煤礦井下作業(yè)人員跟蹤定位管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案V1[1]0

1、煤礦井下作業(yè)人員定位跟蹤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 - 14 -煤礦井下作業(yè)人員跟蹤定位管理系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件部分）設(shè)計(jì)方案重慶安生威測(cè)控系統(tǒng)設(shè)備有限公司二零零七年五月請(qǐng)注意保密！第二章 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 概述根據(jù)煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)使用與管理規(guī)范和煤礦井下人員位置監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件的要求，本系統(tǒng)使用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、編程語(yǔ)言必須為當(dāng)前高可靠性、開(kāi)放性好、易于操作、易維護(hù)、安全成熟的主流產(chǎn)品，以確保系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定工作。同時(shí)考慮各煤礦生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況，我們采用大家都熟悉的Windows作為操作系統(tǒng)，用戶(hù)操作基于IE瀏覽器模式。2.2 總體方案2.2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，支

2、持單服務(wù)器、雙服務(wù)器熱備模式；對(duì)較大規(guī)模的煤礦后臺(tái)系統(tǒng)可以支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立，對(duì)較小規(guī)模的后臺(tái)系統(tǒng)也可采用單機(jī)集成數(shù)據(jù)庫(kù)模式，分別如圖1、圖2、圖3所示。圖1 單機(jī)人員定位管理系統(tǒng)圖2 雙機(jī)熱備人員定位管理系統(tǒng)圖3 獨(dú)立服務(wù)器雙機(jī)熱備人員定位管理系統(tǒng)2.2.2 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器在上面三個(gè)結(jié)構(gòu)圖中，帶背景部分為煤礦地面管理中心，在管理中心的計(jì)算機(jī)中安裝本系統(tǒng)軟件；這些系統(tǒng)軟件主要包括以下功能：Ø 礦區(qū)分布圖繪制與讀卡器位置安裝配置；Ø 礦區(qū)人員信息與分組及其權(quán)限管理配置；Ø 整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)范圍作業(yè)人員定位讀卡器的通信巡查；Ø 人員位置信息的綜合分析處理；Ø

3、; 人員出/入、滯留時(shí)間、報(bào)警、日志等各種信息的存盤(pán)處理；Ø 為IE瘦客戶(hù)端提供查詢(xún)服務(wù)；Ø 為外部或上級(jí)管理部門(mén)提供數(shù)據(jù)接口。當(dāng)然，在管理中心的每一個(gè)服務(wù)器上也與客戶(hù)終端一樣可通過(guò)IE瀏覽器進(jìn)行查詢(xún)，同時(shí)，在管理中心還可視情況配置大屏幕投影儀、電視墻等設(shè)。2.2.3 查詢(xún)客戶(hù)端其他筆記本、各辦公科室查詢(xún)終端僅通過(guò)IE瀏覽器即可對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控范圍人員分布圖信息及歷史統(tǒng)計(jì)報(bào)表信息進(jìn)行查詢(xún)。這樣讓客戶(hù)端真正瘦下來(lái)，只需要安裝操作系統(tǒng)和IE瀏覽器，IE瀏覽器會(huì)自動(dòng)下載和更新系統(tǒng)所需的相關(guān)控件，從而就可完成對(duì)礦區(qū)作業(yè)人員分布圖及其信息查詢(xún)、各種圖表查詢(xún)、報(bào)警信息查詢(xún)等。2.3 現(xiàn)場(chǎng)通

