CN103985009A - 基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统，该管理系统包括：业务层，用于获取包括生产调度业务数据、生产运行监测数据和工业视频流的数据信息；数据交换层，用于将业务层的信息通过数据交换层传输给数据中心层；数据中心层，用于将接收到的数据信息进行储存形成数据库；应用层，根据数据中心层存储的不同种类的数据库，实现对各数据的一体化管理和数据的发布。所述调度管理系统能保证企业在统一调度和应急指挥方面信息的互联互通、资源共享，满足集团公司总调度室日常安全生产调度管理需要、生产调度决策分析需要、应急事故处理、应急救援等辅助决策需要的目的。

Description

基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统

技术领域

本发明涉及一种基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统。

背景技术

随着信息技术的发展，煤炭企业综合调度管理的手段发生了很大的变化。人们对各种业务的需求越来越高，安全、生产、管理相关数据、语音、图像等信息均需要通过信息化手段实现。目前，大部分煤炭企业综合调度管理采用电话直调或excel报表型式，少数煤炭企业采用信息化手段进行综合调度管理，但是安全监控、工业视频、统计分析等系统均孤立运行，数据、信息资源未能有效整合，尚未搭建统一平台。存在的问题和不足主要表现在：

(1)生产与管理机构布局分散，电话直调环节多、记录繁杂，上传下达不顺畅。

(2)煤矿生产环节众多，在实施完成矿井作业过程中，伴随产生了大量的数据(诸如：产量、进尺、营销、煤质、穿爆量、采剥量等多达数十种数据)，通常情况下，记录这些数据主要通过“生产现场电话汇报、调度人员使用Excel办公软件记录”的方式来完成。因此，汇总、查询生产数据十分不便，无法进行分析、运用生产数据指导生产实践。

(3)生产调度基础资料散落在各矿井技术人员手中，没有建立一套内容涵盖日常生产基础数据、生产技术矿图、产运销存情况、政策法规、技术经验文档等，功能上涵盖资料分类体系的建立、资料的上报、审批、整理归类、修改维护以及安全权限管理等的生产调度档案资料库，无法全面反映矿区生产调度资料的现实状态。

(4)生产技术图形资料交流困难。例如，矿井或子分公司上报生产交换图形或共享此类资料时，大多采用电子邮件的方式。这种在通过公共网络传送文件的方式很容易造成资料泄露，而且，收件人必须安装使用与图形格式匹配的软件才能下载打开，发件人也不能限制对方的阅读和修改权限。

(5)调度信息化系统平台搭建工作尚未开展，统计分析、信息发布、短信平台等系统孤立运行，数据、信息资源未能有效整合，导致日常重复性工作较多，工作效率低，没有真正实现信息网络共享。

(6)集团公司无法获取矿井安全监测、井下人员定位、矿井综合自动化数据，集团公司和各子分公司、煤矿之间还未实现监测联网。

(7)没有很好地使用地理信息系统(GIS)技术，不适应数字地球、数字中国、数字煤矿关键技术的快速发展，结果与调度有关的图形和属性信息的集成性差，图文并茂的信息展示和查询功能弱，可视化程度低，无法满足管理和决策支持层的需求。

发明内容

本发明针对目前综合调度管理模式存在的缺陷，提供基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统，并搭建统一展示平台的方法。

本发明采用下述技术方案：

基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统包括：

业务层，用于获取包括生产调度业务数据、生产运行监测数据和工业视频流的数据信息；

数据交换层，用于将业务层的信息通过数据交换层传输给数据中心层；

数据中心层，用于将接收到的数据信息进行储存形成数据库；

应用层，根据数据中心层存储的不同种类的数据库，实现对各数据的一体化管理和数据的发布。

进一步，所述综合调度管理系统还包括用于将数据信息进行网页展示的展示层。

进一步，所述数据中心层的数据库包括工业视频、生产运行监测、安全监测、人员定位、应急物资、煤炭运销、调度统计、系统监控不同种类的数据库。

进一步，所述应用层还包括WebGIS模块，该WebGIS模块还包括服务和接口模块以及路径拓扑分析模块，所述服务和接口模块将数据中心层中定位的路径拓扑结构，路径数据、分站位置坐标地理信息，通过服务和接口模块查询上述各管理路径和分站信息；所述路径拓扑分析模块，能允许综合调度管理系统仅仅输入人员经过的分站序列，自动分析计算人员在井下行走轨迹并将计算结果以标准的GeoJSON格式返回，Web客户端利用返回数据，在采掘图上面实现人员轨迹回放。

本发明的有益效果如下：

本发明建立了一套完善的信息采集、信息传送、信息处理及统计分析等功能的综合调度管理系统，并实现了信息的统一展示。最终旨在通过建立高度集成和高效的统一信息管理平台，提升煤炭企业调度信息化水平，提高管控、协调、组织和应急指挥的能力，保证企业在统一调度和应急指挥方面信息的互联互通、资源共享，满足集团公司总调度室日常安全生产调度管理需要、生产调度决策分析需要、应急事故处理、应急救援等辅助决策需要的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出综合调度管理系统结构原理图。

