WebGIS 监测信息管理网站运行平台的设计及应用

隋艳微

(中煤科工集团沈阳研究院，辽宁 抚顺 113122)

0 引言

随着我国煤矿工业现代化的发展，煤矿开采规模不断扩大，对矿井安全生产监控系统也提出了更新更高的要求，既要解决煤矿生产过程中的各类安全问题、生产自动化问题、各种隐患问题等［1］，同时又要了解各种与生产经营有关的集安全、生产、调度和管理为一体的网络系统，监控系统联网是对下属矿井的多类型监控系统运行状况进行监督、监察管理需求为基础，实现多级联网管理为目标，对井上、井下安全生产进行全面的了解，能够可靠、及时、准确的提供信息指挥生产［2］和防止灾害事故的发生。

另外，由于煤矿使用的监控系统的厂家不同，采用的通讯协议不同，要想把不同厂家监控系统的监测数据联成网，构成全公司(集团、煤管局)实时网络监测系统，其最主要的环节是将不同厂家的监控系统的监测数据、通讯协议依据国家《AQ 6201－2006 煤矿安全监控系统通用技术要求》和《煤矿安全生产信息系统技术标准》组织成统一数据格式。WebGIS 矿端代理服务器软件和WebGIS 局端数据采集服务器软件是专门为此开发的以互联网技术、计算机网络、软件开发等信息技术综合应用为手段，建立的新一代监控系统联网平台。

1 WebGIS 矿端代理服务器的设计及主要功能

WebGIS 矿端代理服务器(简称DataServer)是Web-GIS 矿井安全监测信息网络系统中的监测数据上传模块，运行于煤矿监控系统中心站服务器端，主要是面向煤矿监测人员而设计的。接收井下上传的监测数据，组织格式化后上传给矿务局(集团公司或县煤炭工业局)网络服务器主程序。采用了串口侦听、网络端口侦听、文件侦听、网络断线续传、网络状态智能诊断、断线自连、数据库动态生成技术。在软件的编写上采用了多线程并行技术，TCP/IP 网络协议保证了数据传输的正确性。程序运行［3］在Windows 98、Windows 2000 系列以及Windows 2003 Server 操作系统，数据存储在Sql Server 2005 数据库上。

软件采用了4 种方式从煤矿监控中心站获取数据，1)采用串口侦听，从监控中心计算机的串口上获取数据，代理服务器获取的监测数据和监控系统同步;2)采用网络端口侦听，由监控系统软件本身向外提供了网络端口，代理服务器按照一定的网络端口号和数据转换方式获取监测数据，代理服务器获取的监测数据和监控系统同步;3)采用文件侦听，向外提供了通用简单的文件接口方式，监控系统软件产家只需按一定的格式写两个文件，由代理服务器将这两个文件按一定格式解读送给网络数据采集服务器软件，代理服务器获取数据的速度比上两种稍有延迟;4)主要用于实时性要求不高、采用文件间隔传输监测数据，主要用于通讯条件比较差、实时性要求不高的用户。前3 种方式都能保证代理服务器获取数据的实时性。目前代理服务器软件主要完成将监控中心计算机的监测数据按一定格式实时或间隔传送给网络数据服务器，同时响应数据服务器的各种请求，软件的运行图如图1 所示。

图1 WebGIS 矿端代理服务器运行界面

程序具有如下主要功能:

1)向外提供了通用的软件接入接口;

2)采用3 种方式从不同监控系统获取监测数据;

3)采用变值变态向网络服务器进行数据传送，并且用户可定义数据传送规则;

4)具有自动识别网络连通情况，控制网上传输包的大小功能;

5)可与代理服务器互发通知消息;

6)具有自动校正本计算机时钟的功能。

2 WebGIS 局端数据采集服务器的设计及主要功能

WebGIS 局端数据采集服务器(简称DataGather)是WebGIS 矿井安全监测信息网络系统中的监测数据采集模块，运行于服务器端，主要是面向网络管理员而设计的。是基于Windows 平台的应用软件［4］，为各煤矿安全监控系统的监测信息互连提供完备、先进的解决方案，可根据用户的经济条件和具体要求灵活选择不同的网络构建模式—有线模式(PSTN/X.25/DDN/FDDI 等)、无线模式和有线、无线模式相结合的方式。采用WIN32 编程技术，为用户提供高效、稳定、快捷、准确的实时监测数据采集、传输和分析功能。可运行于Windows/2000/NT/XP 系列平台。系统采用通用的R232C 串口通讯技术、先进的TCP/IP 套接字网络通讯技术、多线程多任务并行技术、GDI 动画技术和数据库技术。是公司(集团、县煤炭工业局)主服务器程序，接收各矿代理服务器或监测、监控主机上传的监测数据、图样数据，为公司(集团、县煤炭工业局)网络终端提供数据、图样、专题图分析服务，采用了先进的动态库生成技术、网络状态智能诊断技术和断线自连技术，软件的运行如图2 所示。

