基于RCP的尾矿库监测点故障诊断方法研究

郑重+张敬东+杜建华

摘 要：尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流重大危险源，尾矿库的稳定性对矿山企业的正常运转以及人们的生命财产安全极为重要。针对传统的人工监测分散、不及时、难管理等特点，以湖北省黄麦岭磷化工有限责任公司滕家冲尾矿库为例，基于RCP模块探讨尾矿库在线监测系统故障的智能发现与预警，从而快速准确地感知故障点及原因，降低尾矿库安全事故发生的风险。

关键字：尾矿库；RCP；智能发现；光纤网络；传感器

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.36.094

0 引言

尾矿库安全监测网络是安全管理人员的“眼睛”，是保障安全生产的必要前提。但由于种种原因，监测网络极易遭到破坏造成网络瘫痪，使尾矿库安全状况脱离安全管理人员的掌控，因此设计尾矿库监测点故障智能诊断系统具有重要的意义。随着计算机技术的飞速发展，越来越多的工具等被应用于解决工程问题，Eclipse RCP便是其中之一。2008年，陈晰分析了现有Web测试工具在模拟呼叫中心坐席应用的不足，提出了基于Eclipse RCP的插件架构。2011年，C. J. Wang等采用RCP技术为基础，设计了信息安全电子学习与示范平台。同年，宋全旺建立了基于RCP的独立桌面系统，研究了Xforms标准下的可视化智能表单系统原型。2012年，丁毅通过EclipseRCP整合了二维GIS、三维GIS和三维可视化，构建了通用地球物理数据应用集成基础平台。2013年，W. W. Kang等基于Eclipse RCP开发了紧急疏散管理平台，以支持城市管理人员的撤离规划和决策。同年，殷新毅以RCP为基础，搭建了一套适用于高校的学籍管理活动平台，有效提高了学籍管理人员的工作效率。赵昱琪结合了B/S系统架构、MVC框架和RCP技术，设计了电子工单信息管理系统。2015年，刘震芸采用了MVC的设计模式，使用Struts2+Spring+MyBatis为开发框架，建立了CRH5型动车组列车网络控制数据分析管理系统。

本文针对目前尾矿库安全监测网络所存在的故障排查困难等问题，设计了尾矿库监测点故障智能诊断系统，使维护人员有目的性地对监测网络进行修复，极大地提高了故障排查修复效率，为尾矿库的安全提供保障。

1 智能诊断系统关键技术

1.1 Eclipse RCP

本系统使用Eclipse RCP實现，Eclipse RCP提供了网络拓扑视图、网元节点属性视图、故障检测等功能。

Eclipse RCP具有以下优势：

（1）Eclipse RCP拥有强大的插件热插拔和管理能力；

（2）拥有B/S的业务简单扩充性，部署简易性，客户端瘦小性等特点；

（3）又拥有C/S的用户界面表现丰富，客户端单机运行，拥有一定运算能力等特点；

（4）Eclipse RCP使产品天生就支持操作系统的迁移；

（5）Eclipse RCP提供了丰富的界面控制，采用SWT直接调用操作系统的图形库，这样不再受到Swing以及AWT的约束，能够让操作系统的习惯与程序的外观保持一致；同时，对本地方法的直接调用使得程序的运行速度大幅度提高。

Eclipse RCP主要由Workspace工作区、Workbench工作台、Team团队支持系统、Platform Runtime运行平台和Help帮助系统五个部分构成。其基本的对象时序图如图1所示，体系结构如图2所示。

1.2 MVC框架

MVC是Model（模型）、View（视图）和Controller（控制）这三个单词的首字母缩写，是一种经典的框架模式，通过一种业务逻辑与数据显示相互分离的方法对代码进行组织，这个方法的假设前提是如果业务逻辑被聚集在一个部件里面的时候，而且界面和用户围绕数据交互功能被改进以及个性化定制而不用再次对业务逻辑进行编写。MVC独特的发展起来图形化用户界面（GUI）应用程序中。MVC具有耦合性低，生命周期成本低，可维护性高，重用性高，部署快，有利软件工程化管理的特点，受到越来越多开发者的欢迎。

MVC组成如下：

（1）Model（模型）。

Model主要是存储或者是处理数据的组件，Model其实是实现业务逻辑层对实体类相应数据库操作。通常包括数据、验证规则、数据访问和业务逻辑等应用程序信息。

（2）View（视图）。

View是用户接口层组件，主要是将Model中的数据展示给用户。通常视图创建主要来源于模型数据。

（3）Controller（控制器）。

Controller处理用户交互，从Model中获取数据并将数据传给指定的View。通常控制器负责获取View传递来的数据，然后调用业务逻辑层处理完成的数据传递给View进行展示。

MVC各部分组成关系如图3所示。

2 智能诊断系统设计

2.1 需求分析

通过对系统使用者的需求进行分析，设计系统需实现的功能如下：

2.1.1 网络拓扑显示

网络拓扑图的显示主要是为了方便用户对尾矿库监测网络有直观地印象，对于监测网络各节点之间的互联有较为详细的了解，便于维护和修复工作的进行。

2.1.2 各节点属性显示

各节点属性的显示主要是为了让用户在网络拓扑图的了解基础上，对各节点的详细信息有细致的了解。

2.1.3 监测点故障诊断

监测点故障诊断作为系统的主要功能，主要是为了节省人力和时间，快速排查网络中的故障点，并给出相应的参考信息。endprint

2.1.4 所有监测点的各个传感器信息自动读取

系统中提供对所有监测点的各个传感器信息自动读取的功能，只需在指定的外部传感器信息文档中写入所有监测点的各个传感器IP地址，系统即可对其进行自动访问和读取检测，提高系统的灵活性。

