煤矿安全监测监控系统联网平台设计方案

煤矿安全监测监控系统联网平台设计方案山西阳光三极科技有限公司二〇一二年四月1目录1概述...................................................................21.1背景介绍..........................................................21.2建设原则..........................................................22执行标准...............................................................33系统架构...............................................................43.1网络架构..........................................................43.2中心端硬件架构....................................................53.3系统架构..........................................................54系统特点...............................................................65系统功能...............................................................75.1软件功能..........................................................75.2实时数据的接收...................................................155.3数据存储与管理...................................................166系统配置清单..........................................................1721概述1.1背景介绍煤矿安全监测监控联网软件自2003年投入运行以来，为遏制煤矿安全生产事故发挥了重要作用，为煤矿安全生产与管理提供了现代化技术手段。针对国家安全生产监督管理总局于2011年7月发布的《MT/T1116-2011煤矿安全生产监控系统联网技术要求》，山西阳光三极科技有限公司在总结原有平台的基础上对煤矿安全监测监控联网平台进行了全新设计，新平台符合《MT/T1116-2011煤矿安全生产监控系统联网技术要求》。1.2建设原则1.2.1可靠性系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证。《煤矿安全监测监控系统》是山西阳光三极科技有限公司自主研发的系统软件，系统运行稳定，在网络传输故障时，系统可缓存数据，网络恢复正常后重发未上传数据，保证监测数据的不丢失。1.2.2灵活性及可扩展性根据未来业务的增长和变化，《煤矿安全监测监控系统》容量可以平滑地扩充和升级，能满足业务扩充的需要。1.2.3安全性矿端使用采集服务器及FTP方式传输数据，与矿端KJ系统的耦合性低，不会影响各矿监测监控系统的正常运行。1.2.4标准化《煤矿安全监测监控系统》及采集服务器软件遵守安监总煤矿字〔2005〕37号文件《关于推广应用煤矿数字化瓦斯远程监控系统的通知》中的各项技术要求和煤炭行业信息化建设的各项标准与规范，保证系统建3设的规范化、标准化。遵守《山西省煤矿瓦斯监测监控安全信息网络总体方案概要》、《山西省煤矿瓦斯监测监控安全信息网络工程实施细则》、《山西省煤矿瓦斯监测监控安全信息网络技术规范》、《MT-T1116-2011煤矿安全生产监控系统联网技术要求》等山西省相关的煤炭企业信息化建设的相关规范和标准。1.2.5易用性和可操作性《煤矿安全监测监控系统》及采集服务器软件使用与维护方便。系统在设计上界面友好，操作简单。对需要进行维护、配置或监控的，系统均提供相应功能，使用鼠标即可完成大部分操作。软件中包含对自身运行状况的监控功能，包括数据无法采集、网络中断、数据库运行异常等等，能够对系统运行情况的评估与调整。1.2.6开放性系统有与已建设的其它系统兼容的接口，便于数据共享。建立内部网络，数据可与其它软件共享。能和办公自动化及各种安全监测、控制、报警设备协调工作。2执行标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。AQ1029煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ6201煤矿安全监控系统通用技术要求MT/T1004煤矿安全生产监控系统通用技术条件MT/T1008煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求MT/T1116-2011煤矿安全生产监控系统联网技术要求43系统架构3.1网络架构市煤炭局煤炭专网53.2中心端硬件架构市局监控中心数据库服务器WEB发布服务器数据采集服务器安全设备专网设备交换机矿端监控主机1矿端监控主机2矿端监控主机3矿端监控主机NLAN煤炭专网专网设备专网设备专网设备专网设备系统平台硬件架构图3.3系统架构●系统采用Browser/Server(浏览器/服务器)三层体系结构●纯JAVA实现，完全真正地跨平台实现●采用多线程、动态负载均衡、数据库连接池等多项先进技术●支持计算机集群技术●支持异地维护6WEB发布数据解析、校验、存储开放式数据接口应用层逻辑层数据层数据库FTP数据采集服务采集层系统架构图TomcatApacheTomcatTomcat应用服务应用服务应用服务负载均衡4系统特点●模块化设计：可以根据用户不同的业务需求，可生成相应的功能模块。