根據(jù)國家煤礦企業(yè)總體的發(fā)展思路，結合煤礦企業(yè)的實際情況以及當前的技術發(fā)展趨勢，現(xiàn)今出現(xiàn)了分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺的“煤礦企業(yè)安防整體解 決方案”，系統(tǒng)主要面向煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程監(jiān)控、管理與評估分析，通過分層次的數(shù)據(jù)整合、應用整合以及新的應用系統(tǒng)建設，形成一體化的新一代煤礦企業(yè)安全 生產(chǎn)系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已在黑龍江某礦業(yè)集團成功應用，幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)和管理效能，增強了市場競爭力。分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺已在黑龍江某礦業(yè)集團 成功應用，幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)和管理效能，增強了市場競爭力，本文就對此系統(tǒng)做具體的應用分析。

　　系統(tǒng)介紹

　　分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在整合傳統(tǒng)工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫技術基礎上，融入先進的分布式軟件體系結構。系統(tǒng)具有任意配置的多數(shù)據(jù)管理模式、分布式多層級的 系統(tǒng)體系結構、分布多級的數(shù)據(jù)協(xié)同壓縮機制、面向對象的模型管理機制、完善的系統(tǒng)安全保障體系和優(yōu)秀的跨平臺運行能力等特點，是一款面向多行業(yè)的成熟的實 時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

　　針對礦井生產(chǎn)而言，煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要面向生產(chǎn)調度層與生產(chǎn)管理層，通過分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)對礦井自動化設備的實時數(shù)據(jù)采集、 存儲管理與監(jiān)控，分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合形成煤礦生產(chǎn)的實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析上報，通過建設安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)績效分析系統(tǒng)、生 產(chǎn)過程管理系統(tǒng)、生產(chǎn)綜合駕駛艙系統(tǒng)形成面向不同生產(chǎn)崗位的一體化信息系統(tǒng)(圖1)。

　　在黑龍江某礦業(yè)集團應用過程中，系統(tǒng)以企業(yè)主干網(wǎng)為依托，以集團為中心節(jié)點，實現(xiàn)上下各級單位的互聯(lián)互通;面向集團全局，構建信息化支撐平臺， 增強集團信息化工作建設組織和協(xié)調能力，提高集團信息化建設的全局性和實用性。系統(tǒng)建設過程中，采用集成思想，充分利用集團已有信息化建設成果，建設覆蓋 集團多種業(yè)務工作的企業(yè)決策系統(tǒng);形成涵蓋生產(chǎn)設備、生產(chǎn)過程自動控制、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)和企業(yè)決策的4級企業(yè)信息化體系，全面提升企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理能力。建 立安全保障體系和運維體系，確實保證各類業(yè)務應用的穩(wěn)定可靠運行。[nextpage]

　　系統(tǒng)功能

　　系統(tǒng)以各級安全生產(chǎn)監(jiān)管單位為主體，實現(xiàn)對分布在管轄范圍內(nèi)的礦井生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的采集、存儲和監(jiān)控，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，為監(jiān)管部門進行科 學決策提供依據(jù)。針對黑龍江某礦業(yè)集團具體需求，在分布式實時數(shù)據(jù)庫平臺的基礎之上，結合該集團業(yè)務流程，建設了礦井環(huán)境系統(tǒng)、礦井運輸系統(tǒng)、礦井人員定 位系統(tǒng)、礦井供電安全監(jiān)測系統(tǒng)等一系列面向不同業(yè)務需求的一體化信息系統(tǒng)(如圖2)。

　　礦井環(huán)境系統(tǒng)

　　礦井環(huán)境系統(tǒng)主要監(jiān)測煤礦井下各種有毒、有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風速、負壓、溫 度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。系統(tǒng)采集匯總處理礦井環(huán)境數(shù)據(jù)進入實時數(shù)據(jù)庫，利用形象化的組態(tài)圖來顯示實時變化的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過該系統(tǒng)，安全管理 相關人員對數(shù)據(jù)的掌握更加及時、準確、方便，可以更加有效的降低和預防安全事故的發(fā)生。

　　礦井環(huán)境系統(tǒng)提供實時監(jiān)控、趨勢分析和報表分析功能。其中，實時監(jiān)控功能可對瓦斯地理圖形進行實時監(jiān)控，瓦斯地理圖形監(jiān)控以地圖的方式結合 GIS顯示實時數(shù)據(jù)，將具體的安裝位置和環(huán)境相結合，從全局展示數(shù)據(jù)，然后以列表的方式顯示實時數(shù)據(jù)，簡單明了;趨勢分析功能可以對工作面的瓦斯、溫度、 CO等指標的數(shù)據(jù)變化進行分析;報表分析功能通過報表形式展現(xiàn)礦井環(huán)境數(shù)據(jù)。礦井環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡拓撲圖如3所示。

　　數(shù)采工作站通過環(huán)境監(jiān)測上位工作機的網(wǎng)卡，通過定制接口，采集礦井環(huán)境數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到礦級實時數(shù)據(jù)庫中。環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)工作站，顯示實時數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調度大屏上顯示組態(tài)頁面。

