基于北斗导航与WebGIS的矿场人员监控系统需求分析

摘 要：针对矿场管理部门的实际需求，本文对矿场业务流程、现有的矿场方式以及产生问题的原因做出详细地剖析，并根据监控业务和拥有监控系统后所涉及的人员角色和活动进行分析，以明确系统功能。另外对系统需满足的性能以及所需要的数据来源等方面进行分析，以确定系统需求。

关键词：矿场；人员监控；系统需求

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）02-0025-03

Requirement Analysis of Mine Personnel Monitoring System Based on Beidou Navigation and WebGIS

BAI Yun

（Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，China）

Abstract：According to the actual requirements from the management of the mine，the quarry business processes，the existing mine personnel monitoring and the cause of the problem were analyzed in detail. Considering of the monitoring business and the surveillance system，the analyses of the involved roles and activities were given to clear the system function. And the system requirements for the system performance and the sources of data needed were analyzed to determine the system requirements.

Keywords：mine field；personnel monitoring；system requirements

1 研究背景及意义

矿场管理是为了促进和规范矿场安全作业、加强对矿场人员的管理而采用的一套对矿场进行监控的作业管理体系。由于许多矿场管理部门安全意识淡薄，存在着很多的安全隐患，一旦发生安全事故，将造成重大的人员伤亡。仅2015年，某矿场管理方提供的安全事故统计就有10起。

矿场安全管理疏忽造成的损失是十分巨大的，所以需要通过一些先进的手段来辅助矿场安全管理，尽可能将损失降到最低，最大程度地保障矿场人员的人身安全。同时，也需要通过先进的手段，将资源的丢失风险降到最低。因此，使用信息化手段准确、有效地监控矿区的工作人员成为急需解决的问题[1]。

2 矿场人员监管现存的主要问题

在负责开发乌海市国土资源局的矿场人员监控系统项目期间，通过与局里的工作人员多次下到矿场调研，了解到矿场在工作人员的管理上一直存在难以监管的问题，主要体现在3个方面：（1）在矿场区域进行资源开采作業的过程中，由于地质与地势的变化会产生很多的危险区域，而矿场工作人员时常会因为不能及时准确地知晓矿区危险区域的变化情况而进入危险区域作业，导致安全事故发生；（2）由于矿区辽阔，不少矿区运输人员在上班时间擅离职守，利用矿区资源为自身谋取利益，从而造成矿区损失。例如，运输人员在上班时间驾驶矿场车辆离开工作区域，私自承接矿区以外的运输业务。（3）矿场人员的绩效考评依据不明确，缺少有说服力的工作记录材料，矿场人员常常出现因考勤情况而产生的纠纷。

3 系统需求分析

3.1 矿场人员监控的流程

矿场人员监控根据不同工作人员分类为：矿场人员、监控人员、系统管理员、管理人员和地图管理员，现列举矿场人员、监控人员活动图，分别如图1、2所示。

矿场人员工作流程说明：矿场人员接受实时监控的主要方式是人手一台对应机器ID的射频设备，定时发送实时位置经纬度数据到后台的实时位置处理服务。矿场人员进入矿场工作区域时，打开射频设备，一键登录，开始定时发送实时位置数据，系统后台服务程序根据经纬度数据，显示其图片，并标记在相应的地图位置上。

当第一个实时位置在电子地图上出现时，作为其上班打卡时间。在工作过程中，射频设备根据设定的时间间隔，定时发送通过北斗卫星获得的实时位置数据到系统后台，并显示位置标记在电子地图上，供监控人员实时监控其所在位置。同时，射频设备会接收到监控人员根据实际情况发送的监控信息，提醒矿场工作人员应答，一般是弹出提示框。矿场人员单击收到按钮后，作为正确应答；否则，监控人员会继续发送监控信息，直到确认应答。如果矿场人员身份是矿工，离开工作区域，进入安全隐患区域或是身为驾驶运输车辆的运输人员，驾驶车辆偏离规定运输路线会导致射频自动发送位置违规报警信号，自己收到位置越界提示，同时发送到后台，标记在地图上显示变色，并向监控人员提示某位矿场工作人员出现报警信息。

监控人员工作流程说明：监控人员上班时，登录矿场人员监控系统后台，监控矿场人员的实时位置，主要观察是否有矿场人员的位置出现报警信息。如果出现的报警信息的员工进入了地图管理人员设定的危险区域，则对其发布警告指令，并给出逃生路线，命令其立即根据逃生路线离开危险区域；如果是运输人员驾驶车辆离开规定的运输路线，则对其发布警告指令，勒令其回归规定的运输路线。到下班时间，则观察是否还有矿场人员标记出现在地图上，如果有，则发布指令勒令还没下班的矿场人员射频登出下班。防止出现因下班无人监管造成的安全事故，以及非工作时间大量无价值的定位信息数据存入数据库，增大管理人员查看矿场工作人员的历史记录GPS轨迹难度。当所有矿场人员下班登出后，监控人员退出系统下班。