7●参数化设计：系统不仅可以监测瓦斯、风速、开停、断电、馈电等与安全相关的数据。还可实时监测井下各种模拟量、开关量、控制量、调节量、计数量、累计量。●多极权限管理：根据省、市、县、矿、系统管理员不同职责设置相应的权限。●数据处理：数据集中存放，多种形式的数据备份，重要数据的日志备份，支持动态压缩存放，定时处理。断线数据重发。●可操作性：界面友好，全部为中文界面，并有完善的使用文档及在线帮助。●数据显示：列表、曲线、报表等多种方式。●数据接口：采用统一规范的数据通讯协议，网络联结遵循下级用户服从上级用户、上级用户提供数据格式与传输技术的原则。数据实时传输。5系统功能5.1软件功能登录界面8在系统登录框中输入用户和密码，单击确定进入主界面。实时数据监测以文字表格的方式实时监测全部和某（几）个煤矿。首先选中要监测的煤矿，设置滚动刷新的频率，实时数据就按照设定的刷新频率滚动刷新。当监测到报警信息时，则可以进行声音和页面的提示。模拟量统计值监测9以文字表格的方式实时监测全部和某（几）个煤矿的模拟量统计值。首先选中要监测的煤矿，设置滚动刷新的频率，模拟量统计值就按照设定的刷新频率滚动刷新以查询监测地点、名称、平均值、最大值、最小值、最小值时刻等。当监测到不发送数据时，则可以进行页面的提示。开关量状态值以文字表格的方式实时监测全部和某（几）个煤矿的设备开停情况。首先选中要监测的煤矿，设置滚动刷新的频率。开关量状态值就按照设定的刷新频率滚动刷新以查询监测地点、名称、状态等。当监测到不发送状10态数据时，页面则会提示。网络数据异常以文字表格的方式实时监测全部和某（几）个煤矿的网络状态和数据状态。首先选中要监测的煤矿，设置滚动刷新的频率。网络状态值和数据状态值就按照设定的刷新频率滚动刷新。当监测到不发送状态数据时，页面则会提示。模拟量统计值历史查询以文字表格的方式查询全部和某（几）个煤矿某一段时间的模拟量统11计值。首先选中要查询的煤矿，时间段。然后点击”查询”按钮进行查询。开关量状态值历史查询以文字表格的方式查询全部和某（几）个煤矿某一段时间的开关量统计值。首先选中要查询的煤矿，时间段。然后点击”查询”按钮进行查询。报警历史查询以文字表格的方式查询全部和某（几）个煤矿某一段时间的报警历史记录。首先选中要查询的煤矿，选择要查询的起始日期和终止日期，将把符合条件的所有传感器的报警历史信息查询出来。12网络数据异常历史查询以文字表格的方式查询全部和某（几）个煤矿某一段时间的网络和数据异常历史记录。首先选中要查询的煤矿，时间段。然后点击”查询”按钮进行查询。报警响应在“实时数据监测”或“历史数据查询”时，同时对实时数据进行报警监测，如果监测到有报警信息，将通过声音和弹出新的窗口进行报警提醒。13图表信息查询可以对每个煤矿监测模拟量、开关量传感器的实时数据，分钟数据和小时数据进行查询，并可生成针对一个时间段部分数据的曲线，设置查询条件后，点击确定显示查询结果，并有曲线图生成，曲线图准确，符合实际。鼠标放在某一点动态显示详细信息模拟量日报表以矿名、查询起止时间（日）作为关键字，来查询甲烷、一氧化碳、主扇停风报警次数。14模拟量月报表以矿名、查询起止时间（月）作为关键字，来查询甲烷、一氧化碳、主扇停风报警次数。煤矿信息配置对煤矿信息上级单位、下属单位进行增加、修改、删除、查询操作；系统用户配置15对系统用户进行增加、修改、删除、查询操作，同时设定用户登录权限。系统控制面板本系统常用功能的一个快捷入口，可以快速的转到监测、查询功能页面。5.2实时数据的接收煤矿安全监控实时数据通过FTP方式上传到中心端采集服务器，中心端采集服务器对数据进行实时提取，对进行解析，将处理后的实时数据存入数据库中。165.3数据存储与管理数据库是系统建设的基础，在系统建设中，采取成熟的关系型数据库设计模式，以数据库设计范式为设计准则，避免因结构设计不合理导致数据插入删除异常，或数据不一致，并根据各个表的使用频度、表容量来综合平衡数据冗余和效率之间的关系。合理建立视图、索引和数据约束等，综合考虑查询速度、增删改速度和查询语句复杂度导致的效率问题，取得最优化的结果；对数据量较大的表，精简主表内容，采取独立表空间，独立索引空间，水平表分割和人工索引等多种方式提高数据访问速度，优化数据库的性能，并将经常修改的当期业务记录和主要用于查询检索的历史业务信息分开建表，提高效率。系统在辅助参数表的设计上，遵守国家相关部委的有关标准，以及相关方面的代码表、行业规范和各项准则。对于已形成统一规范的代码表，如设备编码等，采用该规范编码结构作为系统代码表的结构；并为其它代码建立参照表，以便未来业务和应用的扩展。各种大型关系数据库管理软件，如SqlServer等都在系统一级提供了多种数据性能优化方法，如表空间管理、索引空间管理、控制块大小设置、缓冲池设置、存档模式设置以及一些系统参数的设置等等，合理配置这些参数将可能使数据库整体性能提高10%-20%，这些参数的配置，只有总体原则可参考，并没有固定的最优配置方法，主要是根据系统的具体需求，依靠实施人员的经验来决定如何配置。本次系统升级改造，数据库应根据系统的具体需求，在数据库结构设计和数据量估算完成后，由山西阳光三极科技有限公司SQLServer资深数据库技术工程师对数据库管理系统的参数合理地进行配置，以达到最优状态。176系统配置清单序号名称型号数量单位单价1数据采集服务器IBMX3650M31台2数据库服务器IBMX3650M31台3WEB发布服务器IBMX3650M31台4煤矿安全监测监控系统联网软件阳光三极1套5操作系统WindowsServer2008标准版3套6数据库SQLServer2008标准版1套