基于云计算技术的煤炭企业信息化管理平台研究

欧莹元

（毕节学院信息工程学院，贵州省毕节市，551700）

近年来，随着煤炭企业以及整个煤炭行业在信息方面的不断提高，企业相关的数据也在呈现爆炸式增长的态势，传统架构的信息化管理平台在面对如此大的数据量面前显得越来越力不从心，为了保证企业的正常运转，煤炭企业不得不花很大的精力和资金升级信息化平台的软硬件设施，这不但加重了煤炭企业的负担，而且也在一定程度上影响了企业的生产效率。云计算技术的出现则为上述问题的解决了提供了一种有效的方案。

云计算中心作为煤炭企业的一个超级计算存储系统，它可由多台普通服务器甚至台式机组成，企业可以在不影响平台正常运转的同时根据需要来动态的配置所需的计算和存储资源。云计算中心使得煤炭企业不必花很多的资金购买昂贵的大型服务器和存储设备，为企业在信息化建设方面节约了大量的资金，并且云计算中心可以在不影响正常计算存储能力的情况下，通过增加计算实体和存储实体来提升云计算中心的计算存储能力。

基于云计算技术的管理平台在可靠性也不是传统的信息化平台可比拟的，基于云计算技术的管理平台并不会因为某一台计算实体故障而影响整个平台的业务，从而保证了企业生产的稳定运转，这一点在工作环境复杂的煤炭行业显得尤为重要。

1 平台的建设思路及框架设计

基于对传统煤炭企业信息化管理系统和以云计算技术为中心的煤炭企业信息化管理平台的分析可以看出，后者在稳定性、扩展性和低成本上有着很大的优势，为此，设计了基于云计算技术的煤炭企业信息化管理平台，其功能架构示意图如图1所示。

图1 基于云计算技术的煤炭企业信息化管理平台功能架构示意图

从图1中可以看出，基于云计算技术的煤炭企业信息化管理平台分为用户层、应用层和与计算层3个层次。

（1）用户层。主要安装部署在用户的个人办公PC、笔记本、平板电脑或智能手机等便携移动设备上，用户通过该层登录系统，访问相关资源。

（2）应用层。主要安装部署在主用和备用中心应用服务器，该层提供了主用和备用服务器间的监测功能。正常情况用户层分别连接主用和备用中心应用服务器，并将请求信息分别发送到主用和备用中心服务器上。主用和备用中心服务器建立监测通信，定期向对方发送确认信息，通过确认信息的响应情况来确定对方是否还在正常运行，如果主用中心服务器无应答或者应答异常，则由备用中心服务器接管当前工作，同时通过系统邮件和短信向IT维护部门的相关负责人发送应急处理信息。如果备用中心服务器无应答或应答异常，则直接向IT 维护部门的相关负责人发送应急处理信息。

（3）云计算层。该层分为云计算管理和云存储管理，云计算管理负责处理计算类信息的请求，而云存储负责处理存储类信息的请求。

2 平台模块的设计

基于云计算技术的煤炭企业管理平台在划分了用户层、应用层和云计算层3层的基础上，划分了生产管理、选煤管理、物流配送、客户管理、调度计划中心、数据分析中心和云计算中心7 个子系统。

2.1 生产管理系统

生产管理系统是煤炭开采和运输的信息化系统，企业相关负责人员通过该系统实时掌握每个采区的生产状况，并基于当前的生产状况对生产计划做出相应的调整。该系统包括采区注册、设备管理、安全监控、煤仓管理和进度管理5个模块。

（1）采区注册。该模块负责采区的注册并将注册信息发送到云计算中心进行存储，注册信息包括采区编号、采区类型、采区位置以及采区的设计产能等相关信息，其中对于采区编号必须是唯一的，如不能提供，则系统会自动指派一个唯一编号给要注册的采区。采区类型主要分为井下采煤和露天采煤两种，露天采煤需要注册井田的水平分层情况，井下采煤则需要注册煤层情况以及落煤技术等相关信息。