图2示出综合调度管理方法业务数据流向图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明的目的在于实现基于统一信息化平台的煤炭企业综合调度系统，应用信息技术实现煤炭企业综合调度管理，将GIS技术与煤炭企业综合调度业务融合，并基于WebGIS实现多业务应用展示。

如图1，2所示，所述综合调度系统包括业务层，数据交换层，数据中心层，应用层和展示层。所述业务层从基层单位获取的数据包括生产调度等基础业务数据、生产运行监测等实时数据、工业视频等视频流三类。通过在基层单位服务器中放置前置机获取生产调度等基础业务数据，通过VPN专线，经数据交换层存入上一级数据中心层。前置机包括消息中间件节点、交换节点、前置DB三部分内容，数据交换平台包括ETL工具、交换节点、消息中间件节点、交换管理平台四部分内容。通过在基层单位服务器中安装I/O Server，利用OPC接口获取生产运行监控等实时数据，经VPN专线，存入集团公司数据中心实时数据库；通过基层流媒体服务器中的SDK接口获取工业视频等视频流，通过VPN专线，存入集团公司数据中心流媒体数据库。

数据中心层包括工业视频、生产运行监测、安全监测、人员定位、应急物资、煤炭运销、调度统计、系统监控等八个不同种类的数据库，分别用来存储安全、生产过程监控数据，各类矿图资料，生产调度数据。数据中心通过分类存储管理，建立数据共享机制，减少企业信息孤岛，为生产调度指挥提供参考信息，并为以后进行深层次数据挖掘及开发专业决策支持系统做准备。

所述应用层，基于数据中心层存储的不同种类的数据库，实现对各数据的一体化管理和数据的发布。所述应用层采用基于SOA的WebGIS模块，能够实现人数统计、分站信息、轨迹查询、人员考勤、数据采集展示和趋势分析等。传统的WebGIS是一种独立、封闭的系统，各WebGIS产品是一种紧密耦合的产品。基于面向服务体系架构(SOA)是一种适用于变化环境的软件开发体系架构,能够在一定程度上消除当前WebGIS数据和操作难于共享的瓶颈。本发明针对现有分布式对象模型的不足，将SOA和WebGIS相结合，将散落于网络上的软件资源以GIS Web服务的形式加以利用，实现数据可共享和互操作松散耦合异构系统的最终目标。

本发明基于SOA架构的Longruan WebGIS根据Web Service等开放式标准协议，提供统一的信息服务描述、发布、发现和调用的技术结构与接口，透过网络对掘进、回采、断层、钻孔、隐患、监测点等空间数据和属性数据进行一体化管理，通过标准的网络接口实现在线服务的发布，并具备正确响应通过网络发出的符合OGC(开放地理信息系统论坛)相关互操作规范的调用指令的能力，支持信息资源元数据(目录)服务、信息浏览服务、数据存取服务和数据分析处理服务的实现，具备多种第三方服务接入能力，满足各种开发需求。

所述WebGIS服务由数据服务器、GIS服务器、Web服务器三层组成。

数据服务器一般布设与SQLServer数据库之上，并安装龙软空间数据库引擎。基于空间数据引擎支持的数据服务器，可以支持海量图形、属性等空间数据的存储，并支持建立空间索引，以实现快速的空间数据查询。

GIS服务器是WebGIS服务的核心，基于龙软成熟的GIS平台架构，实现了一个基于服务器模式的地理信息系统平台，可以支持数据编辑、处理平台的空间数据发布，以及基于服务端的各类资源管理，以优化、调配GIS服务器性能。GIS服务器开发包括了基于标准C++的数据模型类库、图形渲染类库、数据引擎类库等的GIS内核层，以及标准COM接口的各类Service接口层，从而实现提供分布式网络环境下的GIS应用服务。

Web服务器及应用层是借助目前成熟的Web发布技术，通过对GIS服务的封装，可以在.Net、Java等主流Web开发环境中调用，以支持与现有业务逻辑系统的集成。Web服务器封装了基于REST、WMS等标准的各类GIS数据、地图服务，支持在浏览器、移动设备、PC等各种应用终端的地图浏览查询等。

通过WebGIS的网络地图服务，综合调度管理系统可以实现Web浏览器以栅格图片形式直接查阅采掘工程平面图等各种矢量格式图件，不用安装专业软件和插件，同时比普通栅格图片具有更高的精细度。

