根據(jù)國家煤礦企業(yè)總體的發(fā)展思路，結(jié)合煤礦企業(yè)的實(shí)際情況以及當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展趨勢，現(xiàn)今出現(xiàn)了分布式實(shí)時(shí)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(yīng)用整合以及新的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，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(tuán)成功應(yīng)用，幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)和管理效能，增強(qiáng)了市場競爭力。分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺已在黑龍江某礦業(yè)集團(tuán) 成功應(yīng)用，幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)和管理效能，增強(qiáng)了市場競爭力，本文就對此系統(tǒng)做具體的應(yīng)用分析。

　　系統(tǒng)介紹

　　分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在整合傳統(tǒng)工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)上，融入先進(jìn)的分布式軟件體系結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)、分布多級的數(shù)據(jù)協(xié)同壓縮機(jī)制、面向?qū)ο蟮哪Ｐ凸芾頇C(jī)制、完善的系統(tǒng)安全保障體系和優(yōu)秀的跨平臺運(yùn)行能力等特點(diǎn)，是一款面向多行業(yè)的成熟的實(shí) 時(shí)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(diào)度層與生產(chǎn)管理層，通過分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對礦井自動化設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、 存儲管理與監(jiān)控，分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與關(guān)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析上報(bào)，通過建設(shè)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(tuán)應(yīng)用過程中，系統(tǒng)以企業(yè)主干網(wǎng)為依托，以集團(tuán)為中心節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)上下各級單位的互聯(lián)互通;面向集團(tuán)全局，構(gòu)建信息化支撐平臺， 增強(qiáng)集團(tuán)信息化工作建設(shè)組織和協(xié)調(diào)能力，提高集團(tuán)信息化建設(shè)的全局性和實(shí)用性。系統(tǒng)建設(shè)過程中，采用集成思想，充分利用集團(tuán)已有信息化建設(shè)成果，建設(shè)覆蓋 集團(tuán)多種業(yè)務(wù)工作的企業(yè)決策系統(tǒng);形成涵蓋生產(chǎn)設(shè)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(yùn)維體系，確實(shí)保證各類業(yè)務(wù)應(yīng)用的穩(wěn)定可靠運(yùn)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(shí)現(xiàn)對分布在管轄范圍內(nèi)的礦井生產(chǎn)實(shí)時(shí)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(jì)分析，為監(jiān)管部門進(jìn)行科 學(xué)決策提供依據(jù)。針對黑龍江某礦業(yè)集團(tuán)具體需求，在分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺的基礎(chǔ)之上，結(jié)合該集團(tuán)業(yè)務(wù)流程，建設(shè)了礦井環(huán)境系統(tǒng)、礦井運(yùn)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(wù)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(fēng)速、負(fù)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(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，利用形象化的組態(tài)圖來顯示實(shí)時(shí)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(guān)人員對數(shù)據(jù)的掌握更加及時(shí)、準(zhǔn)確、方便，可以更加有效的降低和預(yù)防安全事故的發(fā)生。

　　礦井環(huán)境系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)監(jiān)控、趨勢分析和報(bào)表分析功能。其中，實(shí)時(shí)監(jiān)控功能可對瓦斯地理圖形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，瓦斯地理圖形監(jiān)控以地圖的方式結(jié)合 GIS顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將具體的安裝位置和環(huán)境相結(jié)合，從全局展示數(shù)據(jù)，然后以列表的方式顯示實(shí)時(shí)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(biāo)的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行分析;報(bào)表分析功能通過報(bào)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(luò)拓?fù)鋱D如3所示。

　　數(shù)采工作站通過環(huán)境監(jiān)測上位工作機(jī)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)工作站，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調(diào)度大屏上顯示組態(tài)頁面。

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

[nextpage]

　　礦級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，通過集團(tuán)已經(jīng)建設(shè)好的集團(tuán)與廠礦之間的光纖網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)的信息中心的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺中。通過 集團(tuán)的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，將各礦環(huán)境監(jiān)測的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步到集團(tuán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，集團(tuán)用戶可以通過訪問集團(tuán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對各礦的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　礦井運(yùn)輸系統(tǒng)

　　礦井運(yùn)輸系統(tǒng)承擔(dān)著井下機(jī)車運(yùn)輸?shù)闹匾蝿?wù)，是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。井下運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)備能否安全、可靠、有效的運(yùn)行，關(guān)系到整個(gè)礦井的 生產(chǎn)與安全。礦井運(yùn)輸系統(tǒng)采集匯總處理礦井、路段、道岔、信號機(jī)、計(jì)軸器數(shù)據(jù)進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并利用組態(tài)圖形象的顯示實(shí)時(shí)變化的運(yùn)輸數(shù)據(jù)。

