煤礦井下作業(yè)人員跟蹤定位管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案v11.0

1、17/18煤礦井下作業(yè)人員跟蹤定位管理系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件部分）設(shè)計(jì)方案重慶安生威測(cè)控系統(tǒng)設(shè)備二零零七年五月請(qǐng)注意保密！第二章 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 概述根據(jù)煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)使用與管理規(guī)范和煤礦井下人員位置監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件的要求，本系統(tǒng)使用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、編程語(yǔ)言必須為當(dāng)前高可靠性、開放性好、易于操作、易維護(hù)、安全成熟的主流產(chǎn)品，以確保系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定工作。同時(shí)考慮各煤礦生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況，我們采用大家都熟悉的Windows作為操作系統(tǒng)，用戶操作基于IE瀏覽器模式。2.2 總體方案2.2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，支持單服務(wù)器、雙服務(wù)器熱備模式；對(duì)較大規(guī)模的煤礦后臺(tái)系

2、統(tǒng)可以支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立，對(duì)較小規(guī)模的后臺(tái)系統(tǒng)也可采用單機(jī)集成數(shù)據(jù)庫(kù)模式，分別如圖1、圖2、圖3所示。圖1單機(jī)人員定位管理系統(tǒng)圖2雙機(jī)熱備人員定位管理系統(tǒng)圖3獨(dú)立服務(wù)器雙機(jī)熱備人員定位管理系統(tǒng)2.2.2 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器在上面三個(gè)結(jié)構(gòu)圖中，帶背景部分為煤礦地面管理中心，在管理中心的計(jì)算機(jī)中安裝本系統(tǒng)軟件；這些系統(tǒng)軟件主要包括以下功能：礦區(qū)分布圖繪制與讀卡器位置安裝配置；礦區(qū)人員信息與分組與其權(quán)限管理配置；整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)范圍作業(yè)人員定位讀卡器的通信巡查；人員位置信息的綜合分析處理；人員出/入、滯留時(shí)間、報(bào)警、日志等各種信息的存盤處理；為IE瘦客戶端提供查詢服務(wù)；為外部或上級(jí)管理部門提供數(shù)據(jù)接口。當(dāng)然，在

3、管理中心的每一個(gè)服務(wù)器上也與客戶終端一樣可通過IE瀏覽器進(jìn)行查詢，同時(shí)，在管理中心還可視情況配置大屏幕投影儀、電視墻等設(shè)。2.2.3 查詢客戶端其他筆記本、各辦公科室查詢終端僅通過IE瀏覽器即可對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控范圍人員分布圖信息與歷史統(tǒng)計(jì)報(bào)表信息進(jìn)行查詢。這樣讓客戶端真正瘦下來，只需要安裝操作系統(tǒng)和IE瀏覽器，IE瀏覽器會(huì)自動(dòng)下載和更新系統(tǒng)所需的相關(guān)控件，從而就可完成對(duì)礦區(qū)作業(yè)人員分布圖與其信息查詢、各種圖表查詢、報(bào)警信息查詢等。2.3 現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)管理中心服務(wù)器通過現(xiàn)場(chǎng)總線CAN網(wǎng)絡(luò)與分布在井下各區(qū)域的讀卡器連接，定時(shí)巡檢各讀卡器區(qū)域的作業(yè)人員信息，圖4、圖5分別示意單機(jī)和雙機(jī)熱備的現(xiàn)場(chǎng)CAN通

4、信網(wǎng)絡(luò)。圖4 單機(jī)現(xiàn)場(chǎng)CAN通信網(wǎng)絡(luò)圖5 雙機(jī)熱備現(xiàn)場(chǎng)CAN通信網(wǎng)絡(luò)在雙機(jī)熱備的系統(tǒng)中，互為熱備的兩臺(tái)管理服務(wù)器通過以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步與心跳狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)確保只有主管理機(jī)可與各區(qū)域讀卡器進(jìn)行通信。讀卡器與井下作業(yè)佩帶的RFID卡的描述參見相關(guān)硬件系統(tǒng)描述。2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，它們包括系統(tǒng)配置信息、管理操作人員與其權(quán)限、作業(yè)人員信息、進(jìn)/出井下記錄、停滯記錄、報(bào)警記錄、日志記錄等。2.4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的選配在本系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模可以有兩種數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行選配，它們是：MSSQL Server2005：用于獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和較大規(guī)模的系統(tǒng)，需要為用戶花錢購(gòu)買。MSSQL MSDE

