數(shù)據(jù)倉庫在煤礦企業(yè)的研究與設(shè)計

PAGEPAGE4數(shù)據(jù)倉庫在煤礦企業(yè)的研究與設(shè)計摘要這篇論文介紹了在煤礦企業(yè)建立數(shù)據(jù)倉庫的必要性和緊迫性，然后研究煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的特征和結(jié)構(gòu)。根據(jù)煤礦企業(yè)內(nèi)在的特征來創(chuàng)建其典型的問題，然后根據(jù)煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的系統(tǒng)需求來采納好的計劃，最后研究關(guān)于OLAP技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫中的應(yīng)用。關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)倉庫；OLAP；數(shù)據(jù)挖掘1、引言隨著信息技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展以及國家信息結(jié)構(gòu)的提高，煤礦企業(yè)的信息結(jié)構(gòu)已經(jīng)獲得了很大的發(fā)展。現(xiàn)在有許多關(guān)于煤礦企業(yè)的信息系統(tǒng)，包括監(jiān)視和控制系統(tǒng)、生產(chǎn)安排系統(tǒng)、材料管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)等。這些計算機信息管理系統(tǒng)是相對獨立的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是動態(tài)和多種多樣的。在絕大多數(shù)情況下，這些系統(tǒng)來自許多不同的“信息孤島”，同時有許多對于管理者來說是寶貴的且需要長期存儲的數(shù)據(jù)。怎樣為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和商業(yè)管理來有效的管理和使用這些數(shù)據(jù)，同時來提供決策支持是一個需要煤礦企業(yè)及時研究和解決的問題。數(shù)據(jù)倉庫是一個有效的、先進的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，它能為商業(yè)管理者融合來自不同系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)，同時提供許多不同類型的過程和分析。因此，建立為煤礦企業(yè)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫標(biāo)準(zhǔn)是必須和緊迫的。2、煤礦企業(yè)建立數(shù)據(jù)倉庫的必要性和緊迫性在煤礦企業(yè)建造數(shù)據(jù)倉庫為安全生產(chǎn)、企業(yè)管理提供決策支持來使用信息技術(shù)和計算機技術(shù)，目前需要解決以下幾個問題：(1)數(shù)據(jù)倉庫是煤礦企業(yè)解決“信息孤島”的一個有效方法。 通過建立數(shù)據(jù)倉庫形成了煤礦企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，它整合了來自許多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源一起為了關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，同時它有效的解決了煤礦企業(yè)不同企業(yè)孤立和相互獨立的數(shù)據(jù)，也實現(xiàn)了信息的共享。(2)數(shù)據(jù)倉庫是實現(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)化煤礦企業(yè)信息結(jié)構(gòu)的必要的方法。 數(shù)據(jù)的交換和整合是基于標(biāo)準(zhǔn)的編碼系統(tǒng)，綜合的數(shù)據(jù)分析和決策應(yīng)用是基于統(tǒng)一的索引系統(tǒng)。煤礦企業(yè)只有建立統(tǒng)一的編碼和索引標(biāo)準(zhǔn)才能使數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)集中和數(shù)據(jù)分析順利的執(zhí)行。通過在煤礦企業(yè)建立數(shù)據(jù)倉庫和確定標(biāo)準(zhǔn)的編碼系統(tǒng)，煤礦企業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化能夠得到提高和控制。(3)煤礦公司實現(xiàn)安全生產(chǎn)和商業(yè)管理的科學(xué)性和實時性的基礎(chǔ)就是建立數(shù)據(jù)倉庫?，F(xiàn)存數(shù)據(jù)分發(fā)給煤礦企業(yè)不同級別的不同部門不能獲得全面的、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，也不能滿足管理者的決策分析等。煤礦公司數(shù)據(jù)倉庫的建立可以實現(xiàn)一個企業(yè)級別的數(shù)據(jù)共享，因此管理者可以綜合的、及時的、準(zhǔn)確的掌握安全生產(chǎn)和商業(yè)管理的信息，同時能科學(xué)的、實時的現(xiàn)實它們。3、煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的特征和結(jié)構(gòu)A.煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的特征1990年提出數(shù)據(jù)倉庫的BillInmon寫到：“數(shù)據(jù)倉庫是一個面向問題的、集成的、隨時間變化的、永不散失的數(shù)據(jù)集合，用以支持管理層制定決策。”因此，煤礦公司的數(shù)據(jù)倉庫也同樣具有面向問題的、集成的、隨時間變化的和非易失的特點。（1）面向問題性：面向問題是數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)組織的一個基本原則。數(shù)據(jù)倉庫中的所有數(shù)據(jù)是有組織的，同時圍繞一個問題執(zhí)行。問題是分析對象在信息系統(tǒng)中通過圍繞一個在高級別的具體管理對象綜合和分類數(shù)據(jù)形成的。（2）集成性：集成性是根據(jù)需求的決策分析、分散在不同地方的源數(shù)據(jù)定義的，它是經(jīng)過提取、過濾、清潔、整合的。因此，數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)時集成的。（3）非易失性：數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)主要用于查詢處理，也不會頻繁的更新。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)時龐大的，這些數(shù)據(jù)一旦被裝載它就一般不再被系統(tǒng)移除。（4）隨時變化性：當(dāng)數(shù)據(jù)超時或者改變時，數(shù)據(jù)倉庫需要在信息系統(tǒng)中連續(xù)加載改變的數(shù)據(jù)。B.煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu)管理、分析等提供支持。B.煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫模型建立數(shù)據(jù)倉庫、星型架構(gòu)是通常被接受的。如果數(shù)據(jù)倉庫的邏輯模型通過星型架構(gòu)解釋，那么用戶可以更加簡單的理解。煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)倉庫模型采用的是星型架構(gòu)。在星型架構(gòu)中，每個維表都有一個主碼直接的鏈接星型架構(gòu)的集中事實表。