鑒于煤礦安防的自身特殊性和和復(fù)雜性，如果要保證煤礦安防系統(tǒng)有效運(yùn)行實(shí)施，必須實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間聯(lián)動功能和互通性。由于煤礦的安防工程涵蓋了各種各樣的子系統(tǒng)，而只有對各種子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理才能保證操作流程的效率。隨著煤礦行業(yè)安防水平的進(jìn)一步提高，煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)如何在煤礦生產(chǎn)過程中得到高效的運(yùn)用，在現(xiàn)階段受到各方的特別關(guān)注。

    由于安全生產(chǎn)監(jiān)管部門的要求，煤礦要取得開采許可證就必須安裝必要的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括生產(chǎn)安全檢測報(bào)警系統(tǒng)、井下通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等?？陀^的說，近年來，煤礦行業(yè)的安防水平從硬件方面講已經(jīng)在逐步提高，相應(yīng)的產(chǎn)品種類和相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，操作程序也比較完善成熟。但是各個(gè)子系統(tǒng)一般都是獨(dú)自成系統(tǒng)的，各子系統(tǒng)之間無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動功能，這樣，給現(xiàn)場的監(jiān)控、統(tǒng)一管理、事故的處理帶來不便，安防監(jiān)控系統(tǒng)不能完全發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)有功能。將煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化相結(jié)合的多業(yè)務(wù)數(shù)字監(jiān)控指揮調(diào)度系統(tǒng)，可以為各級安監(jiān)部門提供實(shí)時(shí)和直觀的井下人員工作狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止糾正人員違規(guī)操作，發(fā)現(xiàn)并排除設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障，并輔予其它技術(shù)檢測手段，將有效減少責(zé)任事故的發(fā)生。

SOA架構(gòu)的介紹
    SOA(service-oriented architecture)是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，是一類分布式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。這類系統(tǒng)是將異構(gòu)平臺上應(yīng)用程序的不同功能部件(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和規(guī)范按松耦合方式整合在一起，即將多個(gè)現(xiàn)有的應(yīng)用軟件通過網(wǎng)絡(luò)將其整合成一個(gè)新系統(tǒng)。

SOA遵循開放的標(biāo)準(zhǔn)，具有以下優(yōu)越性：
    ·架構(gòu)部署靈活。通過SOA可隨時(shí)調(diào)整現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)，可以在現(xiàn)有的硬件、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器上運(yùn)行任何基于SOA的軟件。同時(shí)，SOA也具備了位置透明的特點(diǎn)，即能夠在網(wǎng)絡(luò)上的任意位置定位服務(wù)；

    ·服務(wù)可重用。SOA將標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用分解為單個(gè)業(yè)務(wù)功能(即服務(wù))，產(chǎn)生各種可重用的組件，支持多種不同的應(yīng)用?？梢杂啥鄠€(gè)用戶(和服務(wù))從多個(gè)位置和多個(gè)上下文中進(jìn)行訪問。在新組合服務(wù)的構(gòu)造過程中，服務(wù)可以作為構(gòu)建塊，共享重用；

    ·松藕合。它定義的服務(wù)具有松藕合的屬性，松散藕合可保護(hù)SOA服務(wù)不受其與之交互系統(tǒng)和服務(wù)內(nèi)更改的影響，能夠跨域和企業(yè)邊界發(fā)現(xiàn)和調(diào)用服務(wù)；

    ·支持業(yè)務(wù)邏輯的持續(xù)改進(jìn)。面向服務(wù)的架構(gòu)通過對組件的封裝，隱藏了服務(wù)內(nèi)部組成，服務(wù)提供者可以在不改變服務(wù)調(diào)用方式的情況下，對服務(wù)所包含的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行修改或替換。

[nextpage]系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    基于SOA架構(gòu)煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由安全監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、井下通訊子系統(tǒng)、人員考勤子系統(tǒng)、人員定位子系統(tǒng)、應(yīng)急救災(zāi)通訊子系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示。

安全監(jiān)控子系統(tǒng)
    安全監(jiān)控子系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測和生產(chǎn)檢測兩方面。環(huán)境監(jiān)測主要用來檢測井下各種有害氣體、主巷道、作業(yè)面的工作環(huán)境，包括甲烷、一氧化碳濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、煙霧等。生產(chǎn)檢測主要用來監(jiān)控井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備，如供電電壓、電流、功率、水泵、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主通風(fēng)機(jī)開停等。

    安全監(jiān)控子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口（如OPC 接口）轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式存儲在SOA中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
    視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)主要用于井下車場、無人職守變電站、主排水泵房、地面工業(yè)區(qū)的要害部位、生產(chǎn)場地等進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像監(jiān)視。由于礦井生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，井下使用的攝像機(jī)都要求具有防爆功能。目前井下視頻圖像的傳輸大多是采用單模光纖，這主要是因?yàn)榍岸伺c地面監(jiān)控中心距離太遠(yuǎn)，一般可達(dá)幾千米到十幾千米。[nextpage]

    視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)和歷史視頻錄像，通過視頻代理服務(wù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)流RTSP(Real Time Streaming Protocol)格式，接入SOA中心平臺。

井下通訊子系統(tǒng)
    井下通訊子系統(tǒng)用于井下工作人員與地面生產(chǎn)調(diào)度人員之間的通訊。按照要求，在煤礦主副井井底車場、運(yùn)輸調(diào)度室、變電所、上下山絞車房、水泵房、帶式輸送機(jī)集中控制硐室等主要機(jī)電設(shè)備硐室和采掘工作面設(shè)立通訊終端，實(shí)現(xiàn)與礦調(diào)度室等部門直接聯(lián)系。