（2）设备管理。该模块负责对采煤生产设备和辅助运输设备进行管理，企业相关负责人通过该模块注册设备信息，设备管理模块将注册信息发送到云计算中心进行存储，注册信息包括设备的类型、型号、生产日期、检修周期、检修负责人、功能简介、注意事项和所属采区等信息。该模块根据注册的相关信息向云计算中心发送计算下次检修日期的请求并接收来自云计算中心反馈的信息，在临近检修日期时，系统自动将检修的信息通过邮件和短信发送到相关设备检修人员的邮箱和移动终端设备。

（3）安全监控。该模块负责采集各监控设备实时发送的多媒体和文本监控数据。对于文本数据，该模块将分析请求和这些数据打包发送到云计算中心，然后接收云计算中心反馈的数据分析结果。如果分析结果显示异常，则向相关采区发送预警信息，并根据异常信息来确定是否需要出发警报；对于音频和视频等多媒体数据，则直接发送给云计算中心进行存储。

（4）煤仓管理。该模块管理与采区相关的煤仓，实时显示当前煤仓中原煤的类型、储量以及煤仓的状态。企业相关负责人通过该模块获取煤仓相关信息的同时也可通过该模块注册煤仓的相关信息，包括煤仓的设计储量、煤仓的位置、煤仓编号以及与煤仓相关联的采区编号等信息。

（5）进度管理。该模块负责接收来自调度计划中心发来的任务信息，实时显示采煤的进度，并根据当前的任务需要决定将煤仓中的煤炭运往选煤场还是直接运往物流配送中心。其中进度信息包括采区中煤炭的产量和采煤速度，接收来自调度计划中心发来的任务信息，并根据任务的紧迫程度排列任务优先级，并将当前的任务信息和当前的采煤速度信息发送给云计算中心，请求估算任务完成的时间和当前任务完成的百分比，接收来自云计算中心反馈的信息。

2.2 选煤管理系统

选煤管理系统是选煤工艺流程管理的信息化系统，煤炭企业负责人可以通过该系统实时获取选煤厂当前的任务进度。系统接收来自调度计划中心发来的任务信息，按任务要求对原煤进行选煤处理，并将成品煤运往物流配送中心。该系统分为原煤信息、原煤准备、产品处理和选煤进度4个模块。

（1）原煤信息。该模块实时显示当前选煤厂煤仓中原煤的种类以及各种类原煤的数量，并将这些信息实时地发送到云计算中心。

（2）原煤准备。该模块根据任务要求执行原煤准备流程，同时定时更新任务完成情况，并将任务状况信息发送到云计算中心，并发送任务状态更新请求。

（3）产品处理。该模块按照当前任务要求执行指定的选煤工艺流程，定时更新各工艺的完成情况，并将任务状态发送到云计算中心，同时发送任务状态更新请求。

（4）选煤进度。该模块实时显示当前选煤任务的总体进度，企业相关负责人可以通过该模块实时获取当前任务的完成情况。在任务完成时，该模块负责向企业相关负责人发送当前选煤任务完成系统邮件。

2.3 物流配送系统

物流配送系统负责接收来自调度计划中心的物流配送任务，并将任务分成若干个子任务进行管理。该系统包括内部运输设备调度、装车管理、运单进度和物流费用结算4个模块。

（1）内部运输设备调度。该模块负责调度物流配送部门的矿车等运输设备，按照任务要求将采区的煤炭或者选煤厂的煤炭运到指定的地点，为装车做准备，同时实时显示当前的任务进度。

（2）装车管理。该模块将从采煤区或者选煤厂运来的煤炭进行装车，并显示当前的装车进度信息，当前装车任务完成后，通过系统邮件通知相关负责人。

（3）运单进度。装车后系统会产生相应的运单，相关负责人定时更新运单的进度信息，模块将这些信息发送到云计算中心进行运单的状态更新。当运单完成时，通过系统邮件通知相关负责人。