3.2 系统功能需求

根据对矿场人员监控系统的用户需求进行调查，将矿场人员监控系统的功能大体上分为六部分，分别是信息查询、系统的安全监控、GIS地理图形常用操作、矿场安全隐患管理、被监控管理以及系统管理，下面将用例图说明这六个部分在矿场人员监控系统中的功能。系统顶层用例图如图3所示。

3.3 非功能需求分析

矿场人员监控系统的非功能方面需求包括物理需求、实施需求、易用性需求、性能需求和可靠性需求[2-5]。

（1）物理需求。物理需求是指矿场人员监控系统运行所需的硬件条件。由于地图数据均为大数据对象存入数据库，单个数据库服务器需要10TB硬盘矩阵。为数据安全性考虑，规划使用3个数据库服务器，其中2个用于实现数据库负载均衡以及数据库同步镜像，1个部署在矿场外的国土资源局技术科，作为备份服务器负责数据备份和恢复，防止矿场出现灾害时数据整体丢失。WebGIS应用服务器2台，用于支持系统程序运行，实现冗余机制管理、备份处理和系统运行负载均衡。每台的配置要求是CPU主频2GHz以上、内存4GB以上，硬盘容量1TB。（2）实施需求。实施需求是指矿场人员监控系统部署的应用服务器上所需的软件平台环境。为便于系统管理人员维护，操作系统需要图形操作界面使用简单的Windows Server。应用服务部署的服务器平台软件是Apach Tomcat 7，数据库工具使用的是开源空间地理信息数据库PostgreSQL。（3）易用性需求。系统的使用界面应简单明了，不同身份的用户进入系统，应只显示其需要使用的系统功能，以方便其正确操作。由于使用系统的人员全都为中国人，系统中所有的提示都必须是中文，且针对不同问题应给出不同的提示，提示语的语意表达要准确，具有指导性。系统操作中出现任何人为操作错误，给出信息提示后，均应返回原录入页面。（4）性能需求。矿场人员监控系统的性能需求应包括操作响应时间与并发处理能力。工作人员射频设备发送实时经纬度的最高频率是每10秒发送一次。为保证监控的实时性，系统管理人员设定时间段查询某个工作人员的GPS轨迹，地图重绘显示时间不应超过10秒。监控管理人员的全矿场工作人员实时位置地图重绘不应超过5秒。矿场的现场工作人员同时在场工作最多为200多人。因此，系统并发处理能力要能应对500名用户同时在线。（5）可靠性需求。系统可靠性是系统的持续运行不停止的保障。能让系统停止运行的原因，除了正常的节假日矿场停工，系统管理人员人为停止系统工作的情况以外，还有应用服务器、数据库服务器故障造成的。应用服务器故障最严重的状态就是彻底崩溃，服务器硬件损坏与停电都会造成服务器不能运行，系统崩溃。为预防这个问题，服务器采用2台服务器冗机集群，通过负载均衡的手段达到系统无故障运行的目标。同时，增加一台能给服务器在断电后供电24小时的UPS电源，以确保出现停电后系统还能继续工作。作为一个网络应用系统，数据库的安全性、可靠性高于一切。3台数据库服务器，除了2台冗机集群和负载均衡处理，外接UPS电源以外，还有1台在远程的备份服务器，每天做一次远程数据同步备份。在整个矿场面临自然灾害时，还能保证历史数据不丢失。

4 结 论

本文根据矿场在人员监控管理方面存在的问题，对矿场人员监控系统的总需求进行了分析和建模設计，同时对矿场人员监控系统中涉及到的功能方面和系统的非功能方面进行了阐述，为矿场人员监控系统的设计与系统的实现做好了铺垫。

参考文献：

[1] 熊猛，汪德贵.抓“六化”建设促安全发展——南茶锰矿场用科学态度抓安全生产 [J].当代贵州，2015（22）：48-49.

[2] 曹玉良.软件开发项目中的需求分析探讨 [J].科技展望，2017（3）：289.

[3] 和添锦.混合式教学网络教学平台需求分析 [J].山东工业技术，2017（1）：126-127.

[4] 刘百平.图书馆入馆教育考试系统分析与设计 [J].河南图书馆学刊，2017，37（1）：80-82.

[5] 刘晓燕.中小型农业旅游经营者的政策需求分析 [J].经济研究导刊，2017（4）：159-161.

作者简介：白云（1985-），男，广西宾阳人，广西科技大学鹿山学院，教室资源管理员，助理工程师，硕士。研究方向：WEB技术应用。