4、信網(wǎng)絡(luò)管理中心服務(wù)器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)與分布在井下各區(qū)域的讀卡器連接，定時(shí)巡檢各讀卡器區(qū)域的作業(yè)人員信息，圖4、圖5分別示意單機(jī)和雙機(jī)熱備的現(xiàn)場(chǎng)CAN通信網(wǎng)絡(luò)。圖4 單機(jī)現(xiàn)場(chǎng)CAN通信網(wǎng)絡(luò)圖5 雙機(jī)熱備現(xiàn)場(chǎng)CAN通信網(wǎng)絡(luò)在雙機(jī)熱備的系統(tǒng)中，互為熱備的兩臺(tái)管理服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步與心跳狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)確保只有主管理機(jī)可與各區(qū)域讀卡器進(jìn)行通信。讀卡器及井下作業(yè)佩帶的RFID卡的描述參見(jiàn)相關(guān)硬件系統(tǒng)描述。2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，它們包括系統(tǒng)配置信息、管理操作人員及其權(quán)限、作業(yè)人員信息、進(jìn)/出井下記錄、停滯記錄、報(bào)警記錄、日志記錄等。2.4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的選配在本系統(tǒng)中，

5、根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模可以有兩種數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行選配，它們是：Ø MSSQL Server2005：用于獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和較大規(guī)模的系統(tǒng)，需要為用戶(hù)花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)。Ø MSSQL MSDE：用于單機(jī)小型規(guī)模，免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。2.4.2 主要的數(shù)據(jù)庫(kù)表1. 科室與班組表：主要屬性有標(biāo)識(shí)號(hào)、名稱(chēng)、權(quán)限、職責(zé)概述等，其中權(quán)限主要有系統(tǒng)管理、人員管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、系統(tǒng)設(shè)置、報(bào)警設(shè)置、報(bào)警處理、區(qū)域權(quán)限等。系統(tǒng)有一個(gè)固定的特殊組就是“系統(tǒng)管理員組”，這個(gè)組具有所有系統(tǒng)權(quán)限。2. 操作管理人員表：主要屬性有標(biāo)識(shí)號(hào)、姓名、所屬科室班組等，每個(gè)人員最多可屬6個(gè)不同組，這樣他/她將具有所有所屬組的權(quán)限。3. 井下作業(yè)人

6、員表：主要屬性有RFID卡號(hào)、姓名、曾用名、身份證號(hào)、出生日期、性別、籍貫、相片、所屬班組、婚姻狀況、民族、政治面貌、職務(wù)、體重、身高、學(xué)歷、畢業(yè)學(xué)校、專(zhuān)業(yè)、工種、計(jì)算機(jī)能力、外語(yǔ)能力、聯(lián)系電話(huà)、住址等信息。4. 讀卡器表：主要屬性有讀卡器地址號(hào)、所屬區(qū)域、類(lèi)別等。5. 區(qū)域管理表：主要屬性有編號(hào)、名稱(chēng)、安全級(jí)別、人數(shù)限制、作業(yè)時(shí)間限制等。6. 機(jī)車(chē)等設(shè)備管理表：主要屬性有機(jī)車(chē)RFID卡號(hào)、名稱(chēng)、生產(chǎn)廠家、投運(yùn)日期、最近檢修日期等。7. 作業(yè)人員位置變更表：主要屬性有時(shí)刻、RFID卡號(hào)、讀卡器地址、停留時(shí)間（需讀卡器的統(tǒng)計(jì)支持）等，通過(guò)該表記錄可以統(tǒng)計(jì)作業(yè)人員的出/入井時(shí)間、每個(gè)位置的停留時(shí)間

7、等。8. 人員超限記錄表：主要屬性有時(shí)刻、讀卡器地址、超限人數(shù)等。9. 非法闖入記錄表：主要屬性有時(shí)刻、RFID卡號(hào)、闖入?yún)^(qū)域等。10. 超時(shí)停滯記錄表：主要屬性有時(shí)刻、RFID卡號(hào)、區(qū)域、超時(shí)時(shí)間等。11. 照片管理表：主要屬性有標(biāo)識(shí)、文件名稱(chēng)、更新時(shí)間、大小、文件內(nèi)容等。12. 2.5 系統(tǒng)擴(kuò)展系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，當(dāng)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)完成相應(yīng)功能后，客戶(hù)端即可自動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)，不必相互影響，因此系統(tǒng)具有極強(qiáng)的擴(kuò)展功能。同時(shí)系統(tǒng)預(yù)留與上級(jí)管理部門(mén)的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口，以備全局（省、國(guó)）聯(lián)網(wǎng)。第三章 界面功能設(shè)計(jì)3.1 概述圖形界面是用戶(hù)與系統(tǒng)交流的平臺(tái)，本著簡(jiǎn)單、方便、穩(wěn)定的原則，本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，其