5、：用于單機(jī)小型規(guī)模，免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。2.4.2 主要的數(shù)據(jù)庫(kù)表科室與班組表：主要屬性有標(biāo)識(shí)號(hào)、名稱、權(quán)限、職責(zé)概述等，其中權(quán)限主要有系統(tǒng)管理、人員管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、系統(tǒng)設(shè)置、報(bào)警設(shè)置、報(bào)警處理、區(qū)域權(quán)限等。系統(tǒng)有一個(gè)固定的特殊組就是“系統(tǒng)管理員組”，這個(gè)組具有所有系統(tǒng)權(quán)限。操作管理人員表：主要屬性有標(biāo)識(shí)號(hào)、XX、所屬科室班組等，每個(gè)人員最多可屬6個(gè)不同組，這樣他/她將具有所有所屬組的權(quán)限。井下作業(yè)人員表：主要屬性有RFID卡號(hào)、XX、曾用名、XX號(hào)、出生日期、性別、籍貫、相片、所屬班組、婚姻狀況、民族、政治面貌、職務(wù)、體重、身高、學(xué)歷、畢業(yè)學(xué)校、專業(yè)、工種、計(jì)算機(jī)能力、外語(yǔ)能力、聯(lián)系 、住址等信息

6、。讀卡器表：主要屬性有讀卡器地址號(hào)、所屬區(qū)域、類別等。區(qū)域管理表：主要屬性有編號(hào)、名稱、安全級(jí)別、人數(shù)限制、作業(yè)時(shí)間限制等。機(jī)車等設(shè)備管理表：主要屬性有機(jī)車RFID卡號(hào)、名稱、生產(chǎn)廠家、投運(yùn)日期、最近檢修日期等。作業(yè)人員位置變更表：主要屬性有時(shí)刻、RFID卡號(hào)、讀卡器地址、停留時(shí)間（需讀卡器的統(tǒng)計(jì)支持）等，通過該表記錄可以統(tǒng)計(jì)作業(yè)人員的出/入井時(shí)間、每個(gè)位置的停留時(shí)間等。人員超限記錄表：主要屬性有時(shí)刻、讀卡器地址、超限人數(shù)等。非法闖入記錄表：主要屬性有時(shí)刻、RFID卡號(hào)、闖入?yún)^(qū)域等。超時(shí)停滯記錄表：主要屬性有時(shí)刻、RFID卡號(hào)、區(qū)域、超時(shí)時(shí)間等。照片管理表：主要屬性有標(biāo)識(shí)、文件名稱、更新時(shí)間、

7、大小、文件內(nèi)容等。2.5 系統(tǒng)擴(kuò)展系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，當(dāng)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)完成相應(yīng)功能后，客戶端即可自動(dòng)訪問，不必相互影響，因此系統(tǒng)具有極強(qiáng)的擴(kuò)展功能。同時(shí)系統(tǒng)預(yù)留與上級(jí)管理部門的數(shù)據(jù)訪問接口，以備全局（省、國(guó)）聯(lián)網(wǎng)。第三章 界面功能設(shè)計(jì)3.1 概述圖形界面是用戶與系統(tǒng)交流的平臺(tái)，本著簡(jiǎn)單、方便、穩(wěn)定的原則，本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，其人機(jī)界面的框架如圖6所示。圖6 系統(tǒng)界面示意圖3.2 人員監(jiān)測(cè)人員監(jiān)測(cè)是系統(tǒng)的核心內(nèi)容，本系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)井下作業(yè)人員的位置、區(qū)域滯留時(shí)間、人員總數(shù)等，而且能在分布圖上查看每個(gè)作業(yè)人員的行動(dòng)軌跡。3.2.1 動(dòng)態(tài)分布圖動(dòng)態(tài)分布圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)井下作業(yè)人員

8、的位置，圖形可以通過菜單右鍵或工具按鈕無(wú)級(jí)放大、縮小，同時(shí)可以根據(jù)放大縮小的比例不同顯示不同的內(nèi)容，如人員XX、實(shí)際拍攝的井下照片等，在繪制分布圖時(shí)可以設(shè)計(jì)哪些圖形元素在哪個(gè)比例下顯示，哪些元素在哪層或所有層顯示，這樣可以達(dá)到近似GIS的效果。在分布圖上還可表達(dá)和操作顯示以下信息：鼠標(biāo)移動(dòng)過程可動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前位置的人名，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊察看井下人員的詳細(xì)信息如入/出井時(shí)刻、當(dāng)前位置停滯時(shí)間等；系統(tǒng)用圖形方式自動(dòng)區(qū)分井下人員在監(jiān)測(cè)區(qū)和不在監(jiān)測(cè)區(qū)；圖形方式區(qū)分區(qū)域人員超限通過區(qū)域框選可以查看區(qū)域人數(shù)等統(tǒng)計(jì)信息；手動(dòng)通過選擇確定只顯示分布圖的指定層；實(shí)現(xiàn)畫面漫游實(shí)現(xiàn)總圖加局部放大3.2.2 歷史活動(dòng)軌跡通

