摘 要：針對礦場管理部門的實際需求，本文對礦場業(yè)務(wù)流程、現(xiàn)有的礦場方式以及產(chǎn)生問題的原因做出詳細地剖析，并根據(jù)監(jiān)控業(yè)務(wù)和擁有監(jiān)控系統(tǒng)后所涉及的人員角色和活動進行分析，以明確系統(tǒng)功能。另外對系統(tǒng)需滿足的性能以及所需要的數(shù)據(jù)來源等方面進行分析，以確定系統(tǒng)需求。

關(guān)鍵詞：礦場；人員監(jiān)控；系統(tǒng)需求

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0025-03

Requirement Analysis of Mine Personnel Monitoring System Based on Beidou Navigation and WebGIS

BAI Yun

（Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，China）

Abstract：According to the actual requirements from the management of the mine，the quarry business processes，the existing mine personnel monitoring and the cause of the problem were analyzed in detail. Considering of the monitoring business and the surveillance system，the analyses of the involved roles and activities were given to clear the system function. And the system requirements for the system performance and the sources of data needed were analyzed to determine the system requirements.

Keywords：mine field；personnel monitoring；system requirements

1 研究背景及意義

礦場管理是為了促進和規(guī)范礦場安全作業(yè)、加強對礦場人員的管理而采用的一套對礦場進行監(jiān)控的作業(yè)管理體系。由于許多礦場管理部門安全意識淡薄，存在著很多的安全隱患，一旦發(fā)生安全事故，將造成重大的人員傷亡。僅2015年，某礦場管理方提供的安全事故統(tǒng)計就有10起。

礦場安全管理疏忽造成的損失是十分巨大的，所以需要通過一些先進的手段來輔助礦場安全管理，盡可能將損失降到最低，最大程度地保障礦場人員的人身安全。同時，也需要通過先進的手段，將資源的丟失風(fēng)險降到最低。因此，使用信息化手段準確、有效地監(jiān)控礦區(qū)的工作人員成為急需解決的問題[1]。

2 礦場人員監(jiān)管現(xiàn)存的主要問題

在負責(zé)開發(fā)烏海市國土資源局的礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)項目期間，通過與局里的工作人員多次下到礦場調(diào)研，了解到礦場在工作人員的管理上一直存在難以監(jiān)管的問題，主要體現(xiàn)在3個方面：（1）在礦場區(qū)域進行資源開采作業(yè)的過程中，由于地質(zhì)與地勢的變化會產(chǎn)生很多的危險區(qū)域，而礦場工作人員時常會因為不能及時準確地知曉礦區(qū)危險區(qū)域的變化情況而進入危險區(qū)域作業(yè)，導(dǎo)致安全事故發(fā)生；（2）由于礦區(qū)遼闊，不少礦區(qū)運輸人員在上班時間擅離職守，利用礦區(qū)資源為自身謀取利益，從而造成礦區(qū)損失。例如，運輸人員在上班時間駕駛礦場車輛離開工作區(qū)域，私自承接礦區(qū)以外的運輸業(yè)務(wù)。（3）礦場人員的績效考評依據(jù)不明確，缺少有說服力的工作記錄材料，礦場人員常常出現(xiàn)因考勤情況而產(chǎn)生的糾紛。

3 系統(tǒng)需求分析

3.1 礦場人員監(jiān)控的流程

礦場人員監(jiān)控根據(jù)不同工作人員分類為：礦場人員、監(jiān)控人員、系統(tǒng)管理員、管理人員和地圖管理員，現(xiàn)列舉礦場人員、監(jiān)控人員活動圖，分別如圖1、2所示。

礦場人員工作流程說明：礦場人員接受實時監(jiān)控的主要方式是人手一臺對應(yīng)機器ID的射頻設(shè)備，定時發(fā)送實時位置經(jīng)緯度數(shù)據(jù)到后臺的實時位置處理服務(wù)。礦場人員進入礦場工作區(qū)域時，打開射頻設(shè)備，一鍵登錄，開始定時發(fā)送實時位置數(shù)據(jù)，系統(tǒng)后臺服務(wù)程序根據(jù)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，顯示其圖片，并標記在相應(yīng)的地圖位置上。

當?shù)谝粋€實時位置在電子地圖上出現(xiàn)時，作為其上班打卡時間。在工作過程中，射頻設(shè)備根據(jù)設(shè)定的時間間隔，定時發(fā)送通過北斗衛(wèi)星獲得的實時位置數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后臺，并顯示位置標記在電子地圖上，供監(jiān)控人員實時監(jiān)控其所在位置。同時，射頻設(shè)備會接收到監(jiān)控人員根據(jù)實際情況發(fā)送的監(jiān)控信息，提醒礦場工作人員應(yīng)答，一般是彈出提示框。礦場人員單擊收到按鈕后，作為正確應(yīng)答；否則，監(jiān)控人員會繼續(xù)發(fā)送監(jiān)控信息，直到確認應(yīng)答。如果礦場人員身份是礦工，離開工作區(qū)域，進入安全隱患區(qū)域或是身為駕駛運輸車輛的運輸人員，駕駛車輛偏離規(guī)定運輸路線會導(dǎo)致射頻自動發(fā)送位置違規(guī)報警信號，自己收到位置越界提示，同時發(fā)送到后臺，標記在地圖上顯示變色，并向監(jiān)控人員提示某位礦場工作人員出現(xiàn)報警信息。