維表包含記錄在事實表的特征。例如：安全管理事實表有時間、地點、事故類型、安全等級4維表。它的星型架構(gòu)模型顯示在表3。表3星型架構(gòu)模型5、數(shù)據(jù)倉庫在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用A、OLAP分析在煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫中的應(yīng)用OLAP是數(shù)據(jù)倉庫的一個用戶接口，它始于數(shù)據(jù)倉庫的綜合數(shù)據(jù)，然后根據(jù)已確定的多維數(shù)據(jù)表實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)聚集的詳細數(shù)據(jù)。動態(tài)多維分析可以用于多維數(shù)據(jù)立方體來實現(xiàn)數(shù)據(jù)來自宏觀到微觀的數(shù)據(jù)分析和對高級別綜合數(shù)據(jù)和底部明細數(shù)據(jù)的詢問，包括切片、切塊、向下鉆取數(shù)據(jù)、向上卷取數(shù)據(jù)、旋轉(zhuǎn)。另外，動態(tài)多維分析也可以改變分析觀點來管理不同維之間的比較以便提供決策支持[7~10]。例如：多維數(shù)據(jù)立方的安全管理根據(jù)時間、地點、事件類型和其他觀點來分析的，因此，煤礦企業(yè)的管理者有用來指導(dǎo)安全生產(chǎn)的關(guān)于安全的全面理解。B.數(shù)據(jù)挖掘在煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫中的應(yīng)用根據(jù)已確定的主體和決策人物使用煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為對象。由于使用煤礦領(lǐng)域的專業(yè)知識結(jié)合存在的決策模型，數(shù)據(jù)挖掘設(shè)計依賴挖掘模型。數(shù)據(jù)挖掘在方法庫中選擇合適的數(shù)據(jù)挖掘算法和分析、提取和挖掘來自煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫中隱藏的規(guī)則，同時提供決策支持以及預(yù)言和指導(dǎo)安全生產(chǎn)、操作、管理[11~13]。例如：為了評估煤礦企業(yè)的安全級別使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來指導(dǎo)安全生產(chǎn)。在煤礦企業(yè)的意外事故中，主要是天然氣和水滲入、挖掘壓力、灰塵、火災(zāi)。這5個因素正如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入節(jié)點、煤礦企業(yè)安全級別和輸出節(jié)點一樣通過樣本研究和培訓(xùn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以評估煤礦企業(yè)的安全級別。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯示在圖4中。圖4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6、結(jié)論煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫聯(lián)機分析過程包括各種系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)。煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫建立以后它將會變成為信息系統(tǒng)集成和信息發(fā)展奠定基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)會成為一個煤礦企業(yè)改善信息處理等級、安全生產(chǎn)和商業(yè)管理的重要工具。它會使管理者綜合的、實時的、準(zhǔn)確的認(rèn)識到科學(xué)的安全生產(chǎn)、商業(yè)管理和決策。感謝這個研究得到了Muchengjian煤礦企業(yè)和北京豪華能源公司的支持。作者感謝張瑞鑫教授的細心指導(dǎo)和其他學(xué)生的幫助和支持。參考文獻[1]W.H.Inmon.DataWarehouse.MachineryIndustryPress,Beijing2000.[2]LIXuefeng,ZHONGShuyu,DUANXixiang.“TheDiscussionofDataWarehouseDevelopmentinMineCorporation,”ChinaMining,vol.13,2004,pp.26-18.[3]CHENJingmin.DataWarehouseandDataMining.ElectronicIndustryPress,Beijing,2002.[4]WANGShan.DataWarehousingandOn-LineAnalyticalProcessing.SciencePress,Beijing,1999.[5]WANGWenming,SUNGuoran.“TheApplicationofDataWarehouseintheInformationManagementofMineEnterprises,”MetalMine,vol.13,1999,pp.36-38.[6]CAOChongying,CHENLuozi,XIAOFengetc.“ApplicationofDataWarehouseTechnologyforDecisionSupportSystem,”ApplicationsoftheComputerSystems,vol.1,2000,pp.10-13.[7]YUANChanghe,WUYongming.“TheResearchandDevelopmentofDecisionSupportSystemBasedonDataWarehouse,”ComputerEngineeringandApplications,vol.16,2001,pp.101-103.[8]XUZhiqiang,XIAYuming.“NumericalSimulationofCoalWaterMixturePipelineTransportAxialFlowField,”InternationalConferenceonComputerScienceandInformationTechnology,2008,pp.243-246.[9]XIAYuming,TIANJinyun,XUZhiqiang,WANGWeidong,"Computationalerroroflaminarflowpipelinetransportaxialflowfield,"2009InternationalConferenceonComputerScienceandInformationTechnology(ICCSIT2009),2009,pp.635-639.[10]SUNGang,ZHANGRuixin,LUOFen,"EvaluationMethodofCoalMineProductionSafetyBasedonBPNeuralNetwork,"2009InternationalConferenceonInformationTechnologyandComputerScience(ICITCS2009),2009,pp.514-517.[11]XIAYuming,WANGWeidong,XUZhiqiang,"Numericalcomputationoflaminarflowpipelinetransportaxialflowfield,"2009InternationalConferenceonInformationTechnologyandComputerScience(ICITCS2009),2009,pp.196-199.[12]XIAYuming,XUZhiqiang,“ElectromagneticFlowmeterMeasurementandNumericalComputationofLaminarFlowTransportPipelineFlowQuantity,”2009