矿山通信与监控

矿山通信与监控（精选8篇）

矿山通信与监控 第1篇

一、光纤通信概况

(一) 光纤通信的现状

光纤技术的应用越来越广泛, 从研究领域到商业应用, 由以往的多模发展到现状的单模, 传输速度越来越快。由于光纤通信技术的飞快发展和产业规模的不断壮大, 其价格也在不断下降。目前, 信息宽带的主要传输媒介便是光纤。在国家政策支持下, 光纤已成为国家信息基础设施建设的重要支撑, 光纤通信系统在国民经济发展中有着不可取代的地位。

(二) 光纤通信的特点

为了使矿山保持稳定可持续供电状态, 可以利用光纤通信设备对供电系统运行状态进行实时监测。光纤通信系统设备主要具有以下几种特点:光纤通信系统设备的建设材料来源十分广泛, 有利于节约资源和合理使用资源;光纤通信系统设备具有良好的抗电磁干扰的性能;光纤通信系统设备重量小、体积轻, 所以建设的施工难度很小;光纤通信系统设备具有良好的保密性能, 安全程度高;光纤通信系统频带较宽, 传输的容量比较大;光纤通信系统设备损耗低, 传输中继距离长并且误码率很小。由于光纤具有以上多种优势, 其通信技术应用的范围非常广泛。例如, 在计算机网、广播电视网以及通信网等数据传输系统中, 光纤通信技术都有广泛应用。

(三) 光纤通信的基本组成

光纤通信系统主要包括接收、发射以及基本光纤传输系统, 详见图1。

二、矿山通信

(一) 矿山通信的现状

自二十世纪80年代中期以来, 世界各大厂商就推出了多种标准。到目前为止, 在50多种国际标准中有十几种常用的。例如工业以太网、基金会现场总线 (FF) 等。现场总线的传输介质有很多种, 主要有视频监控支持信号线、人员定位支持双绞线、环境监测支持双绞线、光缆、通信联络支持无线通信等。这些业务都有向以太网兼容发展的趋势。例如基于工业以太网的各种监测系统, 基于WIFI通信的信息传输系统, 其中WIFI的使用范围和发展尤为迅速且日益壮大。

(二) 矿山通信的制约因素

矿山通信企业的特点主要是设备更新速度慢、建设时间长等。由于每个时期的通信设备都一起运行, 所以会有信息孤岛现象的问题存在。且其内部系统有不少不同来源的信息。例如矿山系统和外部环境间有信息流动和交换的现象, 其中包括矿产品销售、人力供应、电力供应等。这类信息相互制约、相互影响。矿山井下施工建设中, 由于井下结构复杂、空间狭小、接收不到信号等因素, 急需先进的矿山通信技术, 以便在施工过程中能准确、及时的传输信息, 为优化方案提供参考的依据。

三、光纤通信与矿山通信系统建设的实际应用

(一) 矿区网络连接系统中的应用

光纤的高宽带、低成本等特点能满足矿山信息传输日益增长的需求[2]。国家已经制定了光缆使用的相关标准, 很多矿山企业也投入生产使用。目前一些普通光缆线、架空地线复合光缆以及阻燃光缆等都被矿山企业利用, 以连接各矿山建筑设施和采矿点。这类光缆的使用大大提高了施工的便捷性和线路的稳定性, 同时还能有效节约施工建设的成本。因为增加光纤芯数并对光纤价格的影响不大, 所以在需要光纤芯数的基础上再适当预留一点, 以免日后需要时能及时提供, 以满足业务多样性的需求。由于光纤通信技术具有一致性传输系统介质的特点, 所以, 现代矿山通信系统的建设中, 可以将光纤以太网作为介质, 其传输距离远, 损耗低, 承载力强, 其接入方法即介质转换, 光纤两端都是光猫, 从光猫出来有的需要接入光端转换设备, 把光纤带的光信号转换成网线携带的数字信号, 有些光猫集成的转换功能, 可以直接转换输出数字信号。利用光纤线路构建一个矿山骨干通信网, 再加入无线设备和该通信网配合使用, 为矿区提供无线设备或有线光缆的双重信息传输和接收口。

例如, 某矿业根据矿区的实际情况, 经过建设和相关系统的整合, 建立了光纤以太网, 该组网可以全面覆盖整个矿区的建筑。其中工业环网的整个线路连接选用变电所、两个大车间以及办公楼, 矿区的地表到井下被全部覆盖;其分支线路覆盖了所有生活区域。光缆可以传输人员定位、电力调度、视频监测、环境监测、有线电视等业务数据, 实现一条光缆线的多种业务同时使用, 既节约施工费用又节约工程建设的成本。关于该矿山企业的光纤以太网的构建结构见图2。

将光纤通信技术运用到矿山企业工程中, 建设完整的光纤骨干网, 为各种业务传输信息数据, 以解决数据传输过程中的链路问题。

(二) 矿区电力中的应用

当前, 矿山电力系统中很多自动化设备只应用于漏电保护、防爆开关和配电网等相关功能, 它们之间没有互相连接的网络系统, 都是单独运行的状态。矿井复杂的内部结构对供电系统的工程量提出更高要求, 配电供电服务系统以及变电所建设的主要目的是保障开挖采掘运输的过程是畅通的。但在实际井下挖掘作业时, 由于井下复杂的地质条件, 供电系统经常会出现故障, 一旦失去电力服务, 井下的挖掘工作就没有办法进行, 这将严重影响施工进度, 从而降低矿井开采的生产量。利用特种光纤技术能有效改善井下的供电现状, 在矿山供电系统中应用复合电线可以为井下施工的机械设备提供源源不断的稳定电力, 保证这些设备的正常操作和运行, 利用光纤技术建立完整的网络系统, 合理使用和分配电力资源, 确保矿山施工区域供电的稳定性。同时, 还可以在一定程度上节省建设供电系统的成本, 在电力系统运行的过程中, 也能有效缩减成本, 从而有效提高矿山企业工程建设的整体经济效益。在完成网络系统的建设基础上, 再采用以太网络技术, 构建更加完善的网络监测系统。除此之外, 光纤技术还可以结合多媒体显像技术, 对井内的实际运行状况进行实时监控, 在很大程度上提高了矿井开采的工作效率。工作人员通过监测系统可以充分掌握矿井内部的实际施工情况。如果井下有设备故障等问题, 监测系统可以及时准确地反映故障的实际情况和具体位置, 并第一时间切断故障发生的局部电源, 同时发出警报, 提示工作人员, 以便在第一时间实施具体可行的解决措施, 并在最快时间内恢复井内供电, 将故障带来的影响和损失降到最低。

四、结束语

传统的信息系统已无法满足现代采矿工程的需要, 而光纤通信技术正好可以弥补传统技术的不足。在传统电力革新的时代, 光纤作为新型通信技术在各大工程建设中必将成为主流, 使我国采矿业的整体技术含量更上一层楼, 光纤通信技术和矿山通信系统的完美结合, 能大大提高矿山开采的工作效率, 促进矿山企业的经济发展。

参考文献

[1]徐小健.光纤通信与矿山通信系统建设分析与探讨[J].现代矿业, 2012, 09:155.