　　基于GIS技術(shù)，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(yùn)行。系統(tǒng)能隨時(shí)反映每一設(shè)備和傳感器 的工作狀態(tài)，故障自動診斷、報(bào)警，自動記錄運(yùn)行過程數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以通過有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在地面主控室或者廠區(qū)內(nèi)有權(quán)限的計(jì)算機(jī)，對井下大巷的礦車運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)監(jiān)控 和自動調(diào)度。同時(shí)，系統(tǒng)提供基本閉鎖功能、顯示功能、調(diào)度功能、故障診斷功能和重演功能?；鹃]鎖功能包括了區(qū)間聯(lián)鎖、敵對進(jìn)路聯(lián)鎖、信號機(jī)和電動轉(zhuǎn)轍機(jī) 聯(lián)鎖等一般“信、集、閉”的全部功能;顯示功能在計(jì)算機(jī)上以圖形形式顯示各列車位置、區(qū)段占鎖情況、信號機(jī)狀態(tài)、道岔位置以及機(jī)車號、運(yùn)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(jì)當(dāng)班各采區(qū)拉煤(礦)列數(shù)和車皮數(shù);系統(tǒng)的調(diào)度功能可以按調(diào)度員給定的運(yùn)行任務(wù)自動指揮列車循環(huán)運(yùn)行，也可隨時(shí)分 進(jìn)路分車輛進(jìn)行調(diào)度，即實(shí)現(xiàn)自動和半自動調(diào)度。故障診斷功能在顯示器上能隨時(shí)反映系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的工作狀態(tài)，自動診斷故障性質(zhì)和位置，并發(fā)出報(bào)警;重演功能根 據(jù)記錄的運(yùn)行歷史過程數(shù)據(jù)在顯示設(shè)備上以隨意速度重現(xiàn)指定時(shí)間內(nèi)實(shí)際運(yùn)輸過程，為分析事故原因，改進(jìn)調(diào)度策略提供依據(jù)。

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

　　礦級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，通過集團(tuán)已經(jīng)建設(shè)好的，集團(tuán)與廠礦之間的光纖網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)的信息中心的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺中。通 過集團(tuán)的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，將各廠礦的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步到集團(tuán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，集團(tuán)用戶可以通過訪問集團(tuán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對各廠礦的礦井運(yùn)輸實(shí)時(shí)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(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員及設(shè)備的動態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況 和每個(gè)礦工的運(yùn)動軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位 置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。

　　該系統(tǒng)可以對井下人員進(jìn)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(biāo)實(shí)時(shí)信息監(jiān)測、目標(biāo)歷史信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、曲線/ 報(bào)表/打印、井下區(qū)域管理、定位服務(wù)中心、異常報(bào)警與救護(hù)、人員體征監(jiān)測、安全認(rèn)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(shí)現(xiàn) 通過頁面、定位跟蹤展示界面、報(bào)表和曲線等方式來展現(xiàn)目標(biāo)人員的動態(tài)信息，還可以對井下人員的各類歷史信息進(jìn)行查詢。

　　系統(tǒng)具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析能力，包括實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析和歷史統(tǒng)計(jì)分析兩類。實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析主要是對井下人員的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，而歷史統(tǒng)計(jì)分析主 要是對井下人員的歷史信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析和歷史統(tǒng)計(jì)分析都可以通過頁面、定位跟蹤展示界面、報(bào)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(shí)時(shí)曲線和趨勢曲線的繪制功能。報(bào)表工具提供了井下人員信息的報(bào)表生成功能。打印模塊提供了頁面、定位跟蹤展示界面、報(bào)表和曲線的打印 功能。

　　同時(shí)，系統(tǒng)還提供井下區(qū)域管理和定位服務(wù)功能，在系統(tǒng)管理和分析能力的基礎(chǔ)上，將這些功能集成一個(gè)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(gè)井下人員在各個(gè)常規(guī)時(shí)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(wù)中心使用;定位服務(wù)功能提供實(shí)時(shí)定位服務(wù)和歷史定位服務(wù)，區(qū)別在于定位所依據(jù)的信息是實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的規(guī)則推理組件中實(shí)現(xiàn)(如圖5)。

[nextpage]

　　數(shù)采工作站通過人員定位上位機(jī)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。礦井運(yùn)輸監(jiān)控管理系統(tǒng)工作站，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調(diào)度大屏上顯示組態(tài)頁面(如圖6)。

　　為了實(shí)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(tuán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。礦級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，通過集團(tuán)已經(jīng)建設(shè)好的集團(tuán)與廠 礦之間的光纖網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)的信息中心的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺中。通過集團(tuán)的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，將各廠礦的運(yùn)輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步到集團(tuán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，集 團(tuán)用戶可以通過訪問集團(tuán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對各廠礦的運(yùn)輸情況實(shí)時(shí)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(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)基于GIS技術(shù)，利用組態(tài)平臺實(shí)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(guān)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(luò)，能安全、可靠地實(shí)現(xiàn)全部電氣設(shè)備地監(jiān)測、監(jiān)控要求。系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)地裝置標(biāo)準(zhǔn) 化設(shè)計(jì)，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(gè)元件故障，不會引起整套裝置都誤動，不影響其他元件都運(yùn)行，并能根據(jù)故障性質(zhì)自動判斷別閉鎖有關(guān)功能或設(shè)備，并及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信號。

　　系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全部信息地自動采集，存儲處理和傳送，完全實(shí)現(xiàn)信息資源地共享及保護(hù)、控制和監(jiān)測等功能等綜合自動化，其測量、計(jì)算、傳輸精度等滿足 有關(guān)規(guī)定等要求。繼電保護(hù)具有完全獨(dú)立等功能并要滿足部分有關(guān)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(hù)裝置等正常運(yùn)行(如圖7)。

　　數(shù)采工作站通過供電安全監(jiān)測上位機(jī)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。供電安全監(jiān)測系統(tǒng)工作站，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)組態(tài)，并可以在調(diào)度大屏上顯示組態(tài)頁面。

　　為了實(shí)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(tuán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫通過系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺，通過集團(tuán)已經(jīng)建設(shè)好的集團(tuán)與廠礦 之間的光纖網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)的信息中心的系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺中。通過集團(tuán)的系統(tǒng)應(yīng)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(tuán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中， 集團(tuán)用戶可以通過訪問集團(tuán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對各廠礦的供電安全監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　應(yīng)用效果

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