8、人機(jī)界面的框架如圖6所示。圖6 系統(tǒng)界面示意圖3.2 人員監(jiān)測(cè)人員監(jiān)測(cè)是系統(tǒng)的核心內(nèi)容，本系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)井下作業(yè)人員的位置、區(qū)域滯留時(shí)間、人員總數(shù)等，而且能在分布圖上查看每個(gè)作業(yè)人員的行動(dòng)軌跡。3.2.1 動(dòng)態(tài)分布圖動(dòng)態(tài)分布圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)井下作業(yè)人員的位置，圖形可以通過(guò)菜單右鍵或工具按鈕無(wú)級(jí)放大、縮小，同時(shí)可以根據(jù)放大縮小的比例不同顯示不同的內(nèi)容，如人員姓名、實(shí)際拍攝的井下照片等，在繪制分布圖時(shí)可以設(shè)計(jì)哪些圖形元素在哪個(gè)比例下顯示，哪些元素在哪層或所有層顯示，這樣可以達(dá)到近似GIS的效果。在分布圖上還可表達(dá)和操作顯示以下信息：² 鼠標(biāo)移動(dòng)過(guò)程可動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前位置的人名，

9、通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊察看井下人員的詳細(xì)信息如入/出井時(shí)刻、當(dāng)前位置停滯時(shí)間等；² 系統(tǒng)用圖形方式自動(dòng)區(qū)分井下人員在監(jiān)測(cè)區(qū)和不在監(jiān)測(cè)區(qū)；² 圖形方式區(qū)分區(qū)域人員超限² 通過(guò)區(qū)域框選可以查看區(qū)域人數(shù)等統(tǒng)計(jì)信息；² 手動(dòng)通過(guò)選擇確定只顯示分布圖的指定層；² 實(shí)現(xiàn)畫(huà)面漫游² 實(shí)現(xiàn)總圖加局部放大3.2.2 歷史活動(dòng)軌跡通過(guò)選擇一個(gè)井下作業(yè)人員可以查詢(xún)其當(dāng)日或某日的作業(yè)行動(dòng)軌跡、每個(gè)區(qū)域的停滯時(shí)間等，并圖形化顯示在分布圖上。3.2.3 人員一覽表用戶(hù)一覽表可以全屏顯示所有井下作業(yè)人員的名字、班組等基本信息。3.3 統(tǒng)計(jì)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)查詢(xún)對(duì)歷史保存的各種信息進(jìn)行

10、分析、處理，用圖表等形式反映給查詢(xún)用戶(hù)，同時(shí)提供打印功能。3.3.1 考勤統(tǒng)計(jì)查詢(xún)可以按時(shí)間、按班組、按區(qū)域查詢(xún)作業(yè)人員的出/入井時(shí)刻，與作息時(shí)間比較形成考勤統(tǒng)計(jì)記錄表、考勤棒圖、出勤率曲線(xiàn)等?？记诎魣D：以個(gè)人為查詢(xún)對(duì)象，他/她在每月/每年的缺勤、遲到、早退累計(jì)時(shí)間。如果查詢(xún)一月，橫坐標(biāo)為最多31天；如果查詢(xún)一年，橫坐標(biāo)為最多12個(gè)月。出勤率曲線(xiàn)：以班組、全礦為單位，以日、月為橫坐標(biāo)，顯示一月、一年各班組或全礦的出勤率曲線(xiàn)。3.3.2 區(qū)域作業(yè)人數(shù)統(tǒng)計(jì)查詢(xún)按時(shí)間、班組等對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)，形成特定區(qū)域在某一時(shí)間段的作業(yè)人員分布曲線(xiàn)。3.3.3 人員下井次數(shù)與時(shí)間統(tǒng)計(jì)按班組或全礦在給定時(shí)間段