矿山集团视频监控整合远程监控平台 第2篇

矿山集团监控现状

鞍钢矿业集团下属十大采矿区及若干矿产企业。每个矿区及企业都已经建设了自己的监控系统，来保证生产安全。这些监控系统都以本企业或本矿区为监控中心独立形成网络，起到辅助进行生产调度及生产安全管理的作用。视频监控平台功能介绍

1、通过我公司的远程视频监控平台可以把鞍钢所有矿区及附属企业的监控视频实现总部集中管理，集中监看、集中控制。

2、集中显示控制。

在总部设置矿山集团视频集中显示大屏幕，大屏幕可以通过控制进行实时显示所有矿区及附属企业的视频图像，并以电子地图的功能来确定摄像机位置及调取实时视频图像。管理人员可以通过电脑控制任何一个摄像机的前端控制功能，即控制动点摄像机的上下左右的转动。任意前端现场的声音可以通过括音设备在控制中心进行监听。

3、强大的平台兼容性。

平台通过多年的开发积累，已经兼容了市场上国内国外90%的品牌的视频图像存储设备软件。平台可以是基于在原有视频监控系统的基础上进行升级操作，对前端所有视频设备不做设备改造。所有操作不影响前端视频监控网络正常工作。

4、网络监看功能。

此平台搭建完成管理部门领导可以通过任何一台在网的电脑进行实时的查看每个环节上的监控视频、控制每一路视频图像、监听每一点的现场声音。平台设有多级别的访问权限。每个企业或矿区领导可随时监看自己所管辖区域的视频图像。集团领导可以监控所有在网视频图像，是最高权限者。

5、移动视频监看功能。

解析煤矿安全生产监控与通信技术 第3篇

【摘 要】为了满足煤矿生产需求，生产开始进行调度，开始准备应急方案。这是一个新的机遇也是新的挑战，科研人员要深入研究煤矿一体化在通信技术和通讯系统，研究重点放在如何进行结合，如果提高生产效率和运行速度上。在这水平之上还需要不断的研究有线和无线通讯技术，研究语音技术、视频技术等等，多项通信技术。

【关键词】煤矿安全生产；通信技术；监控

【中图分类号】 TD82【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0300-01

一、无人工作面遥控技术

从实践中发现，采掘工作面它是很多安全事故出现的场所。对该地点要借助通信和机械化以及煤矿监控技术，减少该地区作业人员数量，使自动化生产模式，将最终的技术融入其中，提高施工安全性。在2010年时，我国发生的煤矿事件高达70起，死亡人数在瓦斯事故中有3人以上，在采掘工作面中有50人以上，采掘工作面死亡人数占据整个煤矿安全事故70%。在20起的煤矿事故中，3人死水灾事故，采掘工作面死亡人数为30人。从中可以看出，采掘工作面是危险区域，因此，需要加大投入科技含量，用自动化生产替代人工操作生产。当前，该区域使用人员巡视工作模式，人工管理安全故事发生模式，在实际发展中已经得到验证，它只能提高人员死亡数，只能提高安全事故系数。因此，需要借助记忆割煤和回采巷道遥控技术，对不能识别的岩石类型，进行远距离控制作业，适当的引入采煤机、液压支架等等设备，使得技术生产和设备运行相互统一，这样提高了工作效率，也提高了安全系数。这些技术需要包含以下几个功能，主要有报警联动、生产调度、逃生声光提示、紧急呼救、位置监测、避险指引等等功能。另外，还需要提高视频、语音短信等通讯功能，使得这些功能具备固定通讯和移动通讯功能。

二、煤矿井下人员精确定位技术

煤矿事故最多发生地是在井下，这些井下人员的生命安全需要得到保障，因此需要将定位系统安装在煤矿井下。该系统及时的收集信息，技术发现安全隐患，帮助技术人员调整施工方案。如果煤矿井下发生了安全事故，该定位系统也将于最快的速度定位出被埋人员，提高了搜救工作效率，争取救援时间。传统的GPs信号不能被覆盖到井下，很多的巷道都是信号盲区。随着科技不断发展，GPs信号技术已经渐渐地退出历史舞台，目前主要使用的是RFID监测系统以及柔和了漏泄电缆技术，帮助人员准确的的定位出井下人员位置。

三、煤矿重大灾害预警技术

预警在实际工作中起到重要作用，它是保障煤矿安全的重要方式。当前主要的煤矿安全监控系统有：断电功能监测、瓦斯报警监测、分支的监测系统为火灾监测、冲击地压监测等等。这些是矿石安全性的影响因素，如果施工中这些因素得不到处理，不能及时的进行预警，那么安全隐患就此埋入矿石生产中。当前，这些设备和预警体系还不完善，在实际施工中时常不能及时的将隐患显示出来，人员在矿井工作中生命安全得不到保障。因此，当前煤矿发展迫切的需要提高预警效率，尤其是重大煤矿的预警。一般而言预警效率和准确性要高，这样才能保障实际的施工安全性。技术人员要时刻研究火灾、冲击地压、瓦斯等等预警技术，还需要研究3D GIS安全监控系统、瓦斯压力、瓦斯地质瓦斯浓度等等，这些内容要进行深入研究，才会找出精准的应对方案和方法。适当的引入自燃预警系统，该系统主要针对氧气浓度、矿井温度、有毒气体浓度等等，进行有效的收集。基于多元信息系统在其中发挥出重要作用。更好的研究了煤岩特性以及煤岩声发射，提高煤矿生产效率。

四、煤矿监控与通信技术的现状

煤矿标准、安全监控技术对电气的防爆作用最明显，它主要应对传输距离远、电气防爆、电压波动大的设备而言，安全监控技术在这些施工漏洞中能够准确的找出隐患存在。煤矿开采是个复杂的工程，它具有诸多的特点，最明显的特点是工作环境差、设备故障性强、中继器不能正常施工等等，该技术对这些特点提出了安全防爆方法，该方法基于现场总线CAN安全本质的基础上提出，更好的监控了煤矿环境，监控数据在系统中也得到处理。煤矿技术对施工要求比较高，需要融入试验方法、断电处理方法、电源连接方法等等，技术才会发挥出巨大的功效作用。井下人员位置监控技术主要针对井下信号盲区，井下有很多地区的信号不能普及、电气防爆水平低。因此，需要提高监控水平，针对这些具体的区位做出准确判断。井下人员具体位置的判断方法为：分站和识别卡之间的位置不能小于无线传输距离10m，识别卡的速度不得小于5—n/s，而且数量也不能超过80个，这是最基本的需求，系统漏读率最大速度不能超过10百分点。识别卡最大的数量最好满足8000个。

五、监控系统技术

井下人员位置监控系统装备需要满足几个要求：采掘工作面出口、人员输入口、信号盲区等位置设置相关的分站。尤其是在巷道分支部位，更应该设置起高精准的监控设备，对这些位置进行详细的监控，及时发现问题并且提出问题。提高矿井工作安全性，基于RFID煤矿井技术会根据不同的分站信号，判别进出的人员和设备。在煤矿开采准则要求下，努力研制出高精准的位置定位系统。人员生命安全得到了保障，生产效率因为你设备水平提高也不断提高生产水平。监控系统能够进行控制超定员生产，很多矿石企业出现安全事故很大一部分是因为超限额的生产，企业看到了当前利益，忽视了未来可持续发展重要性。因此，企业要不断的提高超定员生产控制，将安全隐患源头扼杀，防止工作人员进入危险区，防止出现安全危险事故。做好事故应急准备，及时的发现问题，将隐患排除掉。领导要起到作用，分配好每个员工具体的工作位置，每个人要做到持证上岗，在岗位中发挥出应有的价值。每个员工的自身技能水平不尽相同，领导人员要根据实际的施工情况，做到因材施工，每个人都在特定的工作岗位上发挥出作用。领导做好井下工作人员考勤情况，发挥出领导作用。随着社会不断发展，形式多样的技术已经被投入生产中，例如：远程监测技术，该技术是在煤矿生产标准下，进行监控煤炭生产。提出远程监控协议，每个小时根据具体的传输效率，将数据整理成格式化的文件。该环节要注意监测结果和监测过程，每段数据演化的结果不尽相同，要用不同的格式进行记录，方便数据查找。监控和显示是一对关系，显示要将监控收集到的资料进行优化处理，得出最初的监测结果。显示的功能比较强大，它同超产监测也息息相关，不仅和对监测达成一致性关系，还跟超产监测也紧密联系。显示工作将最终的结果融入生产中，让技术人员及时分析数据，做出应对措施。

