煤矿人员定位系统联网研究设计

摘 要：瓦斯监控系统和人员定位系统在各地煤矿上的实施，为煤矿的安全生产发挥了重大的作用。而随着全国各地瓦斯监测联网系统的实施，让煤矿安全生产又上升了一个台阶。煤矿安全生产的信息化和自动化是一种必然趋势，此时对人员定位系统联网的需求显得非常迫切。煤矿人员定位系统联网系统，实现了联网中心平台对下属煤矿的统筹管理和监测，主要体现在对各煤矿井下作业人员的实时监测与跟踪，本文介绍了整个联网系统的框架设计，联网系统数据的处理过程，数据库设计、以及联网系统的表现形式。

关键词：煤矿 人员定位系统 联网设计

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0022-03

随着煤炭工业的飞速发展，给我国带来了巨大的经济效益。但是我国煤炭生产还是存在着安全设施机械化、自动化、信息化水平落后等诸多问题。煤矿安全生产形势不容乐观，安全问题一直是煤矿最重要、最严峻的问题，直接关系到煤矿的生死存亡。近年来信息技术、计算机技术、自动化技术和网络技术的迅速发展以及中央提出利用高新技术改造传统产业以来，利用信息技术改造传统的煤炭工业，已受到煤炭主管部门和企业各级领导的高度重视。煤矿的自动化、信息化及数字化已经成为我国煤矿产业的发展趋势。

瓦斯监控系统和人员定位系统在全国各地煤矿的实施，为煤矿的安全生产发挥了重大的作用。而随着全国各地瓦斯监测联网系统的实施，实现了各地煤矿瓦斯监控的统筹化和规范化，从而让煤矿安全生产又上升了一个台阶。煤矿安全生产的信息化和自动化是一种必然趋势，在这样一种大背景下，人员定位系统联网的需求显得非常迫切。

1 联网框架的设计

煤矿人员定位联网系统通过各个厂家的数据采集软件采集矿端人员定位系统的数据，所采集数据按照统一的数据协议格式，写到矿端计算机本地，之后通过上传软件把数据上传到上级煤矿管理部门或煤矿安监部门的联网中心服务器，在服务器端用解析软件对各个矿的数据进行解析，把数据写入数据库，并通过网页发布把煤矿井下人员信息给显示出来。从而实现对下属各矿的煤矿井下作业人员的实施监测和跟踪。联网系统的模型如图1所示。

整个框架分为四层，分别是数据采集层、数据传输层、数据解析和存储层、数据监测显示层。数据采集层主要是采集各个矿端的人员定位系统数据，并存储到矿端计算机本地磁盘，数据的采集必须按照统一的数据格式进行；数据传输层主要是使用上传软件，按照网络传输协议，把矿端本地磁盘的采集数据传输到上一级联网中心平台的服务器；数据解析和存储层主要是把煤矿上传到联网中心平台服务器的数据，使用数据解析软件，把每个矿的数据按照规范写入到数据库中；数据监测显示层是通过终端网页发布，使用浏览器进行各矿煤矿井下作业人员的实施监测和跟踪，并提供历史数据的查询和报表的打印等操作。

2 数据的采集、传输、解析和存储

2.1 数据的采集

数据采集软件采集矿端人员定位系统的数据，然后以文本文件的格式（即txt格式）存储到本地主机的磁盘上。人员定位联网系统采集的数据文件包括：采集点定义文件、区域配置文件、班次设置文件、部门定义文件、职务定义文件、工种定义文件、人员信息文件、实时数据文件、轨迹数据文件、考勤记录文件等。根据联网系统的需要，各种文件的采集频率并不一样，有的是定时生成，有的是触发生成。如采集点定义文件，即为触发生成，当采集点的定义改变，即触发生成文件；而实时数据文件则为定时生成，每隔几秒生成井下人员的实时信息数据。