（4）物流费用结算。该模块主要向第三方的物流公司支付物流配送所产生的费用，按照企业和物流公司达成相关协议，通过网上支付的方式支付相应的费用。

2.4 客户管理系统

客户管理系统为煤炭企业和煤炭用户提供了一个交互的平台，客户通过该模块注册自己的相关信息，并通过该模块提交订单申请，在申请通过后双方进行网签合同，然后订单会被发送到调度计划中心。该模块主要包含客户注册、业务咨询、订单管理和订单结算4个模块。

（1）客户注册。客户通过该模块注册自己的用户账号、用户密码、配送地址以及客户类型等相关信息，用户可以同时注册多个配送地址。注册成功后，用户可通过自己的账号和密码登录系统。

（2）业务咨询。该模块为用户提供7×24h的在线客户服务，用户可通过该系统询问相关的事项，也可以给系统留言，以方便客服人员的回复。

（3）订单管理。用户通过该模块提交订单申请，并接收订单申请的回复结果，申请通过后进行网签合同，该模块提供订单进度查询等功能，并负责将相关数据通过云计算中心存储到系统中。

（4）订单结算。网签合同成功后，按照双方达成的协议，用户通过该模块按照网上支付的方式向煤炭企业支付相应的订单费用。

2.5 调度计划中心

调度计划中心负责接收来自客户的订单信息，通过云计算中心查询当前各生产部门的任务状态并合理安排生产计划任务。云计算中心将订单信息分解成相应的生产任务，并将这些任务信息下发到各生产部门。该系统主要包括用户订单管理、生产任务管理、进度报告和调度管理4个模块。该系统与其他系统的交互流程图如图2所示。

图2 调度计划中心与各系统交互流程图

（1）用户订单管理。该模块主要负责接收来自用户的订单申请，根据系统所统计的用户的信用等级和煤炭企业总体生产状况来决定是否接收订单申请。如果接收订单申请，则双方进入网签合同流程来确定该订单生效，并将订单信息通过云计算中心存储到系统中，否则订单取消。

（2）生产任务管理。该模块负责将已经生效的订单信息通过云计算中心将订单划分成相应的生产任务，并分别将这些任务发送相关的生产部门。

（3）进度报告。该模块负责实时显示当前订单的完成情况和各部门当前任务的完成情况。

（4）调度管理。该模块负责从总体上调度企业内部的生产资源，按照各生产部门的工作负载情况，合理调整生产设备和生产人员。

2.6 数据分析中心

数据分析中心作为该管理平台的 “大脑”，直接从云计算中心获取所需数据进行分析，为企业决策提供数据支持，该模块主要包括客户群分析、订单分析和生产分析3个模块。

（1）客户群分析。该模块主要对客户的个体和客户总体进行分析，同时分析客户的违约情况、客户数量的同比和环比变化情况以及客户违约原因的分析。

（2）订单分析。该模块从订单的角度来分析订单的数量、订单的违约率以及总体和个体订单的利润率等情况。

（3）生产分析。该模块对每个生产部门的生产效率和生产消耗等进行分析，并可从总体上分析企业的产能和生产成本等信息，企业负责人根据该模块的分析结果有针对性地调整相关的生产流程，达到节约生产成本的目的。

2.7 云计算中心

云计算中心作为该管理平台的 “心脏”，为其他各子系统提供相应的计算资源和存储资源。云计算中心接收来自各子系统发来的各种请求，并按照请求的种类将这些请求转发给云计算管理或云存储管理2个模块。

（1）云计算管理。该模块主要负责处理各系统发来的计算类请求信息，并将这些请求信息转发给当前负载最小的计算实体。各计算实体实时地向云计算管理模块发送当前的负载情况，云计算管理选择负载最小的计算实体，将新的请求信息转发给它，计算实体将计算结果反馈到云计算管理模块。

（2）云存储管理。该模块主要负责接收来自各系统发来的存储信息，比如订单、各类生产任务、物流配送所产生的运单的存储、编辑和删除等信息以及监控设备所产生的监控数据包括文本数据和多媒体数据等信息。各存储实体实时向云存储管理报告当前的存储状况以及当前排队任务的数量等，云存储管理模块将当前的存储请求转发给排队任务最少、负载最小的存储实体进行存储，同时在本地记录所存数据的索引和存储实体编号，以方便快速检索。

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