六、3D GIS信息管理系统

煤矿在实际工作中产生大量的数据，例如：设计数据、经营管理技术、建井施工技术等等，在管理中会产生诸多数据，这些数据属性，属性类型需要得到保障和处理。每个类型数据它的作用不尽相同，要将这些数据归类好。煤矿管理和安全经营对围岩、煤层、地质构造、顶底板等基本信息要进行三维处理，处理过程需要结合3D GIS信息管理系统，这样呈现出了具体数据才具有科学性。

七、结束语

为了提高煤矿生产效率，为了减少安全事故出现，需要得到运输系统、排水系统、供电系统支持，才可以提高生产效率和生产水平。压风机房、带式输送机、水泵房这些设备要实现自动化管理，方可提高工作效率和工作质量，也才能确保安全生产。工作面实现了无人巡视，却可以正常运行，记忆割煤技术以及回采巷道遥控技术也得到提高。

参考文献

[1] 李立强.基于KJ95型煤矿安全生产监控系统的应用研究[J].科技与企业，2013年2期

[2] 赵全海，胡晶.通过市场机制构建煤矿安全生产防范运作体系[J].山西广播电视大学学报，2013年1期

[3] 刘文科.浅论煤矿机电技术管理与煤矿安全生产[J].中国科技博览，2013年8期

矿山通信与监控 第4篇

随着国家能源的市场化运作, 矿产资源开发和利用问题在我国能源体系越来越占有重要地位, 如何运用高科技的手段顺应国家信息化发展的要求, 在实现“信息化带动工业化”基础上提高矿业的安全生产水平, 是对数字矿山矿用通信融合系统的应用性实践, 是分期建设和改造实现建设“数字化矿山”的前提。

1 矿山信息化现状及发展需求分析

我国矿山企业的应用推广技术在“九五”、“十五”期间进行较大投入, 取得了明显的收效, 信息化工程以信息流作为主要特征在煤炭生产作业中应用普遍。信息化技术的发展有效提升了行业生产效率和管理水平, 同时矿山监控及集成化发展水平也迅速提高。但也存在一系列如企业信息化投入和应用不均衡、资源浪费、现有软件开发不足、人员知识有限等问题。面对我国矿山信息化现状进行需求分析, 就是要通过因地制宜地采用传统数据通信方式并结合业内成熟、先进的技术来实现IP化、双向化、交互式、宽带化的方式, 既要充分考虑到未来多业务和多类型终端的兼容性、长远性, 又要搭建一个可依托的可靠稳定的网络平台, 具备合理的网络架构设备及应用备份策略。未来我国矿山信息化需求分析可以从以下三个方面入手:

(1) 建设完备的井下工业以太网数据传输平台。借助其组成的骨干传输网实现语音调度, 视频监控, 搭建井下皮带运输、排水供电、机车运输、选煤系统、人员管理等方面的地面远程集中控制及数据交互的自动化基础平台。

(2) 建设井下与井上通信联络保障系统。其中包括四大应用子系统:矿井通信联络系统、应急调度救援指挥系统、井下广播系统、井下视频监控系统。其重点是要发挥生产调度员的指挥作用, 保证井下井上的通信畅通无阻, 使无线手机与有线调度电话、行政电话互联互通, 且能够具备完善的监听、录音功能, 在事故处理时提供准确的第一手资料;能利用现今最先进的通讯技术与数字化矿井的其他系统实现联动, 如矿用摄像仪。调度员对井下画面可在调度指挥的同时进行监控, 发挥数字化矿井所有系统的最大性能。

(3) 建设井下人员定位系统。实时定位监管系统需要结合Wi-Fi、RFID、无线传感器网络等技术, 面向一线煤矿安全生产需求, 实现基于电子地图的煤矿井下人员实时定位和监管。该系统是在矿山原有网络基础上快速部署安装的, 为煤矿企业提供一套完备的资产、人员追踪定位解决方案。主要功能包括巷道电子地图浏览、区域人数分析、基站区域人员报表、人员监测管理、人员定位、人员实时轨迹监控、人员历史轨迹回放等, 能够为矿业安全生产提供及时有效的井下人员定位、监控及逃生路径分析等功能, 有效提高安全生产能力。

2 矿山矿用信息系统设计原则及其特点

2.1 矿山矿用系统设计原则

矿山矿用信息系统的设计首先要考虑到系统的兼容性及灵活性, 在不改变原有设备的情况下能方便地升级、扩容, 确保系统的科学合理和先进性, 实现与人员定位、无线通讯、办公电话等系统的对接, 实现全网无缝升级、统一调度, 保护企业原有投资。

网络资源要具备完备的无线网络拓展能力, 成熟的PHS、Wi-Fi、TD-SCDMA无线接入能力, 解决企业后顾之忧。具有先进的无线管理能力和灾备冗余能力, 例如管理人员可通过无线定位系统随时确认井下人员位置, 通过语音和短信进行无线调度和召开会议, 保证了即时的通信与管理能力。全网无线用户可在各基站下实现多点漫游、无缝切换, 同时系统可对各用户进行网络级调度、漫游调度并支持全局录音。系统硬件采用模块化设计, 使用先进可靠的设计制造技术, 在系统结构形式和控制方式上确保系统的可靠性。

2.2 矿用融合通信系统特点

矿用融合通信系统与传统调度系统相比, 可以更加方便企业管理和全面建设数字化煤矿, 其特点可以归纳为以下几个方面。

(1) 部署灵活:在有网络的地方, 就能部署调度, 突破地域限制, 可以真正做到集中式管理, 分布式组网。调度终端的部署完全脱离地域的概念, 只要能够连入一个IP网络, 用户线既可以集中式部署, 也可以分布式部署, 方便灵活。

(2) 一体化调度:支持有线、无线用户同时接入, 无线终端实现与有线终端一样的所有调度功能。

(3) 多终端接入:支持井下有线调度电话、井下无线手机、井下广播、行政电话等多终端接入。

(4) 广播业务丰富:支持多种广播方式、双向通话功能、预置语音自动播放功能, 支持远程控制及高品质语音, 支持DVD、MP3等多制式的音源文件, 在保证安全性和可靠性基础上支持良好的开放性和可扩展性。

(5) 信号覆盖强:无线通信井下信号覆盖水平在全行业处于绝对领先水平。使用定向天线即可在平直巷道实现500米以上的无线信号覆盖。

(7) 多网互通:不但实现内部的通信, 还可以通过核心平台与多种传统语音通信网络互联, 实现与PSTN固话、GSM/3G手机、PBX通信专网、NGN通信平台等传统通信网络互联。使矿用融合通信系统能够将非系统内部的人员快速接入到系统中, 实现统一的调度指挥, 满足多部门协同工作的需要。

(8) 音视频联动调度:可以将数字摄像机或模拟摄像机与固话终端、手机终端进行绑定, 结合人员定位系统, 实现平台在与终端通话时, 绑定的摄像机自动对该终端所在现场进行监控、抓图、录像等联动, 并将监控画面在指挥中心大屏智能显示, 实现音视频一体化指挥调度功能。