2.2 系统流程设计

尾矿库故障智能诊断系统设计流程如下：

2.2.1 用户登录

启动程序后，系统会出现登录界面弹窗，提示输入用户名和密码（初始用户名：admin 初始密码：admin）。系统验证用户名和密码正确后，进入主界面；若用户名或密码错误，提示重新输入登录信息。

2.2.2 各监测点属性读入

主界面的显示有网络拓扑视图和各监测点属性视图，视图的显示依赖于各监测点的属性读入。属性信息保存在指定的外部传感器信息文档中，若文档为空或找不到指定文档，提示错误，系统提前结束；若文档不为空，按指定格式读入信息，进行视图显示。

2.2.3 自动检测

自动检测是系统的主要功能，通过在主菜单中的按钮进行监听。若用户点击按钮，会出现弹出提示开始检测。系统根据读入的各监测点属性，通过访问各个传感器的IP地址，对各传感器的信息进行读取，并进行检测。若测试监测点无故障，则该测试程序运行状态为true，进入下一节点的测试；若测试监测点出现故障，则改变该测试程序运行状态为false，并输出相应的故障原因供用户参考，参考信息显示在主界面的控制台中。

系统总体流程如图4所示。

2.3 系统模块设计

系统的设计实现遵循MVC框架，设计了三大模块：

（1）Model。

Model（模型）是用于处理应用程序数据逻辑的部分。其中包含节点模型、链路模型以及操作节点和链路信息的方法集合。

节点模型：定义节点属性及其各种操作的方法；

链路模型：定义链路属性及其各种操作的方法。

（2）View。

View（视图）是用于处理数据显示的部分，视图依据模型数据创建。其中包括拓扑视图、属性视图、控制台。

拓扑视图：从模型中获取数据显示黄麦岭监测网络拓扑图及各对象的名称，主要对象为节点和链路；

属性视图：从模型中获取数据显示各网元节点属性，同时根据用户在拓扑视图中的点击操作联动显示相应属性；

控制台：输出提示信息以及自动检测的结果。

（3）Controller。

Controller（控制器）是用于處理人机交互的部分。

尾矿库网络故障排查系统的模块设计如图5所示。

2.4 功能设计

通过对用户需求的分析，本着用户友好原则，系统设计了登录、新建窗口、拓扑显示、属性视图、保存、退出、自动检测、帮助和使用说明九项功能。

其中属性视图与拓扑视图相关联，用于根据用户在拓扑视图中的点击操作显示相应对象的属性列表。属性视图在系统中设置为不可关闭，始终显示在主界面中，提供最小化、最大化操作。节点属性包括：IP地址、节点名称、运行状况。链路属性包括：链路名称、目的节点、源节点。

尾矿库监测网络故障排查系统的功能设计如图6所示。

3 应用实例

本文选取湖北省黄麦岭磷化工有限责任公司滕家冲尾矿库为该故障智能诊断系统的应用示范区域，其各界面如下。

3.1 登录界面

登录界面是用户和系统进行交互的第一个界面，用户通过输入对应的用户名及密码进行登录验证，当验证通过时便进入了系统的主界面；若验证不正确，则提示重新输入登录信息。初始的用户名和密码均为admin。

登录界面如图7所示。

系统登录失败提示框信息如图8所示。

3.2 系统主界面

用户登录验证完成后即可进入主界面。主界面共分为五部分：标题栏、菜单栏、拓扑视图、属性视图和控制台。

系统主界面如图9所示。

3.3 拓扑视图

系统的拓扑视图中呈现了黄麦岭尾矿库的安监网络拓扑，并显示了个网元节点的名称和各链路名称。

拓扑视图如图10所示。

3.4 属性视图

系统的属性视图主要用于显示网络拓扑中各网元节点和链路的属性。属性视图根据拓扑视图中用户的点击操作显示相应的对象属性。

图11显示的是出水口网元节点的属性以及连接出水口的链路属性。

3.5 使用说明

基于用户友好原则，系统设计了使用说明供用户参考。该说明监听用户的点击操作，以提示框的形式出现。

使用说明的提示框如图12所示。

3.6 检测结果

系统检测完成后，故障检测结果将显示在主界面的控制台中，并给出可能故障原因作为参考。

点击开始检测后，会出现确认提示框，如图13所示。

以水位计为例，故障检测结果如图14所示。

3.7 系统程序包结构图

系统程序的包结构如图15所示。

4 结论

本文针对目前尾矿库安全监测网络所存在的故障排查困难等问题，设计了基于Eclipse RCP的尾矿库监测点故障智能诊断系统，达到智能发现尾矿库监测点故障的目的。通过2年的稳定运行证明，该系统能极大地提高了故障排查修复效率，使维护人员的实地修复工作富有针对性，在确保技术人员的人身安全的前提下短时间内修复监测网络，为尾矿库的安全运行提供保障。

参考文献

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