监测点做为煤矿安全监控的重要组成部分，WebGIS中专门提供一组服务，实现对监测点位置管理、监测数据查阅分析、报警数据重点显示等功能。

通过与切片地图服务叠加，综合调度管理系统实现了监测数据在采掘工程平面图上的可视化管理，实时数据显示，各报警级别数据差异化、重点突出显示等功能。

所述应用层中的WebGIS模块还包括服务和接口模块，将数据中心层中定位的路径拓扑结构，路径数据、分站位置坐标等地理信息，通过服务和接口模块，可以查询上述各管理路径和分站信息。WebGIS模块还包括路径拓扑分析模块，能允许综合调度管理系统仅仅输入人员经过的分站序列，即可自动分析计算人员在井下行走轨迹并将计算结果以标准的GeoJSON格式返回，Web客户端利用返回数据，在采掘图等上面实现人员轨迹回放等功能。

本发明实现了综合调度信息管理的十一个功能，分别为：综合管理门户、调度统计分析管理、安全监测联网、人员定位联网、生产运行监测联网、工业视频监控联网、煤炭运销调度数据集成、应急物资管理、信息发布、短彩信及移动客户端发布、系统监控。

1、综合管理门户是综合调度信息管理系统的集成总界面，功能主要包括：提供用于调度大屏幕展示的信息集成界面；为生产调度、安全监测、生产运行监控等信息提供统一的数据展示平台,通过图表、表格等多种数据展现形式全面反映集团公司生产、安全、经营状况；提供基于GIS平台的导航应用，方便导航查询各矿井情况；管理门户同时提供统一的部门、用户、角色、权限管理。

2、调度统计分析系统能涵盖调度统计工作中的计划、完成、超欠统计等各方面及集团公司、二级公司、生产矿井各层级，实现各种生产调度报表的远程上报、浏览、查询、编辑、打印等功能。

3、安全监测联网实现瓦斯、温度、风压等各类数据的实时跟踪与发布，为WEB服务与辅助决策分析处理煤矿安全事务提供最新数据与信息，达到一旦发现问题(如：瓦斯超标等)自动报警。

4、人员定位联网实时读取井下人员定位信息，将数据通过列表、基于WebGIS图形的方式进行显示。实现对当前井下人员信息、井下人员超时、重点区域超员、入井考勤、井下人员运动轨迹等状态信息实时统计分析。能够及时、准确的将井下人员分布信息、领导跟班情况、人员运动轨迹等反映到调度中心，以便能更加合理的调度和管理。

5、工业视频监控联网能够实现重要工作地点、重要设备现场运行情况的实时视频浏览、存储与回放，还可根据煤炭企业的需求定制个性化功能。

6、生产运行监测联网实现对各生产矿井自动化子系统数据的联网，实时掌握各生产矿井井下皮带、提升、排水、压风、电力、综采、掘进、洗选设备等生产运行监控数据信息，实时展示设备运行参数，并能够统一存储处理，实现生产过程数据统一展示。

7、应急物资的管理通过建立应急救援物资库，管理救援物资装备、救援医疗、救护队装备等，并利用GIS技术展现应急物资分布图和救援路线等信息。

8、煤炭运销管理系统数据集成到调度信息化平台中，实现价格信息、港口作业、货运组织、销售发运等数据的信息查询和统计分析。

9、信息发布实现对外发布信息(二次信息发布)、对外宣传公司介绍、调度通知、领导指示、生产数据展现、调度事务工作、安全工作成果、集成信息展现，配合综合管理门户展现已有各类(人员定位、安全监测、工业视频、生产运行监测等)信息，达到良好的对外宣传与交流效果。

10、短彩信功能可将煤炭企业日常的生产信息、会议通知、报警信息等以短彩信的形式发送到相关领导、业务和技术管理人员的手机上，满足企业日常调度的需求。

11、系统监控实现系统用户操作日志、网络通信诊断、系统运行日志、系统运行监测、系统故障诊断等功能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统，其特征在于，该管理系统包括：

业务层，用于获取包括生产调度业务数据、生产运行监测数据和工业视频流的数据信息；

数据交换层，用于将业务层的信息通过数据交换层传输给数据中心层；

数据中心层，用于将接收到的数据信息进行储存形成数据库；

应用层，根据数据中心层存储的不同种类的数据库，实现对各数据的一体化管理和数据的发布。

2.根据权利要求1所述的基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统，所述综合调度管理系统还包括用于将数据信息进行网页展示的展示层。

3.根据权利要求1所述的基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统，所述数据中心层的数据库包括工业视频、生产运行监测、安全监测、人员定位、应急物资、煤炭运销、调度统计、系统监控不同种类的数据库。

4.根据权利要求1所述的基于信息化的煤炭行业综合调度管理系统，所述应用层还包括WebGIS模块，该WebGIS模块还包括服务和接口模块以及路径拓扑分析模块，所述服务和接口模块将数据中心层中定位的路径拓扑结构，路径数据、分站位置坐标地理信息，通过服务和接口模块查询上述各管理路径和分站信息；所述路径拓扑分析模块，能允许综合调度管理系统仅仅输入人员经过的分站序列，自动分析计算人员在井下行走轨迹并将计算结果以标准的GeoJSON格式返回，Web客户端利用返回数据，在采掘图上面实现人员轨迹回放。