(9) 全网录音:调度机为IP系统, 内置录音资源, 无需专门录音台, 通过录音软件可对本网所有有线电话、无线手机进行全程录音。

(10) 安全性和可靠性:提供终端设备的安全性以及用户通话的安全性, 并且使用多种技术手段保证通话质量。

(11) 简便性和兼容性:井下分站重量轻, 安装方便, 在巷道内任何方向只需要一芯光缆, 方便维护。井下布放光缆少, 不需要井下交换机和基站控制器、中继器等设备, 节约建设成本的同时也减少了维护工作量, 保证了系统的高可靠性。能够支持TD-SCDMA、Wi-Fi、PHS等无线通信制式。支持并调度有线系统、广播系统互联互通, 实现全网的有线、无线调度功能, 为现场调度指挥提供可靠保障。

(12) 图形化设计:调度控制台完全图形化, 提高了大规模部署的指挥效率和人性化管理, 更加直观、简单易操作。

(13) 高兼容性和可扩展性:可以和传统电话系统和调度系统对接融合, 实现统一调度和联合通信;提供开发的API接口, 可满足用户不同业务的定制需求。

(14) 系统稳定:中心调度平台可以进行双机方式实现热备份, 通过放置在不同的地点的机器实现异地交叉备份, 为系统安全、稳定的运行提供保障, 调度终端可以提供双注册的方式进行注册, 在注册到中心IP调度机的同时, 可以根据需要注册到本地的调度机或者IP-PBX, 在线路级别最大程度上保证井上和井下的通信畅通。

3 数字矿山矿用融合通信系统应用方案分析

3.1 方案设计

一个现代化的矿井, 其通信系统必须做到行政、调度通信相互补充, 有线、无线通信手段相配套, 以应急通信作保证, 这样才有较大的发展空间。只有这样, 通信网才既能保证煤炭生产、安全、经营和人们生活的需要, 又能实现在紧急情况下的通信保障, 进而为向下一代网络的演进打下基础。

所以对煤矿井下通讯系统应做出长远规划, 根据自身的能力和现实状况, 逐步实施和升级。矿山矿用融合通信系统的方案设计首先要考虑选择技术先进, 有弹性发展潜力的融合系统方案, 这样可以兼顾煤炭行业经济承受能力, 且具有实用性。系统在设计时应基于NGN技术的IP多媒体矿用多媒体调度平台, 由语音交换与调度一体化的多媒体调度单元、触摸屏式多媒体调度台、广播主机、地面基站、矿用本安型广播音箱、矿用本安型无线基站、人员定位分站、矿用本安型手机共同构成矿上多媒体调度平台, 如图1所示。

其中调度和通信功能是应急指挥调度通信系统是保障井上井下信息沟通畅通、保证指挥命令下达的关键系统, 可实现呼叫、转接、监听、强挂、强拆、强插、代答、录音等功能。

3.2 矿用融合通信系统方案的功能实现

(1) 丰富的业务功能:该系统除支持基本的语音、视频、传真业务外, 支持多种功能, 按现有配置, 常用功能如表1所示。

其中调度业务功能包括分级调度、虚拟调度、用户状态全网通知、漫游、短信等功能。

(2) 多网融合及多制式的无线接入功能:可以利用多种中继的方式, 可以与PSTN或者NGN进行对接, 实现内外网互联互通, 可与原有的PBX的语音系统进行融合, 不仅实现内网的任意互通, 也可以在不改变原有语音系统的基础实现内外网互联互通, 实现有线和无线办公一体化的服务模式, 也可以实现专网的有线无线一体化的调度功能, 体现调度功能的多样化趋势。

(3) 组网策略与管理模式多样化功能:系统可采用集中式/分布式组网模式, 核心设备采用级联的方式组成整个系统的核心网络, 终端设备与接入网关设备不仅可以通过IP专网的方式接入核心设备, 而且可以通过VPN的方式接入核心设备, 所有的核心设备、接入网关以及IP终端都支持远程和本地维护模式。系统采用了集中式和分布式的管理模式, 它具有NMS1000统一的大网管进行全网设备管理和维护, 同时也可以实施分级网管的模式, 便于有效快速地管理所有的设备。

(4) 提供定制化的开发接口和服务功能:系统提供可定制的二次开发接口, 便于系统后期根据用户需求进行灵活开发新的业务功能, 以及和第三方业务平台集成, 能够根据客户的需求提供高品质的开发支持。

(5) 系统可靠性功能:设备可靠性保障要求核心交换的所有重要单板都具备备份功能, 核心设备按照电信级标准进行设计, 关键部件冗余备份, 包括核心主控单元、电源单元等, 同时所有单板均采用电信级别的器件。网络可靠性保障, 包括网络级 (异地容灾) , 单板备份并不能防止设备被外力损毁故障, 或者设备掉电等故障。这些都将导致设备下面所有用户中断业务, 能夠在最短时间内恢复通信。

4 结束语

本文通过分析我国矿山发展需求, 结合数字矿山矿用与通信系统融合应用特点, 试论搭建一种基于开放式IP架构的矿井通信联络系统的重要性, 提出建设以工业以太环网为承载, 应急救援指挥调度通信系统、井下广播、井下人员定位、井下视频监控的实际性整体解决方案, 展望未来数字矿山矿用融合通信系统的研究与应用发展, 提出数字矿山矿用融合通信系统研究对我国工业信息化与能源发展的重要意义。

摘要：通过结合我国矿山发展需求, 根据国家十一五规划“把推进国民经济和社会信息化放在优先位置”、“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化”的战略方针, 通过利用现代信息技术, 实现矿山矿用的数字化融合技术及可持续安全发展, 是对我国矿山数字化和信息化发展建设实现资源开发与环境保护和谐统一的重要保障, 对我国能源与工业信息化的发展及应用有着重要理论及实践意义。

关键词：数字化,矿山矿用,通信,应用

参考文献

[1]吴立新, 古徳生.数字矿山技术[M].中南大学出版社, 2009:43-45.

[2]陈建红, 古德生, 周智勇.矿山数字化技术现状与发展方向[Z/OL].中南大学资源与安全工程学院, 中国科技论文在线网.

[3]李一帆.数字矿山技术与应用[M].郑州大学出版社, 2012:15-17.

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[5]李学峰.矿山企业数据仓库技术的应用研究[D].昆明:昆明理工大学博士论文, 2005.

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[8]张红.实施ERP应当注意的几个问题[J].中国煤炭, 2003, 29 (3) :41-50.