監(jiān)控人員工作流程說明：監(jiān)控人員上班時，登錄礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)后臺，監(jiān)控礦場人員的實時位置，主要觀察是否有礦場人員的位置出現(xiàn)報警信息。如果出現(xiàn)的報警信息的員工進入了地圖管理人員設(shè)定的危險區(qū)域，則對其發(fā)布警告指令，并給出逃生路線，命令其立即根據(jù)逃生路線離開危險區(qū)域；如果是運輸人員駕駛車輛離開規(guī)定的運輸路線，則對其發(fā)布警告指令，勒令其回歸規(guī)定的運輸路線。到下班時間，則觀察是否還有礦場人員標記出現(xiàn)在地圖上，如果有，則發(fā)布指令勒令還沒下班的礦場人員射頻登出下班。防止出現(xiàn)因下班無人監(jiān)管造成的安全事故，以及非工作時間大量無價值的定位信息數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，增大管理人員查看礦場工作人員的歷史記錄GPS軌跡難度。當所有礦場人員下班登出后，監(jiān)控人員退出系統(tǒng)下班。

3.2 系統(tǒng)功能需求

根據(jù)對礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)的用戶需求進行調(diào)查，將礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)的功能大體上分為六部分，分別是信息查詢、系統(tǒng)的安全監(jiān)控、GIS地理圖形常用操作、礦場安全隱患管理、被監(jiān)控管理以及系統(tǒng)管理，下面將用例圖說明這六個部分在礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)中的功能。系統(tǒng)頂層用例圖如圖3所示。

3.3 非功能需求分析

礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)的非功能方面需求包括物理需求、實施需求、易用性需求、性能需求和可靠性需求[2-5]。

（1）物理需求。物理需求是指礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)運行所需的硬件條件。由于地圖數(shù)據(jù)均為大數(shù)據(jù)對象存入數(shù)據(jù)庫，單個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要10TB硬盤矩陣。為數(shù)據(jù)安全性考慮，規(guī)劃使用3個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其中2個用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫負載均衡以及數(shù)據(jù)庫同步鏡像，1個部署在礦場外的國土資源局技術(shù)科，作為備份服務(wù)器負責(zé)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)，防止礦場出現(xiàn)災(zāi)害時數(shù)據(jù)整體丟失。WebGIS應(yīng)用服務(wù)器2臺，用于支持系統(tǒng)程序運行，實現(xiàn)冗余機制管理、備份處理和系統(tǒng)運行負載均衡。每臺的配置要求是CPU主頻2GHz以上、內(nèi)存4GB以上，硬盤容量1TB。（2）實施需求。實施需求是指礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)部署的應(yīng)用服務(wù)器上所需的軟件平臺環(huán)境。為便于系統(tǒng)管理人員維護，操作系統(tǒng)需要圖形操作界面使用簡單的Windows Server。應(yīng)用服務(wù)部署的服務(wù)器平臺軟件是Apach Tomcat 7，數(shù)據(jù)庫工具使用的是開源空間地理信息數(shù)據(jù)庫PostgreSQL。（3）易用性需求。系統(tǒng)的使用界面應(yīng)簡單明了，不同身份的用戶進入系統(tǒng)，應(yīng)只顯示其需要使用的系統(tǒng)功能，以方便其正確操作。由于使用系統(tǒng)的人員全都為中國人，系統(tǒng)中所有的提示都必須是中文，且針對不同問題應(yīng)給出不同的提示，提示語的語意表達要準確，具有指導(dǎo)性。系統(tǒng)操作中出現(xiàn)任何人為操作錯誤，給出信息提示后，均應(yīng)返回原錄入頁面。（4）性能需求。礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)的性能需求應(yīng)包括操作響應(yīng)時間與并發(fā)處理能力。工作人員射頻設(shè)備發(fā)送實時經(jīng)緯度的最高頻率是每10秒發(fā)送一次。為保證監(jiān)控的實時性，系統(tǒng)管理人員設(shè)定時間段查詢某個工作人員的GPS軌跡，地圖重繪顯示時間不應(yīng)超過10秒。監(jiān)控管理人員的全礦場工作人員實時位置地圖重繪不應(yīng)超過5秒。礦場的現(xiàn)場工作人員同時在場工作最多為200多人。因此，系統(tǒng)并發(fā)處理能力要能應(yīng)對500名用戶同時在線。（5）可靠性需求。系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)的持續(xù)運行不停止的保障。能讓系統(tǒng)停止運行的原因，除了正常的節(jié)假日礦場停工，系統(tǒng)管理人員人為停止系統(tǒng)工作的情況以外，還有應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器故障造成的。應(yīng)用服務(wù)器故障最嚴重的狀態(tài)就是徹底崩潰，服務(wù)器硬件損壞與停電都會造成服務(wù)器不能運行，系統(tǒng)崩潰。為預(yù)防這個問題，服務(wù)器采用2臺服務(wù)器冗機集群，通過負載均衡的手段達到系統(tǒng)無故障運行的目標。同時，增加一臺能給服務(wù)器在斷電后供電24小時的UPS電源，以確保出現(xiàn)停電后系統(tǒng)還能繼續(xù)工作。作為一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫的安全性、可靠性高于一切。3臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，除了2臺冗機集群和負載均衡處理，外接UPS電源以外，還有1臺在遠程的備份服務(wù)器，每天做一次遠程數(shù)據(jù)同步備份。在整個礦場面臨自然災(zāi)害時，還能保證歷史數(shù)據(jù)不丟失。

4 結(jié) 論

本文根據(jù)礦場在人員監(jiān)控管理方面存在的問題，對礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)的總需求進行了分析和建模設(shè)計，同時對礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的功能方面和系統(tǒng)的非功能方面進行了闡述，為礦場人員監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與系統(tǒng)的實現(xiàn)做好了鋪墊。

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作者簡介：白云（1985-），男，廣西賓陽人，廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，教室資源管理員，助理工程師，碩士。研究方向：WEB技術(shù)應(yīng)用。