    井下通訊子系統(tǒng)的語音對講信息，通過調(diào)度交換的網(wǎng)絡(luò)接口以標(biāo)準(zhǔn)G.711的音頻格式送給SOA中心平臺，進(jìn)行中心存儲，供事后查詢。

其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)
    為了在事故發(fā)生后，提高地面救援人員的救援速度，最大限度減少事故損失，一些應(yīng)用于事故救援的子系統(tǒng)也被引進(jìn)，如井上考勤系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)、救災(zāi)無線通訊系統(tǒng)等。[nextpage]

    現(xiàn)在有些地區(qū)和礦井已經(jīng)安裝了井上考勤系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)。井上考勤系統(tǒng)主要用于統(tǒng)計(jì)下井人員數(shù)量，井下人員定位系統(tǒng)目前要是采用RFID技術(shù)，讀卡距離可達(dá)15米左右。通過采用人員定位系統(tǒng)，可對每個(gè)礦工的井下位置狀況、出入?yún)^(qū)域進(jìn)行管理，同時(shí)，也能對固定資產(chǎn)進(jìn)行管理。讀卡器在獲得信息后通過傳輸，將數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)庫處理，這樣就可以非常清楚地了解到礦工的信息。如果有礦工進(jìn)入到瓦斯集中區(qū)域，系統(tǒng)就會自動產(chǎn)生報(bào)警，而如果出現(xiàn)事故需要救援的話，通過該系統(tǒng)也能清楚地掌握援救位置。據(jù)了解，當(dāng)前在有些地方，人員管理系統(tǒng)已經(jīng)被要求強(qiáng)制安裝。

    井下救災(zāi)無線通訊系統(tǒng)為礦山專用救護(hù)無線電通信設(shè)備，主要配備于礦山救護(hù)隊(duì)，在救災(zāi)中實(shí)現(xiàn)井上指揮人員、井下指揮人員、救護(hù)隊(duì)長與隊(duì)員等四方的相互會話。也可用于井筒檢修、斜井人車、監(jiān)控監(jiān)測分站與傳感器之間的調(diào)試等。

系統(tǒng)聯(lián)動應(yīng)用
    SOA中心服務(wù)器中的事件觸發(fā)器可以實(shí)時(shí)聚合來自分布式系統(tǒng)的信息，然后根據(jù)規(guī)則來發(fā)現(xiàn)可能原本不被注意的模式和趨勢，從而使用戶有能力建模、確認(rèn)、預(yù)測及迅速響應(yīng)看似無關(guān)的事件所帶來的機(jī)遇和威脅，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)事件聯(lián)動。

煤礦安防監(jiān)控各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動設(shè)計(jì)如下：
    ·安全監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動：當(dāng)安全監(jiān)控子系統(tǒng)檢測到井下某處瓦斯超標(biāo)發(fā)出報(bào)警信號時(shí)，地面監(jiān)控指揮中心大屏上要立即彈出該處視頻監(jiān)控畫面，并在畫面上實(shí)時(shí)顯示環(huán)境監(jiān)測值，同時(shí)根據(jù)情況，系統(tǒng)自動聯(lián)動井下安全設(shè)備運(yùn)行，如掘進(jìn)面斷電、風(fēng)機(jī)運(yùn)行等；

    ·井下通信系統(tǒng)聯(lián)動需求：一旦發(fā)生報(bào)警事件，井下通信系統(tǒng)要能夠根據(jù)事先設(shè)定的預(yù)案，在相應(yīng)區(qū)域或全局啟動緊急疏散預(yù)錄信息廣播；

    ·人員考勤定位系統(tǒng)：一旦發(fā)生緊急情況，指揮中心大屏上要顯示報(bào)警點(diǎn)附近人員情況、下井總?cè)藬?shù)等信息，以便為地面救援提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；

    ·應(yīng)急救災(zāi)通信系統(tǒng)：一旦發(fā)生事故，地面調(diào)度人員可立即通過井上指揮機(jī)與礦山救護(hù)隊(duì)取得聯(lián)系。在救援過程中指導(dǎo)救護(hù)隊(duì)員的救援工作，提高救援效率，減少事故損失。

結(jié)論和展望
    采用基于SOA架構(gòu)的平臺設(shè)計(jì)作為煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，無論從近期還是從遠(yuǎn)期來講，對煤礦的安防信息化建設(shè)都是有利的。

    SOA架構(gòu)為煤礦安防信息化軟件建設(shè)提供了一整套的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)模塊接口規(guī)范，能夠有效地避免在后期不斷地建設(shè)過程中出現(xiàn)重復(fù)投入和信息孤島。

    SOA架構(gòu)提供了基于消息、任務(wù)和流程的驅(qū)動引擎，當(dāng)煤礦安全管理流程變化的時(shí)候只需調(diào)整流程，無需再投入財(cái)力和人力進(jìn)行軟件系統(tǒng)的重新編寫。后續(xù)的第三方的軟件只需按照平臺要求設(shè)計(jì)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，無需關(guān)心流程、權(quán)限等基礎(chǔ)的設(shè)置，提供了快速開發(fā)和實(shí)施的途徑。

    通過一個(gè)統(tǒng)一的中心平臺來實(shí)現(xiàn)煤礦安防各子系統(tǒng)的聯(lián)動與融合，不僅能夠提高煤礦的安防水平，而且能夠節(jié)省人力、提高監(jiān)控效率和反應(yīng)速度。(本文作者李偉強(qiáng) 張進(jìn)現(xiàn)任職于浙江大華技術(shù)股份有限公司)