多媒体在矿山监测监控系统中应用 第5篇

中国矿业大学机电工程学院 罗雪

【摘要】本文章主要介绍多媒体在矿山监测监控系统中应用。主题词 多媒体

矿山

监测

监控

The use of multimedia in the mine monitoring &supervision [Abstract]The paper briefly introduce The use of multimedia in the mine monitoring &supervision。

Key words multimedia mine monitoring supervision 1 引言

众所周知，安全是煤矿山产中的头等大事；高效是一切生产活动所追求的重要目标。及时准确无误的监测监控井下井上生产环境和设备工况，工人的安全，所在位置，生产情况，确保安全实现自动化管理是煤矿检测系统必备的条件。基于这种要求，采用多媒体进行监控监测日益普及，今天就来谈谈多媒体在矿山监测监控系统中应用。正文

一般所说的多媒体技术是指,即将文本、图形、图像、音频、视频、动画等单媒体通过计算机进行综合处理后形成复合信息传播媒体。对于矿山矿井的特殊环境来说，对多媒体的技术要求相对来说比一般的要高。具体要求如下： 1）实用性和经济性，如防弧，防湿度过大，由于矿井深度带来的信号减弱，信号不稳定等。矿山监测监控对多媒体的要求； 多媒体系统应始终坚持面向应用，坚持使用经济原则。

2）先进性和成熟性 应采用先进的技术方法，又要注意结构设备的相对成熟，抑郁应用到实际操作中，可操作性要强

3）开放性和标准性 为了满足形同选不用的多媒体设备同时协调运行，在长期的使用中可方面便维新更好换，遵循统一的国际标准，设备来源更加丰富。4）可靠性和稳定性 必须保证实时的不间断的监测监控活动的进行，必须拥有较高的的稳定性和可靠性，以取得最佳的使用效果。5）可操作性要强 易于普通工人的监测报告 多媒体的应用可分为四个部分组成；

采集端：负责所需金控监测对象的数据的采集。如使用GPS定位矿井下工作人员所处的工作面工作位置，湿度传感器采集矿井中湿度的数量值，瓦斯传感器监测井道中瓦斯的含量，氧气的含量，传输段：将采集的数据通过一定的形式传送到下一阶段。比如将瓦斯传感器采集的数据传输到计算机系统中。

中继处理段：如果传输段的距离太远，此时信号已经十分微弱，此时可使用中继处理段来接受数据，放大后传送给下一个端口。比如无线视频的传送距离是很有限的，为了加大传输的距离，因此，家中继段很有必要。

接收端处理段：接受传送段和中继段传送的数据，并进行处理，如输出此时瓦斯的浓度值，是否在安全得范围内。

矿山通信与监控 第6篇

关键词：WiFi,Zigbee,无线传感器网络,人员定位

1 研究的重要性和紧迫性

我国近年来煤矿的生产安全形势比较严峻, 由于矿井的巷道和井下作业人员的分布情况复杂, 灾变时难以确定井下人员的数量和位置, 给救援带来很大困难, 矿井下的通讯以及发生事故后的即时营救是难以实现的困难问题。现有的RFID射频读写系统 (包括SuperRFID) , 不能实现真正意义上的井下人员定位跟踪, 无法实时地报告井下人员的具体位置, 也无法实现井下实时语音通讯, 只能作为下井人员区域定位和考勤登记使用。为了满足煤矿井下安全生产的需要, 矿山井下无线跟踪与定位系统在正常情况下应能为煤矿管理人员提供人员实时监控、进出限制、考勤作业、实时通讯等多方面的信息。一旦发生安全事故, 通过监控系统应可以知道该被困人员的具体位置, 保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。根据邢台煤矿井下巷道距离较长, 工作面较为分散, 设计并安装井下定位与通信系统对于解决井下发生矿难时人员分散难以准确施救具有十分重要的意义。

2 主要研究内容

2.1 系统设计方案

矿山井下定位与通信系统拥有两个射频系统:WiFi部分和ZigBee部分。并具有通信分站和网络交换机的双重功能, 可以直接连接到主干环网上, 减少了基站控制器和中继器的需要, 整个系统简洁、可靠性高、便于安装和维护。其主要功能有2点:

1) 井下综合分站的WiFi部分实现网络交换和无线网桥功能, 构建无线骨干网、提供WiFi信号覆盖和环网接力, 负责在上位计算机和终端设备之间双向传递数据;

2) 井下综合分站的ZigBee部分实现远距离射频识别系统的识读器功能, 收集与读取矿工携带和安装在矿车上的标识卡位置信息、状态信息, 并将这些信息进行本地的压缩处理, 通过WLAN骨干网向上位计算机提交该数据。

2.2 系统组成

矿山井下无线跟踪与定位系统主要由网络平台、基站、上位计算机、终端设备和应用软件组成, 系统组成如图1所示。它们大体上分为3层, 即:

1) 地面网络交换层:主要为调度室交换机、语音网关、井口分站、地面分站;

2) 井下无线网络层:通过同时发射WiFi和Zigbee无线射频信号的井下综合分站实现井下定位信号和实时通讯信号的覆盖;

3) 终端设备:终端设备有本安型手机、本安型标识卡。

2.3 系统网络拓扑结构

网络采用环形加树形拓扑结构。井下无线网络层通过环网交换机构成主干环网, 各个井下综合基站彼此通过光纤并以接力的形式连接到井下工业以太环网实现井下的无缝隙覆盖。邢台矿井下基站拓扑结构如图1:

3 系统的硬件构成

综合分站的功能设计:

综合分站布置在各级巷道中, 由于这些节点内写入的坐标与实际环境的坐标一一对应, 因此, 这些基站在布置完成后就不轻易更换位置, 除了结点出现故障或者网络重新布置。固

定位标识卡的软件设计系统中采用CC2430作为ZigBee模块中的主控芯片, CC2430芯片是Chipcon公司生产的定在巷道中的综合分站具有主要两个功能:监测整个矿井井下人员的实时位置, 转发数据。由于这些结点处于矿井巷道, 因此, 采用矿用照明127V线路进行供电。矿井巷道综合分站作为无线传感器网络的传输转发结点, 担负着传输井下人员位置数据值。这些数据最终传送到汇聚结点, 然后再经过有线网络保存在整个系统的数据服务器内。每个工作层面的无线传感器局域网内的通信采用无线方式, 而无线网络之间则采用有线光纤局域网的形式进行通信。综合分站根据煤矿巷道的实际情况以及天线布置的要求, 综合分站安装在巷道侧壁上。

综合分站硬件主要由四部分组成:数据采集模块、微处理模块、无线通信模块、电源模块4个部分组成。作为一个完整的嵌入式检测系统, 要求设计的组成部分的性能必须是协调和高效的, 各个模块实现技术的选择需要根据实际的应用系统要求而进行权衡和舍取。数据采集模块负责监测区域内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个综合分站的操作, 存储和处理本身采集的数据以及其它节点发来的数据;无线通信模块负责与其它传感器节点进行无线通信, 交换控制消息和收发采集数据, 并通过WiFi信号提供语音通信功能;电源模块通过电压变换为综合分站提供运行所需的15V直流电。

4 定位标识卡的软件设计

本系统中采用CC2430作为ZigBee模块中的主控芯片, CC2430芯片是Chipcon公司生产的符合ZigBee技术的2.4 GHz射频系统芯片, 是现有的最完善的ZigBee协议的单片解决方案之一, 它延用了以往CC2420芯片的架构以及2.4GHz ISM波段应用对低成本, 低功耗的要求, 并在单个芯片上整合了ZigBee射频 (RF) 前端、内存和微控制器, 能够满足大多数低功耗ZigBee (IEEE 802.15.4) 无线传感器网络的应用需要。单片机是本安型标识卡终端监控模块的核心, 经过比较, 终端监控模块在设计上采用STC12C5410AD单片机作为主控单元, 它具有高抗静电性, 宽电压, 不怕电源抖动, 具有低耗能工作方式, 可较简便的实现掉电保护, 宽温度范围完全满足相对恶劣的井下工作的环境、湿度等要求。系统采用CC2420作为ZIGBEE射频发射单元, 主控模块与射频模块之间采用串口连接。

5 结论

1) 将无线传感器网络最新的研究成果运用到井下定位系统, 即以无线传感器网络的定位技术和通信技术现有的成果为指导, 结合井下定位的实际应用情况, 开发基于无线传感器网络的实时井下定位系统;

2) 对井下定位系统中手持综合个人装置的功能需求进行分析。根据煤矿井下人员定位系统的设计原则制定设计目标, 实现总体设计;

3) 设计出功能齐全且高性价比的硬件模块, 搭建井下人员跟踪定位系统综合个人装置的的硬件平台, 即基于ZigBee与WiFi两种无线通信技术相结合的井下人员定位与实时通讯平台, 实现井下人员精确定位以及矿井上下的实时通信。使煤矿调度室中心可以更有效率的监控工作现场并且及时的沟通与处理。

参考文献

[1]刘庆华, 周小燕.应用Zigbee技术构建井下人员跟踪定位系统.煤炭科技.机电与信息化.

