煤炭生產管理信息系統的研究與設計

張慧

（榆林學院 陜西 榆林 719000）

煤炭是我國的主要能源，在能源生產和消費中分別占75.5%和76.9%據保守估計，即使政府采取積極穩健的替代能源政策，到2050年，煤炭在我國的能源消費結構中仍然至少達40%以上，因此，在今后相當長的一段時期內，煤炭產業仍將是我國能源的支柱產業。煤礦生產管理是一項復雜的系統工程，主要由環境、機械、設備、產品、原材料，以及相關的人和環境等綜合系統為管理對象，最終的目的是保護人和生產資料的安全，使煤礦進行安全有序的生產。煤礦的安全生產是一個關系到整個國計民生的政治、經濟與技術課題。煤炭生產管理信息系統是將煤炭生產企業將與煤炭生產相關的所有信息進行集中整合、綜合管理的計算機管理信息系統。通過有效的管理，提高企業煤炭生產效率，降低企業在煤炭生產方面的管理和維護成本，保障生產任務能夠正常順利地進行[1-3]。

1 需求分析

根據一般煤炭生產企業管理需求，建立基于B/S架構的煤炭企業生產管理信息系統。該系統方便維護與擴展，并按現代企業信息管理的工作模式進行結構設計，為企業提供一個規范化的計算機管理體系，對煤炭生產實施全程綜合管理，便于管理層能夠及時全面地掌握實時生產狀況。將系統劃分成如下五個子模塊：一通三防管理、設備管理、生產管理、安全管理模塊、系統管理模塊，如圖1所示。

1）一通三防管理：處理煤炭生產過程中礦井的通風、防火、防塵、防治瓦斯，監測監控的相關信息，如風量測定的信息收集、通風系統的狀態查詢、通風設施管理、瓦斯濃度和二氧化碳濃度測定的信息收集、瓦斯抽排放的信息收集、圖形的管理、監測曲線、重點監測點的設置、瓦斯抽排放的信息收集、及巷道貫通的圖紙管理等。

2）設備管理：對煤炭生產中所有的設備的信息管理。其中包括設備屬性及狀態管理，如設備的維修狀態、機器設備的入庫及支領、設備線路圖等。

3）生產管理：對生產調度、生產計劃、生產過程的信息管理，實現對生產指標，生產事故和銷量庫存的統計分析，生成與生產調度有關的資料、報表。把調度信息及時、準確的提供給用戶。

4）安全管理模塊：包括生產事故的數據查詢與統計分析，安全生產法規、人員管理、生產考核、生產會議等。實現煤礦發生的各種隱患和事故的數據查詢和統計分析，發布各類避災路線圖以及查詢與導航應用、提供安全制度、法規、文檔的下發與上傳功能；提供安全隱患、三違、安全事故等安全信息的管理、統計與分析，實現礦井安全評估，實現安全檢查、安全動態、人員上崗、逐日非正規作業特殊情況、安全質效考核等安全管理工作；實現安全培訓的登記以及備案與管理；實現各礦井重大災害預防與處理計劃、各類事故的應急預案、避災演習情況等應急救援處理方案的管理等，如安全信息的統計與分析、事故的分析、應急救援、安全監察。

5）系統管理模塊：對用戶進行設置、維護，設置用戶的功能、權限，包括：系統維護、用戶管理、用戶密碼管理等。通過用戶名/密碼來確定用戶使用權限，對用戶的操作進行必要的限定。

圖1 系統功能圖Fig.1 Structure diagram of the coal production information management system

2 數據庫設計

2.1 數據庫設計要求

1）數據庫軟件設計要求：能夠解決與該系統相關的結構化數據的快速、正確錄入問題，提供相關的應用軟件的成果銜接，實現資產設備數據錄入及統計分析的管理功能。為數據的錄入提供合適的軟件工具或操作流程，方便實現數據查詢、修改、刪除、增加等功能，并且提供各類資產數據的統計分析功能[4]。

