(chǎn)方面的要求還有很大的差距，具體表現(xiàn)為：

1.1 系統(tǒng)軟件型號復雜、兼容性差，設(shè)備老舊參差不齊

義煤集團十八對生產(chǎn)礦井所使用的安全監(jiān)測系統(tǒng)型號有六種，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多樣，不同的廠家的系統(tǒng)對接時會出現(xiàn)系統(tǒng)兼容性不穩(wěn)定的情況，甚至同一個廠家的產(chǎn)品在不同的運行環(huán)境中也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況。同時，各個單位在采購系統(tǒng)硬件時沒有統(tǒng)一標準和要求，這些情況降低了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

1.2 礦井監(jiān)測技術(shù)人員少，人員素質(zhì)低，維護難度大

通過調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，義煤集團各礦井監(jiān)測技術(shù)人員數(shù)量偏少，多是接觸該系統(tǒng)多年的副隊長、技術(shù)員。而值班人員多是調(diào)度員，計算機網(wǎng)絡(luò)知識幾乎為零。服務(wù)器有問題找隊長，傳感器有問題找維修工，值班人員有畏懼、不主動去操作安全監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，第一現(xiàn)場的值班人員處理不了故障，只能坐等技術(shù)人員到場進行處理，延緩了信息恢復正常的時間。

1.3 通訊線路通道單一、距離遠，保障難度大

義煤集團采用工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳輸結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)礦井的分支節(jié)點交換機以星型方式接入主干網(wǎng)絡(luò)。義煤集團至各生產(chǎn)礦井的主干光纜由義煤集團內(nèi)部敷設(shè)、維護。從最東邊的生產(chǎn)礦井至最西邊的生產(chǎn)礦井有一百多公里，距離遠，維護時間長。同時，由于所處位置的原因，還有七個單位不在公司環(huán)網(wǎng)上或只有部分處在環(huán)網(wǎng)上。這些情況都加大了通訊線路的日常保障及維護難度。

2 系統(tǒng)解決方案

通過實際調(diào)研，影響安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)安全性的主要因素有：傳輸通道、計算機網(wǎng)絡(luò)、安全監(jiān)測系統(tǒng)（軟、硬件）等。

為了進一步加強安全監(jiān)測系統(tǒng)管理，保證安全監(jiān)測系統(tǒng)正常可靠運行，結(jié)合義煤集團實際，對安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和傳輸通道進行了改造，并且通過強化管理制度，解決安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中大部份長時中斷故障。

2.1 安全監(jiān)測專用網(wǎng)絡(luò)

義煤集團聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器雙機冷備拆分現(xiàn)用兩臺服務(wù)器為兩套獨立的系統(tǒng)，各自具有采集、存儲、發(fā)布等完整功能，并行運行；重新編寫礦井端上傳程序，指定不同的兩個IP地址，同時上傳兩份數(shù)據(jù)到義煤集團的兩臺安全監(jiān)測服務(wù)器，實現(xiàn)義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器其中一臺出現(xiàn)故障或者維護發(fā)生中斷，另外一臺服務(wù)器不受影響正常運行，可以正常訪問。若中斷服務(wù)器恢復正常后，通過上傳程序的斷點續(xù)傳功能，繼續(xù)把未接收的數(shù)據(jù)繼續(xù)補齊，保證數(shù)據(jù)的完整性。

各生產(chǎn)礦井安全監(jiān)測上傳服務(wù)器通過專用傳輸通道匯接至義煤集團的安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)專用匯聚交換機，通過此交換機與義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，形成義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器與各生產(chǎn)礦井安全監(jiān)測服務(wù)器之間的專用局域網(wǎng)，與外界網(wǎng)絡(luò)物理割裂，徹底規(guī)避網(wǎng)絡(luò)威脅。兩臺匯聚交換機做1:1備份，整套系統(tǒng)做到通道、設(shè)備等所有環(huán)節(jié)1:1備份，該局域網(wǎng)通過UTM（安全網(wǎng)關(guān)）做防護策略，提供辦公網(wǎng)用戶訪問。

2.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲（見圖1）

2.3 安全監(jiān)測傳輸專用通道

2.3.1 環(huán)網(wǎng)節(jié)點單位

主用通道：采用環(huán)網(wǎng)以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)傳輸。

生產(chǎn)礦井安全監(jiān)測服務(wù)器——光電收發(fā)器——生產(chǎn)礦井通訊機房環(huán)網(wǎng)設(shè)備以太網(wǎng)端口——通訊中心環(huán)網(wǎng)設(shè)備以太網(wǎng)端口——匯聚交換機——義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器

備用通道：采用環(huán)網(wǎng)E1端口通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器（E1轉(zhuǎn)RJ45）轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)傳輸。