[2]瞿雷.一种新的无线网络通信技术ZigBee.单片机与嵌入式系统应用, 2006 (1) .

[3]徐丽华, 王宜怀.一种ZigBee网络的设计与实现.微计算机信息, 2007, 23 (11-2) .

探秘车载网络通信与监控 第7篇

一、车载远程通信与故障诊断系统赢得用户的信任

当下, 车主们会发现, 各大网络论坛里都在议论一种神奇的工具智信通远程汽车体检系统。网友们将其说得神乎其神, 不用到专业的汽车修理店, 不用花很长的时间, 1分钟就能体检自己的爱车有无故障, 而且与专业的汽车修理店检测出来的故障结果居然一样。

在汽车驾驶中, 很多车主都遇到过这样的烦恼:爱车有什么故障不清楚, 车辆有点异常弄不清原因。如果真的有了远程汽车体检系统, 真是方便了许多。据了解, 汽车远程故障诊断系统是一个复杂的跨学科系统, 涉及计算机网络、通信技术、电子技术和汽车故障诊断技术等多方面领域。经过多年的自主研发, 国产车载远程通信与故障诊断系统终于横空出世。技术专家为我们揭开了一款智信通远程汽车体检系统的神秘面纱:通过安装在汽车上的远程汽车体检系统硬件, 全面体检车辆的各种电子单元, 并将体检数据传输到智信通服务器;智信通后台服务器在大容量处理数据的基础上, 将各种数据进行解析分类处理;解析后的车辆体检数据及无忧信息的服务会出现在车主手机的智信通软件端。同时, 这些数据会同时同步发送到智信通客服中心软件端及车主对应的各种服务机构和提供商, 从而对车主提供365天的即时在线服务, 让车主对爱车故障一目了然。

装有智信通远程汽车体检车载终端的车辆, 在每日车辆启动时对其各工作系统进行一次深入的出车检查, 并将检测结果记录在手机客户端软件里, 建立科学的“体检报告”。更重要的是, 智信通后台有强大的服务支持, 还能定时给车主发送提醒短信, 告知您是否需要保养, 故障是否需要及时维修。服务器的数据还同步发送给车主自己绑定的4S店的系统中, 车主的车还未到, 4S店已经知道什么故障了。而且, 这个装置拆装方便, 车主可以更换到其他车型上, 只需更改软件的车系即可 (车主买了一个智信通装置可以给好几辆车体检) 。在智信通的手机客户端里, 还整合了许多最新最实用的功能, 比如带有动态交通信息的导航系统、酒后代驾服务系统等。车载信息平台往往所需要显示的信息量极大, 但LCD显示尺寸及车内安装空间有限, 所以, 往往采用一屏多显或多屏显示技术将汽车仪表、车身状况、导航、多媒体和倒车后视等信息显示在LCD液晶屏上。

。;车载信息平台一般以液晶屏 (LCD) 作为显示终端, 所需的大量、复杂的信息能够以图形方式, 灵活、准确地显示在LCD屏幕上。LCD的横截面很像是很多层三明治叠在一起, 最外一层是透明的玻璃基体, 玻璃基体中间就是薄膜液晶体。颜色过滤器和液晶层可以显示出红、蓝、绿3种最基本的颜色。通常, LCD后面都有照明灯以显示画面。一般只要电流不变动, 液晶都在非结晶状态, 允许任何光线通过。液晶层受到电压变化的影响后, 液晶只允许一定数量的光线通过, 光线的反射角度按照液晶控制。当液晶的供应电压变动时, 液晶就会产生变形, 因而光线的折射角度就会不同, 从而产生色彩的变化。与CRT显示器相比, 其优势在于LCD显示器消耗电能较少, 不会产生CRT那样的电磁辐射, 不会产生CRT那样的闪烁现象;尺寸小、重量轻、可视面积大, 特别适合用在车载信息平台上。

现代电子控制技术已渗透到汽车的各个组成部分, 汽车的结构变得越来越复杂。互联网 (Internet) 随着全球信息化进程的推进得到了飞速的发展, 为汽车维修行业间的资源共享、信息交流提供了快捷和自由的途径, 也使建立一个基于车载信息平台的开放性的汽车远程故障诊断系统成为可能。因为汽车位置的不确定性, 不可能通过有线的方式连接到Internet上, 而GPRS作为一种比较成熟的无线数据传输技术, 恰好可以弥补上述缺点。通过车载信息平台上的GPRS模块, 就可以实现和Internet的无线连接, 从而为汽车的远程故障诊断系统提供了最基本的技术保证。

目前在汽车工业发达的国家, 车载信息平台和导航服务项目已经逐渐成为标准配置。与此同时, 汽车制造商正规划着信息服务的下一个发展阶段:使每辆汽车能够通过Internet与特约汽车维修厂进行数据通信。在不久的将来, 汽车制造商通过Internet或移动电话可以告知汽车驾驶员, 他所拥有汽车的下一次检测日期;当汽车“抛锚”时, 不管该车是处于什么地方, 他都能够获得在线快速服务, 并通过移动网络, 让特约汽车维修厂能够随时知道他的汽车的运行和技术状况。汽车专家将这类远程无线通信服务看作是该行业一个非常重要的、极具前途的经营业务;汽车制造商藉此进一步提高对车主的服务水平, 赢得更多用户的信任及潜在用户的兴趣和关注。

二、客运安全受重视, 车载监控产品最热门

随着公共交通客运事业的蓬勃发展, 营运人员在营运过程中的安全、管理越来越被重视。因此, 在公交车中安装一套移动监控系统显得十分必要。公交车安装车载产品的城市主要集中在我国经济发达地区, 如珠三角、长三角等。近期, 因为公共安全及行业管理规范需求等因素, 我国二三线城市在公交车上安装车载监控产品的需求也日渐水涨船高;再加上整套车载监控设备的技术越来越成熟、性价比越来越高, 使得大部分城市的公交车安装车载监控产品变为可能。在备受关注的春运期间, 客运安全不容忽视。除了保障行车安全外, 如何有效制止盗窃、抢劫等案件的发生也成了必须考虑的内容。2012年春运高峰期间, 除选择铁路交通外, 大部分短途旅客会选择长途客车。与往年不同的是, 2012年各地长途客运汽车被“强制”安装了车载监控系统, 保障乘客安全, 圆满完成平安春运的任务。随着智能交通建设不断推进, 随着安防意识的不断普及和市场需求的不断增多, 车载监控将会迎来第一次应用高峰。

车载监控系统由车载终端、监控中心、传输网络组成。车载硬盘录像机成为车载监控系统核心部分。车载硬盘录像机结合了数字视音频编解码、恶劣环境大容量数据硬盘存储、汽车电子、无线视频网传和GPS卫星定位等先进技术, 实现对客运行业、特种车辆行业以及其他相关领域的视音频监控。