11、內(nèi)的下井次數(shù)與時(shí)間統(tǒng)計(jì)報(bào)表，如月報(bào)、年報(bào)等。3.3.4 進(jìn)入重點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間總計(jì)和超時(shí)統(tǒng)計(jì)按某重點(diǎn)區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入時(shí)間與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.5 進(jìn)入重點(diǎn)區(qū)域人數(shù)統(tǒng)計(jì)和超時(shí)總數(shù)統(tǒng)計(jì)按某重點(diǎn)區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入的人數(shù)與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.6 進(jìn)入限制區(qū)域的時(shí)間總計(jì)和超時(shí)統(tǒng)計(jì)按某限制區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入時(shí)間與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.7 進(jìn)入限制區(qū)域人數(shù)統(tǒng)計(jì)和超時(shí)總數(shù)按某限制區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入的人數(shù)與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.8 報(bào)警統(tǒng)計(jì)查詢(xún)對(duì)區(qū)域人數(shù)超限、超時(shí)、非法闖入等按給定時(shí)間端進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，形成報(bào)表或曲線(xiàn)、棒圖。3.4 報(bào)警查詢(xún)3.4.1區(qū)域人員超限報(bào)警查詢(xún)按人員、班組、給定時(shí)間段內(nèi)

12、、區(qū)域等條件對(duì)區(qū)域人員超限記錄信息進(jìn)行查詢(xún)，形成報(bào)表。3.4.2 非法闖入報(bào)警查詢(xún)按人員、班組、給定時(shí)間段內(nèi)、區(qū)域等條件對(duì)區(qū)域人員非法闖入記錄信息進(jìn)行查詢(xún)，形成報(bào)表。3.4.3 停滯超時(shí)報(bào)警查詢(xún)按人員、班組、給定時(shí)間段內(nèi)、區(qū)域等條件作業(yè)人員在區(qū)域停滯超時(shí)記錄信息進(jìn)行查詢(xún)，形成報(bào)表。3.5設(shè)備信息查詢(xún)?cè)O(shè)備信息查詢(xún)包含對(duì)系統(tǒng)中使用的設(shè)備及其屬性信息的查詢(xún)，以表格的方式顯示其各種信息，以便瀏覽、打印。3.5.1 讀卡器一覽讀卡器信息一覽表包括讀卡器的各種屬性，如地址、名稱(chēng)、區(qū)域名稱(chēng)、安全級(jí)別、類(lèi)別等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示其當(dāng)前的作業(yè)人員總數(shù)等狀態(tài)。3.5.2 機(jī)車(chē)設(shè)備一覽機(jī)車(chē)設(shè)備信息一覽表包括機(jī)車(chē)的各種

13、屬性，如卡號(hào)、名稱(chēng)、生產(chǎn)廠家、投運(yùn)日期等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示其當(dāng)前位置。3.6 人員管理3.6.1 科室與班組管理科室與班組管理包括添加、修改、刪除，系統(tǒng)默認(rèn)有一個(gè)“管理員組”，改組人員具有系統(tǒng)所有權(quán)限，并且不可刪除和修改。其他新添加的科室與班組可以對(duì)他們賦予各自相應(yīng)的權(quán)限，當(dāng)操作管理人員屬于該組時(shí)將具有該組的相應(yīng)權(quán)限。3.6.2 操作人員管理操作人員指使用操作本系統(tǒng)的各種工作人員，包括系統(tǒng)管理員、各科/處/局領(lǐng)導(dǎo)/主辦人員、管理中心操作員等。操作人員管理包括對(duì)這些人員的添加、刪除、修改。每個(gè)操作人員都必須首先登陸系統(tǒng)后，系統(tǒng)根據(jù)其權(quán)限開(kāi)放相應(yīng)的功能菜單，從而有效地防止非授權(quán)人員登陸系統(tǒng)，當(dāng)然操