　　為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大程度共享，將數(shù)據(jù)同步到集團級數(shù)據(jù)庫(如圖4)。

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　　礦級實時數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應用支撐平臺，通過集團已經(jīng)建設好的集團與廠礦之間的光纖網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F的信息中心的系統(tǒng)應用支撐平臺中。通過 集團的系統(tǒng)應用支撐平臺，將各礦環(huán)境監(jiān)測的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)同步到集團的實時數(shù)據(jù)庫中，集團用戶可以通過訪問集團實時數(shù)據(jù)庫對各礦的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

　　礦井運輸系統(tǒng)

　　礦井運輸系統(tǒng)承擔著井下機車運輸?shù)闹匾蝿?，是保證礦井安全生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)。井下運輸系統(tǒng)的設備能否安全、可靠、有效的運行，關系到整個礦井的 生產(chǎn)與安全。礦井運輸系統(tǒng)采集匯總處理礦井、路段、道岔、信號機、計軸器數(shù)據(jù)進入實時數(shù)據(jù)庫，并利用組態(tài)圖形象的顯示實時變化的運輸數(shù)據(jù)。

　　基于GIS技術，該系統(tǒng)實時顯示井下大巷列車位置、車號及信號燈、道岔狀態(tài)和區(qū)段占鎖情況，指揮列車安全運行。系統(tǒng)能隨時反映每一設備和傳感器 的工作狀態(tài)，故障自動診斷、報警，自動記錄運行過程數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以通過有線網(wǎng)絡實現(xiàn)在地面主控室或者廠區(qū)內(nèi)有權限的計算機，對井下大巷的礦車運輸實現(xiàn)監(jiān)控 和自動調度。同時，系統(tǒng)提供基本閉鎖功能、顯示功能、調度功能、故障診斷功能和重演功能。基本閉鎖功能包括了區(qū)間聯(lián)鎖、敵對進路聯(lián)鎖、信號機和電動轉轍機 聯(lián)鎖等一般“信、集、閉”的全部功能;顯示功能在計算機上以圖形形式顯示各列車位置、區(qū)段占鎖情況、信號機狀態(tài)、道岔位置以及機車號、運行方向，車類車 速、礦車數(shù)和區(qū)段丟車數(shù)等信息，并能統(tǒng)計當班各采區(qū)拉煤(礦)列數(shù)和車皮數(shù);系統(tǒng)的調度功能可以按調度員給定的運行任務自動指揮列車循環(huán)運行，也可隨時分 進路分車輛進行調度，即實現(xiàn)自動和半自動調度。故障診斷功能在顯示器上能隨時反映系統(tǒng)內(nèi)設備的工作狀態(tài)，自動診斷故障性質和位置，并發(fā)出報警;重演功能根 據(jù)記錄的運行歷史過程數(shù)據(jù)在顯示設備上以隨意速度重現(xiàn)指定時間內(nèi)實際運輸過程，為分析事故原因，改進調度策略提供依據(jù)。

　　數(shù)采工作站通過礦井運輸上位工作機的上的網(wǎng)卡，通過定制接口，采集礦井運輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到礦級實時數(shù)據(jù)庫中。礦井運輸監(jiān)控管理系統(tǒng)工作站，顯示實時數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調度大屏上顯示組態(tài)頁面。如圖4所示的數(shù)據(jù)通訊拓撲圖，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大共享。

　　礦級實時數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應用支撐平臺，通過集團已經(jīng)建設好的，集團與廠礦之間的光纖網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F的信息中心的系統(tǒng)應用支撐平臺中。通 過集團的系統(tǒng)應用支撐平臺，將各廠礦的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)同步到集團的實時數(shù)據(jù)庫中，集團用戶可以通過訪問集團實時數(shù)據(jù)庫對各廠礦的礦井運輸實時監(jiān)控。

　　礦井人員定位系統(tǒng)

　　礦井人員定位系統(tǒng)能夠及時、準確的將井下各個區(qū)域人員及設備的動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設備的分布狀況 和每個礦工的運動軌跡，以便于進行更加合理的調度管理。當事故發(fā)生時，救援人員也可根據(jù)井下人員及設備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關人員的位 置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。

　　該系統(tǒng)可以對井下人員進行管理，并以多種形式展現(xiàn)井下人員的各類信息。其主要功能包括：目標實時信息監(jiān)測、目標歷史信息查詢、統(tǒng)計分析、曲線/ 報表/打印、井下區(qū)域管理、定位服務中心、異常報警與救護、人員體征監(jiān)測、安全認證/用戶管理、定位跟蹤展示界面、人員考勤以及系統(tǒng)配置等。系統(tǒng)可以實現(xiàn) 通過頁面、定位跟蹤展示界面、報表和曲線等方式來展現(xiàn)目標人員的動態(tài)信息，還可以對井下人員的各類歷史信息進行查詢。