车载监控录像机作为嵌入式硬盘录像机的一种, 采用标准H.264编码技术, 支持多路回放与远程监控功能。车载监控将视频监控、报警输出、音频监控、GPS卫星定位和防震技术等融为一体, 实现立体式移动监控。它是客运汽车的“黑匣子”, 记录行车过程中发生的一切事情。应对春运特别时期, 超载、疲劳驾驶和车内安全等问题成为车载监控首要执行的任务。

随着我国3G网络建设的不断发展, 无线监控成为未来车载监控市场发展的趋势之一。同时, 将单一监控升级为远距离无线监控, 也是平安春运的工作之一。无线传输还支持播放广告和娱乐节目, 缓解路途中的疲惫感。网络化发展带动高清监控普及, 车载监控摄像机也将实现高清化。有了高清监控, 智能分析技术如鱼得水。智能识别通过机器视觉分析技术, 进行预警或行为识别, 将犯罪控制在萌芽中。监控与智能分析技术相结合, 还能有效防止超载现象发生。一旦车载人数超过额定人数, 系统将会自动报警, 并反馈给指挥中心。

信息通信集中监控系统的研究与实现 第8篇

1.1 研究背景

国网眉山供电公司现信息通信机房现有的信息机房设备众多, 涉及的设备类型、设备厂商已覆盖现有市场的众多知名厂商。随着电力信息化建设不断进行, 信息机房中的设备类型、数量在不断的增加。同时为了有效的对这些设备进行管理, 各种信息设备管理、动环设备、监控系统也在投入业务运行, 包含众多的监控系统需要从这些信息设备采集实时运行数据。

现有的信息设备工况数据采集由各个系统独立采集, 暂未有统一的信息设备工况采集系统为各监控系统提供数据支撑。同时随着电力信息化建设的不断进行, 电网业务需求的扩展, 信息设备类型不断增加, 各监控业务系统需要获取的设备指标也在不停的变化, 一旦有采集设备、指标的变更, 都需要信息设备运行维护人员手工进行配置, 工作量大, 响应时间长。同时对各监控系统都需要对相同的设备、指标各自进行调整、开发, 工作效率低, 重复度高。

为改变这一现状, 降低重复性工作, 提高工作效率, 更好的保障各信息系统的稳定运行。

1.2 研究意义

眉山市电力公司承担着眉山市所有电力设备的建设、维修和维护工作, 而电力作为国民经济中的基础环节, 对企业和人民的生产生活都有着极为重要的意义。眉山市电力公司的众多日常业务都离不开信息网络的支持, 只有信息通信网络的核心机房的正常运行, 才能保证其信息网络的正常运行, 就是保证电力公司的日常业务的正常进行。

因此建立电力机房的信息通信集中监控系统, 对机房信息设备加强监控和管理, 实施机房联网监控系统, 提高机房设备运行的安全性和稳定性, 实现机房设备集中管理;实现信息采集和处理的及时化, 实现信息设备工况统一处理, 降低重复性工作, 提高工作效率, 更好的保障各信息系统的稳定运行。

2 研究方法和内容

2.1 研究内容

信息通信集中监控系统对眉山供电公司大型运营机房涉及到的动环数据、信息设备 (网络设备、服务器和存储设备) 运行状态数据进行采集, 建立工况共享数据库, 并通过接口完成工况数据的订阅和分发, 为其他应用系统提供工况数据。

1) 数据采集。

采集程序从信息设备、动力环境设备采集状态数据, 采集数据包括动环数据、服务器设备数据、网络设备数据、安全数据等工况状态信息。

(1) 动环数据:包括空调详细信息、UPS详细信息、机房温湿度信息。

(2) 服务器设备数据:服务器名称、服务器描述、操作系统类型、CPU利用率、内存利用率、网卡名称、网络接口IP地址、网络接口宽带、端口流入速度、端口流出速度。

(3) 网络设备数据:包括设备名称、设备描述、IP地址、操作系统类型、操作系统描述、生产厂家、CPU利用率、内存利用率、端口流入速度、端口流出速度、接口描述、接口管理状态、接口操作状态、接口宽带、接口物理地址、接口IP地址、接口掩码等。

(4) 安全数据:违规外联告警数、系统弱口令信息计数、补丁安装率、桌面终端注册率、终端防毒软件安装率、敏感信息检查执行率。

2) 数据存储。

构建工况数据共享数据库结构, 建设工况数据共享数据基础设施。

3) 工况数据订阅与分发。

系统实现对工况数据的订阅和分发, 要求具有工况数据消息接收发送、消息订阅、信息构造、消息生成、消息查询、消息过滤、监控等功能。

4) 数据接收展现。

应用平台通过状态接收系统与分发系统连接, 接收由状态分发系统推送状态数据。状态接收系统连接上状态分发系统后会收到状态推送系统主动推送的信息。状态接收系统接收到消息后将信息通过可视化平台进行展示。

2.2 系统逻辑架构

信息通信集中监控系统框架采用了JMS、XML、CORBA、JDBC、RMI、ORM Mapping等成熟可靠的JAVA技术为基础, 按照系统的功能划分模块和层次, 既符合信息设备工况采集接口业务的要求, 同时保证在软件功能方面是易实现、易维护、易扩充的。信息设备工况采集接口架构如图1所示。

系统采用基于J2EE的三 (多) 层体系结构来构建目标系统, 并针对业务的不同特点, 采用B/S三层结构构建系统。系统采用Struts2+Spring3+Mybatis完成系统的基础架构;所有JMS消息机制采用Active MQ5.9技术;所有第三方接口采用Restful风格的Web Service技术 (WINK) , 为客户端厂家提供丰富且便捷的调用API, 为客户端厂家实时准确的提供生产环境中各设备的详细数据, 保障所有数据的准确性和一致性。

信息通信集中监控系统从业务以及功能角度分为下面几个下级子系统。

1) 状态获取子系统和状态融合子系统。状态采集系统分别向主机设备、网络设备、动环系统、第三方应用发起数据采集指令并收集采集值, 存入状态采集数据库。状态融合系统通过将采集的数据进行抽取、整理、量算统计等方式, 对数据进行融合, 并分表存入状态融合数据库。

2) 状态订阅及分发子系统。订阅分发服务管理工具是一个客户端, 用以配置同一局域网下的发布服务器和订阅服务器。在B/S模式下, 客户端和服务器端通信采用HTTP协议, 以Web页面的方式对服务器进行配置。通过订阅分发服务器管理工具, 用户可以使用订阅消息的创建和管理、同步过程监控, 将发布者订阅的消息推送给订阅者。

3) 数据接收展现子系统。应用平台通过状态接收系统与分发系统连接, 接收由状态分发系统推送状态数据。状态接收系统连接上状态分发系统后会收到状态推送系统主动推送的信息。状态接收系统接收到消息后将信息通过可视化平台进行展示。

2.3 系统工作流程

1) 状态获取子系统负责获取并且归档状态信息。

2) 状态信息No SQL数据库用来归档状态信息, 同时保存监测设备以及监测指标信息。

3) Redis Key/Value数据库用来保存指标的最近一次的状态信息, 以便在状态分发时可以快速查询。因为需要判断最新状态, 所以状态信息里面需要包含采集时间。