9、過選擇一個(gè)井下作業(yè)人員可以查詢其當(dāng)日或某日的作業(yè)行動(dòng)軌跡、每個(gè)區(qū)域的停滯時(shí)間等，并圖形化顯示在分布圖上。3.2.3 人員一覽表用戶一覽表可以全屏顯示所有井下作業(yè)人員的名字、班組等基本信息。3.3 統(tǒng)計(jì)查詢統(tǒng)計(jì)查詢對(duì)歷史保存的各種信息進(jìn)行分析、處理，用圖表等形式反映給查詢用戶，同時(shí)提供打印功能。3.3.1 考勤統(tǒng)計(jì)查詢可以按時(shí)間、按班組、按區(qū)域查詢作業(yè)人員的出/入井時(shí)刻，與作息時(shí)間比較形成考勤統(tǒng)計(jì)記錄表、考勤棒圖、出勤率曲線等。考勤棒圖：以個(gè)人為查詢對(duì)象，他/她在每月/每年的缺勤、遲到、早退累計(jì)時(shí)間。如果查詢一月，橫坐標(biāo)為最多31天；如果查詢一年，橫坐標(biāo)為最多12個(gè)月。出勤率曲線：以班組、全礦為

10、單位，以日、月為橫坐標(biāo)，顯示一月、一年各班組或全礦的出勤率曲線。3.3.2 區(qū)域作業(yè)人數(shù)統(tǒng)計(jì)查詢按時(shí)間、班組等對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)，形成特定區(qū)域在某一時(shí)間段的作業(yè)人員分布曲線。3.3.3 人員下井次數(shù)與時(shí)間統(tǒng)計(jì)按班組或全礦在給定時(shí)間段內(nèi)的下井次數(shù)與時(shí)間統(tǒng)計(jì)報(bào)表，如月報(bào)、年報(bào)等。3.3.4 進(jìn)入重點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間總計(jì)和超時(shí)統(tǒng)計(jì)按某重點(diǎn)區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入時(shí)間與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.5 進(jìn)入重點(diǎn)區(qū)域人數(shù)統(tǒng)計(jì)和超時(shí)總數(shù)統(tǒng)計(jì)按某重點(diǎn)區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入的人數(shù)與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.6 進(jìn)入限制區(qū)域的時(shí)間總計(jì)和超時(shí)統(tǒng)計(jì)按某限制區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入時(shí)間與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.7 進(jìn)入限制區(qū)域人數(shù)統(tǒng)計(jì)和

11、超時(shí)總數(shù)按某限制區(qū)域在給定時(shí)間段的進(jìn)入的人數(shù)與超時(shí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.3.8 報(bào)警統(tǒng)計(jì)查詢對(duì)區(qū)域人數(shù)超限、超時(shí)、非法闖入等按給定時(shí)間端進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，形成報(bào)表或曲線、棒圖。3.4 報(bào)警查詢3.4.1區(qū)域人員超限報(bào)警查詢按人員、班組、給定時(shí)間段內(nèi)、區(qū)域等條件對(duì)區(qū)域人員超限記錄信息進(jìn)行查詢，形成報(bào)表。3.4.2 非法闖入報(bào)警查詢按人員、班組、給定時(shí)間段內(nèi)、區(qū)域等條件對(duì)區(qū)域人員非法闖入記錄信息進(jìn)行查詢，形成報(bào)表。3.4.3 停滯超時(shí)報(bào)警查詢按人員、班組、給定時(shí)間段內(nèi)、區(qū)域等條件作業(yè)人員在區(qū)域停滯超時(shí)記錄信息進(jìn)行查詢，形成報(bào)表。3.5設(shè)備信息查詢?cè)O(shè)備信息查詢包含對(duì)系統(tǒng)中使用的設(shè)備與其屬性信息的查詢，以表格的方

