煤矿机电设备管理信息系统设计

李 哲

（山煤集团煤业管理有限公司，太原 030006）

0 引言

现代煤矿生产过程中机电设备种类较多，加之这些设备工作与运行环境大不相同，设备每年都存在老化与维修保养[1-2]。传统人为的粗放式管理方式相对落后，难以提高煤炭生产效率与控制成本[3-4]。随着计算机信息技术的发展，对机电设备采用信息化管理，将设备信息进行登记备案，将相关数据存放至数据库中，便能及时对设备运行状态、维护与更新状态、位置变迁等信息体现在信息管理系统中[5-6]。本文开发的系统对于优化机电设备的现代化管理水平，提高设备利用率，为煤炭企业的安全生产最大限度提供安全保证具有促进作用。

1 功能分析

本文设计的煤矿机电信息系统涉及网络技术、信息管理技术、计算机等多学科，研究该系统就是将数字信息化技术引入煤矿机电设备的管理中，从而能够对机电设备建立起一个资源、档案、维修记录等共享的高效平台，提高设备的利用效率。系统在设计时保证点击各功能模块进行操作时能对所操作的按钮在平均200 ms的时间内响应，并做出相应处理，达到操作简捷、响应迅速、处理准备的目的。为保证以后对功能的增加，整体设计需进行可视化编程操作，并将功能组织模块化，使得以后控件可以再次被设计和开发。同时本系统除实现机电设备的具体、可视化管理外，所建立管理系统还要实现以下功能：

（1）对设备进行信息化管理，实现动态管理；

（2）建立完整的设备管理体系，方便管理者工作简洁高效；

（3）对煤矿机电设备的全生命周期动态管理；

（4）建立与其他业务部门的联动以实现每个业务流程环环相连；

（5）具有完善、智能化的管理体系。

2 机电设备管理体系结构设计

2.1 系统体系架构设计

为保证在煤矿各部门之间能对机电设备的资源共享、管理统一管理，本文设计采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）结构，该结构具有3层的逻辑模式，可以将客户机一侧的应用程序和显示模块分隔开，将其单独置于Web服务器上成为一层，该设置使得系统分布广泛、便于维护和管理的特点。所设计的3层架构即为：表示层（UI）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL）。其结构如图1所示。

（1）数据库服务器层。该层主要完成访问数据库及其系统，也可以访问二进制文件、XML文档和文本文档。

（2）业务逻辑层。这一层是整个系统最为核心的部分，主要集中在对业务流程与规定等业务的需求，因这些都与逻辑处理有关，所以经常也将其成为领域层。业务逻辑层处于客户机与数据库服务器层之间，对数据的交换起承上启下的作用。对于表示逻辑层，它处于被调用的地位，这是因为层与层之间的关系是向下，并且属于一种比较弱的依赖关系。对于数据库服务器层属于主动调用者。在改变上层设计时，对底层来说不受其影响，所以说只要不改变接口的定义，所设计的分层架构形式是一种可以替换的架构形式。

（3）表示逻辑层。这是距离用户最近的一层结构，主要完成来自用户的数据输入和显示功能。

图1 系统架构图

2.2 系统体系架构实现的关键技术

系统在实现设计时采用的是Microsoft公司的.NET平台及其相关技术。.NET平台是一个基于.NET Framework连接的开发操作系统集，可以进行XML Web服务的生成、公开和消费，从而将多个Web个性化集成[7-8]。系统设计主要采用Web服务中的.NET框架、服务器结构、Visual Studio.Net三大部分完成系统设计。其中，.NET框架用于完成系统中生成、部署以及运行XMLWeb的服务和应用程序的开发环境。服务器结构，用于生成、部署以及操作XMLWeb的服务，可以扩展所需要的应用程序和业务过程编排。通过使用Visual Studio内部的工具可以开发客户端、应用程序及其相关组件，同时也可以使用该工具完成系统的调试功能。

3 机电设备管理系统的实现

3.1 功能设计

本文设计的机电设备管理系统主要用于煤矿机电设备的动态、可视化、直观性地管理，方便工作人员进行操作。通过对设备的逐个登记并建立相关数据库。所构建的信息数据库主要用于机电设备的提供折旧计算、为最基本的设备运行提供信息，同时可以在系统中实时跟踪查询设备的领用、租赁、故障、报废等使用状态信息，操作人员也可以随时对上述过程产生的数据信息进行简介的录用、编辑与删除，从而达到实时掌控机电设备的运行状态。系统功能如图2所示，具体来说应具有以下基本功能。

（1）数据库管理功能。煤矿机电设备基础信息数据是煤矿各部门之间用于生产作的重要的基础数据，在对数据库登录以及查询时需要根据操作人员的管理级别进行权限设置，在一定程度上保证数据安全；因机电设备需要不断地更新与维护，所以数据库的设置必须能进行动态调整，即需要有添加、删除、更新等功能，保证数据库信息的更新化。

（2）查询功能。将机电设备的查询分为定位、信息、综合查询3部分。

（3）网络分析功能。在实际煤矿生产中对机电设备进行调度更新时，既需要知道各设备的状态信息也需要知道矿井中巷道结构，从而根据二者信息进行最优调度路径的选择。

图2 系统功能结构图

3.2 数据库设计

图3 所示为本系统在设计数据库时的流程图。考察现有环境，是通过前期煤矿机电信息与现有系统数据库项目基础上得出开发新系统能使用的资源信息。命名规范化，是因从数据库建立一开始就要明确，对于工作用表来说，表名在命名时加入Work的前缀，后面加入所应用的程序名字。如果表内的键是数字类型，使用_N做后缀；若键是字符类型采用_C做后缀。同时对表的命名行之有效且简单，一般取其前几位字母即可。在数据库设计工具选型时，可以选用Power Design，该工具支持数据库类型丰富，极易便于系统开发。通过需求分析，是指在开发前了解煤矿实际业务而避免开发过程的盲目。创建数据字典和ER图表，是要求字典和图表中必须包含每个字段的数据类型和表的主外键，从而使得开发人员可以明确如何从数据库中调用数据以及有何用途。逻辑结构和数据库物理设计，是将创建的ER图表转换为DBMS所能支持的数据模型，从而可以从数据模型中选用一个最合适的物理结构。数据库实时，主要是利用DBMS中的语言等工具进行逻辑层和物理层方面的设计而建立数据库，最终完成程序的编译和调试运行。

图3 数据库设计流程图

4 结束语

本文通过对煤矿机电设备管理的角度上分析实际对管理功能的需求。通过对煤矿机电信息管理系统的设计与研发，详细阐述了系统的需求分析、三层系统体系架构、实现所需关键技术以及完成该系统的功能设计与数据库设计的全过程，并就系统实现的技术难点就行分析。该系统的使用对煤矿机电设备资源管理、权限管理、台账管理等功能大为改进，极大提高了工作人员的工作效率。