程序具有如下主要功能:

1)实时动态显示代理服务器上传的监测数据;

2)动态存储代理服务器上传的监测数据和定义;

3)能够根据用户定义的数据解析的规则进行数据解析;

4)动态选择想要查看单矿的监测数据和查一点的监测数据;

5)统计每天单个煤矿的断线记录和断线时间;

6)具有和代理服务器互发通知消息的功能;

7)具有请求与其相联煤矿监测系统的定义数据的功能;

8)具有自动校正与其相联计算机时钟的功能;

9)具有全局或单个煤矿数据维护和整理功能。

图2 WebGIS 局端数据采集服务器运行界面

3 拓朴结构

煤矿监控系统联网WebGIS 监测信息管理网站拓朴结构图如图3 所示.

图3 WebGIS 监测信息管理网站拓朴结构图

4 平台的实现技术

服务器的选择对于程序的开发来说非常重要，可以说是程序按时完成、正确运行的保证。本系统采用的程序设计平台是Microsoft Visual C++6.0(以下简称VC)。

VC 的MFC 类库封装了网络通讯底层的API 函数，易于实现多线程的并发处理的网络通讯程序。

5 平台的应用情况

煤矿监控系统联网软件WebGIS 监测信息管理网站在黑龙江省、吉林省、湖南省、贵州省、内蒙古自治区、山西省等全国多个省市的煤管局、煤矿管理企业广泛应用;以黑龙江省鸡西市煤业集团有限责任公司为例，在2007 年，该公司将下属的新发、滴道、东海、平岗等16 个矿井都进行了联网，监控系统类型有:KJ333 矿井综合监控系统、KJF2000N 矿井安全生产综合监控系统、KJ4N 安全监测监控系统。

在每个煤矿的监控系统中心站服务器上都需要安装WebGIS 矿端代理服务器，在参数设置中根据本煤矿使用的监控系统类型和网络情况选择合适的传送方式和数据来源方式，如果监控系统类型不是KJ333 矿井综合监控系统、KJF2000N 矿井安全生产综合监控系统，是其他厂家研发的监控系统，需要选择定时传送监测数据文件，启动实时文件侦听监测，启动实时网络端口侦听监测。在局里安装有WebGIS 监测信息管理网站的服务器上安装WebGIS局端数据采集服务器，在程序运行界面设置进行联网煤矿的矿编号，且必须与WebGIS 矿端代理服务器中设置的矿编号相一致、IP 地址必须是运行有WebGIS 矿端代理服务器程序的IP 地址。

WebGIS 监测信息管理网站在鸡西市煤业集团有限责任公司已经运行4 年，系统运行至今，因其具有通信稳定、实用性强、扩展性好、专业集成性强、软件操作简单、维护方便等特点，受到了煤矿监测人员及公司领导的一致肯定。

6 结语

煤矿管理局、矿务局、煤业有限公司等煤矿管理部门应用WebGIS 局端数据采集服务器和WebGIS 矿端代理服务器作为煤矿监控系统联网的数据上传和数据采集为平台的WebGIS 监测信息管理网站，构建了煤矿的数字化远程监控系统管理网络，实现了矿井安全监控系统的集中联网，为形成集团公司统一的瓦斯实时监测、监督管理体系提供技术保障，有效的预防重大瓦斯事故的发生;集团公司各级领导、管理人员用浏览器随时、随地方便掌握各矿现场瓦斯等危险环境工况;可以使各级煤矿安全管理机构进一步明确责任，强化煤矿安全的多层监管制度。有助于提高现场管理人员的安全意识、重视程度，是实现煤矿安全生产的一种长效机制。

［1］张晶.WebGIS 实现技术研究［J］.系统仿真学报.

［2］张书亮，等.网络地理信息系统［M］.北京:科学出版社.

［3］高晓燕.基于INTERNET 地理信息系统WEBGIS 技术的研究与实现［D］.北京:北京工业大学.

［4］赵月斋.基于Web 的电力通信资源地理信息系统研究［D］.北京:华北电力大学(北京).