人员定位联网系统的数据采集必须按照统一的数据格式进行。以采集点定义文件为例，对人员定位系统联网数据的格式进行描述。

采集点定义文件。

（1）说明：描述当前有效存在的所有采集点的定义信息。

（2）命名规则：Device.txt。

（3）触发规则：定义变更时生成该文件，如果该文件存在则覆盖已存在的文件。

①数据头：占用文件第一行，不得换行。

第一行：时间，行数。

时间：表示产生该文件时的时间戳。

行数：为数据体的行数，不包含数据头的行数。

如：2012-12-22 12：21：15，12

②数据体。

矿编码，采集点ID，设备编码，位置描述。

从第二行开始，行与行之间不得空行。

矿编码：煤矿的唯一性标识。

采集点ID：采集点的序号。

设备编码：矿端各个设备的唯一性标识。

位置描述：对采集点位置进行描述的字符串，长度小于50个字符。

如：100001，3，001R01，1301工作面回风100米。

2.2 数据的传输

人员定位联网系统的数据传输利用上传软件，按照网络传输协议，将数据传输到联网中心平台的服务器。数据传输使用FTP文件传输方式，在联网中心平台的数据库服务器上建立FTP服务器站点，在站点下为每个矿建立一个FTP目标目录，然后利用上传软件上传煤矿的数据，煤矿上传的数据存放在各自对应的FTP目标目录下。上传软件应具有一定的扩展性，应具有同时往多个联网中心平台上传数据的功能。

2.3 数据的解析

各个煤矿的人员定位系统数据上传到联网中心，将由统一的软件对数据进行解析，并写入到数据库中。之前一些联网的数据写入方式是直接从矿端由软件把数据写入数据库，这样的操作有一个比较大的缺陷，如果遇到煤矿数量很多的情况，太多的软件在矿端操作平台服务器数据库，必然造成数据库性能的下降，且数据库安全得不到保障。而采取在联网中心统一写入数据库的方式，可以有效的避免这种缺陷。

数据解析软件依次对各个煤矿的数据进行解析，并写入数据库。对已经解析的文件，软件将进行删除操作，使磁盘空间得到有效的回收利用。

3 数据库设计

合理的数据库设计将大大节省数据库服务器的资源，消除数据冗余，避免数据异常。数据库命名为OrientNet，数据库的表包括：煤矿采集点数据表DeviceInfo，区域配置数据表AreaConfig、班次设置数据表ClassSet、部门定义数据表Department、职务定义数据表Duty、工种定义数据表TypeOfWork、人员信息数据表StaffInform

ation、实时数据表RealData、轨迹数据表Track，考勤记录表MonthCheck等。

由于各类数据的数据量的不同，在数据库中，各类数据的存储机制也不一致。煤矿采集点数据、区域配置数据、班次设置等数据由于数据量相对较小，所有煤矿的数据都将存储在一张数据库表里面。而轨迹数据由于数据量比较大，则采用每个矿每年一张数据库表来存储，即“Track+矿编码+年份”，如Track1000012012，每个煤矿的轨迹数据存储在对应的数据表里面。而考勤记录表的数据量适中，则采用每个月一张数据库表来存CjR4tk2KbUj6Iokc6t4Www==储，即“MonthCheck+年月”，如MonthCheck201212，所有矿的考勤记录数据存储在当月的考勤记录表中。

人员定位联网系统的数据库设计比较简洁，以煤矿采集点数据表DeviceInfo为例，对其表设计进行描述（表1）。

4 网页设计

网页监测界面采用Visual Studio 2010编程软件及C#编程语言，在.NET框架下设计完成。通过浏览网页，可以查看每个煤矿已注册的人员的各类信息（包括员工姓名、职务、职称、工种、身份证号码等），方便上级监管平台进行统筹管理；同时联网终端网页监测每个煤矿井下实时的人员数量及人员明细、并可以查询每个井下作业人员的详细轨迹路线；且它还实现了按照干部、职务、特殊工种等条件分类查询其下井记录等功能，各类查询都提供打印功能。图2为人员定位联网系统的网页主界面。

5 结语

煤矿人员定位联网系统实现了对煤矿井下作业人员的实时监测和跟踪，并通过网页形式进行展示。在矿井突发情况下，联网系统可以及时有效的为后续救援工作提供主要依据，能在最短的时间内作出准确判断。煤矿安全生产的自动化和信息化是一种必然趋势，目前该系统已经应用于全国多个矿务局，及时有效的对矿井井下作业人员进行监测和跟踪，为矿务局的统筹管理提供了一个很好的平台，为矿井的安全生产起到了突出的作用。

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