12、式顯示其各種信息，以便瀏覽、打印。3.5.1 讀卡器一覽讀卡器信息一覽表包括讀卡器的各種屬性，如地址、名稱、區(qū)域名稱、安全級(jí)別、類別等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示其當(dāng)前的作業(yè)人員總數(shù)等狀態(tài)。3.5.2 機(jī)車設(shè)備一覽機(jī)車設(shè)備信息一覽表包括機(jī)車的各種屬性，如卡號(hào)、名稱、生產(chǎn)廠家、投運(yùn)日期等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示其當(dāng)前位置。3.6 人員管理3.6.1 科室與班組管理科室與班組管理包括添加、修改、刪除，系統(tǒng)默認(rèn)有一個(gè)“管理員組”，改組人員具有系統(tǒng)所有權(quán)限，并且不可刪除和修改。其他新添加的科室與班組可以對(duì)他們賦予各自相應(yīng)的權(quán)限，當(dāng)操作管理人員屬于該組時(shí)將具有該組的相應(yīng)權(quán)限。3.6.2 操作人員管理操作人員指使用操作本

13、系統(tǒng)的各種工作人員，包括系統(tǒng)管理員、各科/處/局領(lǐng)導(dǎo)/主辦人員、管理中心操作員等。操作人員管理包括對(duì)這些人員的添加、刪除、修改。每個(gè)操作人員都必須首先登陸系統(tǒng)后，系統(tǒng)根據(jù)其權(quán)限開放相應(yīng)的功能菜單，從而有效地防止非授權(quán)人員登陸系統(tǒng)，當(dāng)然操作人員操作完畢后應(yīng)退出瀏覽器或注銷登錄，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉其操作，從而確保系統(tǒng)安全。3.6.3 密碼修改當(dāng)操作人員登陸系統(tǒng)后，都可修改自己的密碼，初始密碼由系統(tǒng)管理員添加用戶時(shí)設(shè)置。3.6.4 井下作業(yè)人員管理井下作業(yè)人員是本系統(tǒng)監(jiān)控的重點(diǎn)對(duì)象，人員管理可以對(duì)他們的信息新型添加、修改、刪除，具體內(nèi)容參見表結(jié)構(gòu)。3.6.5 權(quán)限管理系統(tǒng)定義各種權(quán)限，前面已有講述。3.7

14、 系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置主要對(duì)一些系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)表進(jìn)行管理沒，從而讓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行在這些設(shè)置下具有更大的靈活性，在各自種復(fù)雜的礦區(qū)均可通過這些配置信息來適應(yīng)。3.7.1 井下區(qū)域管理每個(gè)煤礦的井下結(jié)構(gòu)都不一樣，區(qū)域管理可以幫助操作人員更直觀地明確區(qū)域的含義與位置。區(qū)域管理對(duì)井下區(qū)域的名稱、安全級(jí)別等信息進(jìn)行添加、刪除、修改。3.7.2 讀卡器管理讀卡器是一種安裝在井下特定區(qū)域的一種設(shè)備，它必須與一個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)，它可以監(jiān)測(cè)出進(jìn)入該區(qū)域的人員RFID與其停留時(shí)間。讀卡器管理可以對(duì)讀卡器進(jìn)行添加、修改、刪除，包括其地址、名稱修改，區(qū)域綁定等。3.7.3 機(jī)車設(shè)備管理機(jī)車是一種運(yùn)載工具，通過在機(jī)車上安裝

15、RFID卡，也可以通過讀卡器監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)軌跡、位置等。機(jī)車設(shè)備管理可以對(duì)機(jī)車設(shè)備進(jìn)行添加、修改、刪除。3.7.4 報(bào)警設(shè)置報(bào)警設(shè)置主要對(duì)一些報(bào)警參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括：是否存盤產(chǎn)生的報(bào)警信息是否發(fā)送給所有的瘦客戶端是否語(yǔ)音報(bào)警與語(yǔ)音遍數(shù)是否實(shí)時(shí)打印與打印端口3.7.5 通信設(shè)置通信設(shè)置項(xiàng)目只要包括：CAN通信使用的端口波特率3.7.6 歷史存儲(chǔ)設(shè)置歷史存儲(chǔ)設(shè)置主要包括：歷史信息保存年限歷史信息最大允許的磁盤空間3.7.7 其他設(shè)置其他一些系統(tǒng)必要的參數(shù)設(shè)置。3.8 繪制礦區(qū)分布圖繪制礦區(qū)分布圖依賴于本系統(tǒng)提供的一個(gè)圖形繪制工具，它與系統(tǒng)管理服務(wù)起軟件一起安裝，并可在任意一臺(tái)管理中心服務(wù)器上運(yùn)行來繪制或修改礦區(qū)分布圖。礦區(qū)分布圖采用多層面技術(shù)，通過圖形縮放比例的大小在屏幕上顯示不同的內(nèi)容，從而達(dá)到近似GIS的效果。如圖