4) 作业调度关系型数据库保存第三方厂商的状态订阅信息以及相关的定时作业, 还需要保存第三方厂商的设备或者指标的订阅信息。

5) 状态采集子系统API对外提供接口服务, 是指通过RESTful方式来进行如下管理功能。

1) 监测设备管理。

(2) 监测指标管理。

(3) 插件管理。

(4) 查询历史状态信息。

(5) 查询订阅状况。

6) 消息驱动方式:由状态采集来驱动状态订阅, 也就是说, 设备以及指标的定义由状态采集方决定, 采集方只能被动订阅。

7) 如果第三方机器系统瘫痪, 采用Active Message Store机制确保Message不会丢失。

8) 抓取确定以设备为粒度, 分发也以设备为粒度。

2.4 系统功能简介

2.4.1 状态获取子系统和状态融合子系统

机房动力环境监控系统数据采集通过自定义SOCKET协议采集数据, 使用两个进程间相互作用的主要客户/服务器 (Client/Server) 模式, 即客户向服务器发出服务请求, 服务器接收到请求后, 提供相应的服务获取数据。

通过SNMP、WMI、SYSLOG、IPMI、各种应用层协议 (ICMP、HTTP、FTP、TELNET、SMTP、POP3等) 及私有协议, 对网络专线 (DDN、VPN) 、网络设备、主机设备、存储设备详细运行数据的采集。

状态融合子系统通过将采集的数据进行抽取、整理、量算统计等方式, 对数据进行融合, 并分表存入状态融合数据库。

采集系统负责获取并且归档状态信息, 处理后采用ORACLE数据库用来归档状态信息, 同时保存监测设备以及监测指标信息。

采用缓存效率非常高的Redis Key/Value数据库用来保存指标的最近一次的状态信息, 以便在状态分发时可以快速查询。

消息驱动方式:由状态采集来驱动状态订阅, 也就是说, 设备以及指标的定义由状态采集方决定, 采集方只能被动订阅。如果第三方机器系统瘫痪, 采用消息队列持久化框架确保Message不会丢失。数据存储是以设备为粒度, 分发也以设备为粒度。

2.4.2 状态订阅及分发子系统

发布订阅系统所针对的用户群是第三方 (简称客户端) , 由于每个客户端可能订阅不同种类的消息, 所以该模块提供客户端的管理功能, 提供订阅方列表、订阅方新增、订阅方修改、订阅方删除、订阅设备指标查询列表、订阅设备指标、修改订阅设备指标、查询订阅设备指标历史状态情况等功能。实现对客户端的新增、删除、修改;并对客户端的接入做相关的安全认证, 防止非法的第三方接入。

消息发送模块可以根据实际情况对消息进行条件过滤。由于发布订阅系统所获取的数据来源各不相同, 因此需要根据需求确定消息发送的优先级别, 对时效高的消息优先发送。

数据订阅分发技术提供数据的交换和集成, 数据订阅分发服务是一种在网络环境下在不同资源之间实现信息动态交换的一种信息共享机制, 包括发送和接受订阅请求、自动获取变化的数据、分发用户订阅的内容、对本系统内的环境和数据进行自动维护并为整个网络提供分布式数据订阅分发服务。

通过数据订阅分发技术, 用户可以将一份数据从一个数据源发布到多台目的服务器上, 从而使不同的服务器用户都可以在权限许可的范围内共享这份数据。数据订阅分发技术可以确保分布在不同地点的数据库自动同步更新, 从而保证数据的一致性。

2.4.3 数据接收展示子系统

状态数据采用的是状态分发系统主动推送方式, 由状态分发系统主动向订阅方平台发送数据, 数据采用JSON格式进行传输。状态分发系统在采集数据库中获取数据, 再通过专网推送到应用平台。

应用平台接收由状态分发系统推送状态数据。状态接收系统连接上状态分发系统后会收到状态推送系统主动推送的信息, 应用平台对数据进行处理后分类存入数据库。

应用平台按数据按类别不同, 将数据通过可视化平台进行展示。

2.5 系统关键技术

1) 工况数据高度集成。采集信息设备的实时工况数据, 快速获取, 快速集中, 自动化的质量控制措施, 确保数据的正确性和有效性, 按照一定的规程和标准化处理实时工况数据。

2) 工况数据统一分发接口。通过研发标准接口, 为需要信息设备工况数据的第三方系统提供信息设备实时运行数据采集、设备指标订阅、分发等功能, 为系统监控提供统一的数据采集分发接口服务。

3) 工况数据定制方便、分发安全。用户或其他应用可通过客户端定制自己需要的工况数据的种类、发布时间和接收消息格式。基于消息中间件的工况数据分发稳定可靠。

4) 面向服务的体系结构 (SOA) 。面向服务的体系结构 (Service-Oriented Architecture, SOA) 作为一种架构和组织IT基础结构及业务功能的方法, 是为解决业务应用和IT资源相结合而产生的一种架构设计规则。它以组件设计为基础, 以面向服务为核心思想, 支持将业务转换为一组相互链接的服务或可重复业务任务, 可在需要时通过网络访问这些服务和任务。

本系统将SOA架构应用于系统体系结构设计中, 结合工作流技术, 提出了一种基于SOA架构的工作流监控模型。这种模型结合了面向服务架构和工作流技术的双重优点, 既实现了流程集成的功能需求, 又能充分利用现有资源、实现软件复用、统一接口规范、提高可维护性和可扩展性。

3 研究结论和取得的主要成效

3.1 研究结论

国网眉山供电公司建立的信息通信集中监控系统采用了基于JAVA和MQ的开放体系结构, 建立了信息设备工况数据共享数据库, 设计了工况采集的实时数据库, 建立了工况数据共享基础设施, 开发了信息设备工况采集接口系统软件。以订阅方按需订阅, 系统主动推送的方式, 减轻设备管理员的工作量, 减少安全隐患, 减轻被监控设备的负担。

3.2 主要成效

信息通信集中监控系统框架采用了J2EE、XML、HTTP、JDBC、O-M Mapping、O-R Mapping等成熟可靠的JAVA与WEB技术为基础, 按照设备工况采集接口系统的特点划分模块和层次, 既符合消息订阅分发业务的要求, 同时保证在软件功能方面是易实现、易维护、易扩充的。

信息通信集中监控系统通过对信息设备工况信息统一的状态采集、处理、订阅、广播和推送系统, 使其他第三方厂商的应用系统可以从本系统获取被监控设备的状态而不必直接从被监控设备获取状态, 实现状态信息重用, 减轻设备管理员的工作量, 减少安全隐患, 减轻被监控设备的负担。

信息通信集中监控系统在国网眉山供电公司信息通信中心的投入使用, 实现了信息设备及动环设备状态信息的采集、存储、订阅及分发, 提高了眉山供电公司信息通信部门的设备运维水平, 更加充分地保障电力核心业务的运行。

摘要：国网眉山供电公司现有的信息通信机房设备众多, 涉及的设备类型、设备厂商已覆盖现有市场的众多知名厂商, 随着电力信息化建设不断进行, 信息机房中的设备类型、数量在不断的增加。为了有效的对这些设备工况信息进行管理, 本文设计并实现了针对大型机房的信息通信集中监控系统, 实现了信息通信设备及动环设备的工况数据采集、集中数据管理, 通过对采集的设备工况信息的融合处理, 统一分发给各监控系统, 降低重复性工作, 提高工作效率, 更好的保障众多监控系统及各信息系统的稳定运行。

关键词：设备工况,信息设备,动环数据,集中监控

参考文献

[1]GB/T 21028—2007信息安全技术服务器安全技术要求[S].

[2]HJ 2507-2011环境标志产品技术要求网络服务器[S].

[3]IEC 60950-23-2005 IEC 60950-23, Ed.1.0:信息技术设备.安全.第23部分:大型数据存储设备[S].

[4]国家电网公司信息系统运维体系规范[S].