生產(chǎn)礦井安全監(jiān)測服務(wù)器——光電收發(fā)器——協(xié)議轉(zhuǎn)換器（E1轉(zhuǎn)RJ45）——生產(chǎn)礦井通訊機房環(huán)網(wǎng)設(shè)備E1端口——通訊中心環(huán)網(wǎng)設(shè)備E1端口——協(xié)議轉(zhuǎn)換器（E1轉(zhuǎn)RJ45）——匯聚交換機——義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器

2.3.2 環(huán)網(wǎng)支線節(jié)點單位

主用通道：采用環(huán)網(wǎng)E1端口通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器（E1轉(zhuǎn)RJ45）轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)傳輸。

生產(chǎn)礦井安全監(jiān)測服務(wù)器——光電收發(fā)器——協(xié)議轉(zhuǎn)換器（E1轉(zhuǎn)RJ45）——生產(chǎn)礦井通訊機房環(huán)網(wǎng)設(shè)備E1端口——通訊中心環(huán)網(wǎng)設(shè)備E1端口——協(xié)議轉(zhuǎn)換器（E1 轉(zhuǎn)RJ45）——匯聚交換機——義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器

備用通道：采用租用運營商2M專線進行數(shù)據(jù)傳輸。

2.3.3 無環(huán)網(wǎng)節(jié)點單位

主用通道及備用通道均租用運營商線路進行安全監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸。

圖1

2.4 礦井內(nèi)部專用光纜線路

環(huán)網(wǎng)節(jié)點礦井，建設(shè)礦井通訊機房至安全監(jiān)測服務(wù)器之間兩條路由不同的專用光纜，分別通過各自的光電收發(fā)器構(gòu)建兩條安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)專用通道。此兩段光纜由生產(chǎn)礦井負責建設(shè)與日常維護管理。

環(huán)網(wǎng)支線礦井，建設(shè)礦井通訊機房至監(jiān)測服務(wù)器之間專用光纜，通過光電收發(fā)器構(gòu)建安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)專用通道。此段光纜由生產(chǎn)礦井負責建設(shè)與日常維護管理。另一條通道租用電信運營商線路，實現(xiàn)礦井安全監(jiān)測服務(wù)器至義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器另一條專用通道。

無環(huán)網(wǎng)節(jié)點礦井，分別租用兩家不同運營商且進礦路由不同的兩條線路構(gòu)建兩條安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)專用通道。

3 安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)改造關(guān)鍵技術(shù)

3.1 義煤集團聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器雙機并行

拆分現(xiàn)用兩臺服務(wù)器為兩套獨立的系統(tǒng)，各自具有采集、存儲、發(fā)布等完整功能，并行運行；重新編寫礦井端上傳程序，指定不同的兩個IP地址，同時上傳兩份數(shù)據(jù)到義煤集團的兩臺安全監(jiān)測服務(wù)器，義煤集團安全監(jiān)測服務(wù)器其中一臺出現(xiàn)故障或者維護發(fā)生中斷，另外一臺服務(wù)器不受影響正常運行，可以正常訪問。若中斷服務(wù)器恢復正常后，通過上傳程序的斷點續(xù)傳功能，繼續(xù)把未接收的數(shù)據(jù)繼續(xù)補齊，保證數(shù)據(jù)的完整性。

3.2 傳輸雙通道，自動切換

目前通過改造，實現(xiàn)了安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中所有礦井都具備兩條不同方式的傳輸通道，保證數(shù)據(jù)上傳正常。下一階段地改造將安全監(jiān)測專用匯聚層交換機更換為高性能匯聚交換機，各生產(chǎn)礦井安全監(jiān)測上傳服務(wù)器前端安裝核心交換機，各礦井的核心交換機與匯聚交換機通過已建好的兩條專線互聯(lián)，采用OSPF動態(tài)路由協(xié)議組成小環(huán)網(wǎng)，根據(jù)最短路徑開銷自動擇優(yōu)選擇上傳線路，使兩條通道達到秒級切換?？紤]設(shè)備故障，每個點采用1：1備份。若匯聚交換機或生產(chǎn)礦井核心交換機出現(xiàn)故障，需手動調(diào)換網(wǎng)線至備用交換機。

4 結(jié)語

升級改造以來，本系統(tǒng)上傳中斷的次數(shù)比之前有大幅度地減少，極大地提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在當今礦井安全要求極高地情況下，一個穩(wěn)定、可靠的安全監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中起重要的作用，能夠幫助調(diào)度中心實時地了解井下安全、生產(chǎn)和設(shè)備運行情況，是安全生產(chǎn)、提高效率的保證，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

[1]杜長江.對安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的探討[J].經(jīng)營管理者,2014,9.

[2]汪彥峰.祁南煤礦人員安全監(jiān)測系統(tǒng)的改造[J].工礦自動化,2010,4.

馬琳，助理工程師，現(xiàn)供職于義煤集團通訊分公司，從事網(wǎng)絡(luò)管理工作。

李偉，工程師，從事信息化工作。

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