　　系統(tǒng)具有強大的統(tǒng)計分析能力，包括實時統(tǒng)計分析和歷史統(tǒng)計分析兩類。實時統(tǒng)計分析主要是對井下人員的實時信息進行統(tǒng)計和分析，而歷史統(tǒng)計分析主 要是對井下人員的歷史信息進行統(tǒng)計和分析。實時統(tǒng)計分析和歷史統(tǒng)計分析都可以通過頁面、定位跟蹤展示界面、報表和曲線等方式來展現(xiàn)。系統(tǒng)自帶的曲線工具提 供了井下人員信息的實時曲線和趨勢曲線的繪制功能。報表工具提供了井下人員信息的報表生成功能。打印模塊提供了頁面、定位跟蹤展示界面、報表和曲線的打印 功能。

　　同時，系統(tǒng)還提供井下區(qū)域管理和定位服務功能，在系統(tǒng)管理和分析能力的基礎上，將這些功能集成一個整體。井下區(qū)域管理提供了井下區(qū)域的可視化管 理界面，并生成一定格式的井下區(qū)域信息文檔。在井下區(qū)域信息文檔中記錄了井下區(qū)域信息以及每個井下人員在各個常規(guī)時間段內(nèi)的合法活動區(qū)域、合法移動模式和 合法移動軌跡等。井下區(qū)域信息文檔提供給定位服務中心使用;定位服務功能提供實時定位服務和歷史定位服務，區(qū)別在于定位所依據(jù)的信息是實時信息還是歷史信 息。某些經(jīng)常發(fā)生的并且對效率要求很高的定位邏輯可以放在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的規(guī)則推理組件中實現(xiàn)(如圖5)。

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　　數(shù)采工作站通過人員定位上位機的上的網(wǎng)卡，通過定制接口采集人員定位數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到礦級實時數(shù)據(jù)庫中。礦井運輸監(jiān)控管理系統(tǒng)工作站，顯示實時數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調度大屏上顯示組態(tài)頁面(如圖6)。

　　為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)最大程度的共享，可以將人員定位數(shù)據(jù)同步到集團的實時數(shù)據(jù)庫。礦級實時數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應用支撐平臺，通過集團已經(jīng)建設好的集團與廠 礦之間的光纖網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F的信息中心的系統(tǒng)應用支撐平臺中。通過集團的系統(tǒng)應用支撐平臺，將各廠礦的運輸實時數(shù)據(jù)同步到集團的實時數(shù)據(jù)庫中，集 團用戶可以通過訪問集團實時數(shù)據(jù)庫對各廠礦的運輸情況實時監(jiān)控。

　　礦井供電安全監(jiān)測系統(tǒng)

　　礦井供電安全監(jiān)測系統(tǒng)采集匯總處理供電數(shù)據(jù)進入實時數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)基于GIS技術，利用組態(tài)平臺實現(xiàn)全礦范圍內(nèi)的輸配電體系監(jiān)控，對礦井所有用電 開關數(shù)據(jù)信息加以整合和處理，建立完善的電力情況的監(jiān)測網(wǎng)絡，能安全、可靠地實現(xiàn)全部電氣設備地監(jiān)測、監(jiān)控要求。系統(tǒng)采用分布式結構，整個系統(tǒng)地裝置標準 化設計，具有靈活地互換性。

　　系統(tǒng)的自檢功能，可以使所有軟、硬件都得到檢查(包括通訊端口)，而單個元件故障，不會引起整套裝置都誤動，不影響其他元件都運行，并能根據(jù)故障性質自動判斷別閉鎖有關功能或設備，并及時發(fā)出故障報警信號。

　　系統(tǒng)能實現(xiàn)全部信息地自動采集，存儲處理和傳送，完全實現(xiàn)信息資源地共享及保護、控制和監(jiān)測等功能等綜合自動化，其測量、計算、傳輸精度等滿足 有關規(guī)定等要求。繼電保護具有完全獨立等功能并要滿足部分有關要求，在其他單元故障或通訊系統(tǒng)故障等情況下，不影響繼電保護裝置等正常運行(如圖7)。

　　數(shù)采工作站通過供電安全監(jiān)測上位機的上的網(wǎng)卡，通過定制接口采集人員定位數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到礦級實時數(shù)據(jù)庫中。供電安全監(jiān)測系統(tǒng)工作站，顯示實時數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調度大屏上顯示組態(tài)頁面。

　　為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大程度利用，可以將供電安全檢測數(shù)據(jù)同步到集團實時數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應用支撐平臺，通過集團已經(jīng)建設好的集團與廠礦 之間的光纖網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F的信息中心的系統(tǒng)應用支撐平臺中。通過集團的系統(tǒng)應用支撐平臺，將各廠礦的供電安全監(jiān)測數(shù)據(jù)同步到集團的實時數(shù)據(jù)庫中， 集團用戶可以通過訪問集團實時數(shù)據(jù)庫對各廠礦的供電安全監(jiān)測數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

　　應用效果

　　企業(yè)信息化建設的結果肯定會給企業(yè)帶來好處，這是個不爭的事實。提高企業(yè)管理水平、提高工作效率是其最基本的回報，更可喜的是能給企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟和社會效益。