14、作人員操作完畢后應(yīng)退出瀏覽器或注銷(xiāo)登錄，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉其操作，從而確保系統(tǒng)安全。3.6.3 密碼修改當(dāng)操作人員登陸系統(tǒng)后，都可修改自己的密碼，初始密碼由系統(tǒng)管理員添加用戶(hù)時(shí)設(shè)置。3.6.4 井下作業(yè)人員管理井下作業(yè)人員是本系統(tǒng)監(jiān)控的重點(diǎn)對(duì)象，人員管理可以對(duì)他們的信息新型添加、修改、刪除，具體內(nèi)容參見(jiàn)表結(jié)構(gòu)。3.6.5 權(quán)限管理系統(tǒng)定義各種權(quán)限，前面已有講述。3.7 系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置主要對(duì)一些系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)表進(jìn)行管理沒(méi)，從而讓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行在這些設(shè)置下具有更大的靈活性，在各自種復(fù)雜的礦區(qū)均可通過(guò)這些配置信息來(lái)適應(yīng)。3.7.1 井下區(qū)域管理每個(gè)煤礦的井下結(jié)構(gòu)都不相同，區(qū)域管理可以幫助操作人員更直

15、觀地明確區(qū)域的含義及位置。區(qū)域管理對(duì)井下區(qū)域的名稱(chēng)、安全級(jí)別等信息進(jìn)行添加、刪除、修改。3.7.2 讀卡器管理讀卡器是一種安裝在井下特定區(qū)域的一種設(shè)備，它必須與一個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)，它可以監(jiān)測(cè)出進(jìn)入該區(qū)域的人員RFID及其停留時(shí)間。讀卡器管理可以對(duì)讀卡器進(jìn)行添加、修改、刪除，包括其地址、名稱(chēng)修改，區(qū)域綁定等。3.7.3 機(jī)車(chē)設(shè)備管理機(jī)車(chē)是一種運(yùn)載工具，通過(guò)在機(jī)車(chē)上安裝RFID卡，也可以通過(guò)讀卡器監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)軌跡、位置等。機(jī)車(chē)設(shè)備管理可以對(duì)機(jī)車(chē)設(shè)備進(jìn)行添加、修改、刪除。3.7.4 報(bào)警設(shè)置報(bào)警設(shè)置主要對(duì)一些報(bào)警參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括：Ø 是否存盤(pán)Ø 產(chǎn)生的報(bào)警信息是否發(fā)送給所有的瘦客

16、戶(hù)端Ø 是否語(yǔ)音報(bào)警及語(yǔ)音遍數(shù)Ø 是否實(shí)時(shí)打印及打印端口3.7.5 通信設(shè)置通信設(shè)置項(xiàng)目只要包括：Ø CAN通信使用的端口Ø 波特率3.7.6 歷史存儲(chǔ)設(shè)置歷史存儲(chǔ)設(shè)置主要包括：Ø 歷史信息保存年限Ø 歷史信息最大允許的磁盤(pán)空間3.7.7 其他設(shè)置其他一些系統(tǒng)必要的參數(shù)設(shè)置。3.8 繪制礦區(qū)分布圖繪制礦區(qū)分布圖依賴(lài)于本系統(tǒng)提供的一個(gè)圖形繪制工具，它與系統(tǒng)管理服務(wù)起軟件一起安裝，并可在任意一臺(tái)管理中心服務(wù)器上運(yùn)行來(lái)繪制或修改礦區(qū)分布圖。礦區(qū)分布圖采用多層面技術(shù)，通過(guò)圖形縮放比例的大小在屏幕上顯示不同的內(nèi)容，從而達(dá)到近似GIS的效果。如圖7為繪圖工具繪制的井下分布圖。圖7 井下分布圖的繪制3.9 加密狗加密狗可以為系統(tǒng)提供很好的發(fā)布模式，其主要功能包括：Ø 確定