2）技術要求①數據庫采用 SQL Server；②在對數據庫中數據進行更新的同時，要根據需要保留某些數據資源的歷史記錄；③要求對數據的正確性、一致性和有效性進行必要的檢查和控制；④結構的設計參照相關數據庫的結構和標準；⑤充分利用數據庫本身的安全技術，實現數據資源的安全性管理；⑥在保持合理冗余的前提下避免結構的不一致和不完備；⑦充分考慮相關數據庫的邏輯結構和編碼標準[5]。

2.2 各子系統數據庫功能

1）一通三防管理：一通三防管理子系統完成通風設備、供水管路設備、防塵設施、瓦斯抽放設備等相關設備的臺賬計算、安全信息報表生成、設施的檢查狀態、瓦斯和二氧化碳濃度的測定信息、圖形的管理、圖紙管理以及其他相關信息的導入導出等相關功能，并可進行組合查詢。提供滿足不同方式的錄入，及數據的查詢導出，操作靈活方便。

2）設備管理：設備管理子系統完成對煤炭生產中所有的設備的信息管理。其中包括設備的維修狀態、機器設備的入庫及支領、設備信息資料等。對設備運行狀況進行及時統計、修改、錄入以及刪除，最終形成相關的情況統計報表。

3）生產管理：包括矢量圖形數據及屬性數據管理，實現對生產計劃、生產排產、生產指標，生產事故和銷量庫存的統計分析，生成與生產調度有關的資料、報表。把調度信息及時、準確的提供給用戶。提供了各種相關數據的錄入、查詢、刪除、統計，以及相關信息表格的導入導出。

4）安全管理模塊：安全管理子模塊完成生產事故的數據查詢與統計分析，安全生產的法律法規、人員管理、生產考核、生產會議等相關信息的添加、刪除、統計、分析，并且最終形成相關情況的統計報表。

5）系統管理模塊：系統管理子模塊實現用戶的角色和權限管理，對用戶的基本信息進行修改、刪除、添加。

3 系統設計

3.1 系統設計思想

煤炭生產管理信息系統的總目標是綜合運用計算機數據庫技術和局域網技術，在煤炭企業建成網絡生產管理信息系統。以中心數據庫為核心，使各煤炭部門的工作站具有與中心數據庫互連的能力，實現信息共享。系統在提高管理科學性和管理工作效率的同時，具有對管理活動提供分析、預測與輔助決策的支持能力，創造出一個良好的現代化管理環境[6]。

該系統采用B／S模式的三層結構，客戶端接受用戶的請求，客戶端向應用服務提出請求，應用服務從數據庫服務中獲得數據，應用服務將數據進行計算并將結果提交給客戶端，客戶端將結果呈現給用戶。在B／S架構中，由瀏覽器作為統一的客戶端，服務器端由數據庫服務器和web服務器以及連接它們的中間件組成，結構的核心部分是web服務器，它負責接收遠程（或本地）的HTTP查詢請求，然后根據查詢的條件，利用數據引擎技術（ODBC、ADO、OLE/DB）到數據庫服務器獲取相關的數據，再將結果翻譯成HTML、DHTML、XML等頁面描述語言，傳送回提出查詢請求的瀏覽器。本系統三層Browser/Server結構組成如圖2所示。

圖2 系統三級結構組成圖Fig.2 Diagram of three structure system

3.2 系統總體設計

系統總體設計既要考慮目前的技術規范和技術現狀，同時又要考慮未來的技術更新，所以在技術實現上要考慮以下方面：1）充分利用已有的技術基礎和軟件產品，規范軟件接口，保證訪問透明；2）采用開放的體系結構，確保系統既可以獨立運行，又可集成運行；3）適應技術的發展，可方便地引入新技術，整個系統具有可重構性和易擴展性。

本系統劃為4個層次，包括系統平臺、數據庫、管理層和應用層，如圖3所示。

圖3 系統結構層次圖Fig.3 Structure level diagram of system

3.3 系統的工作流程

在煤炭生產管理信息系統中，用戶通過客戶端瀏覽器進入系統，經過權限驗證是否具有進入系統的權限，頁面接收到瀏覽器傳來的參數對數據進行處理，通過數據訪問接口訪問后臺數據庫，得到數據以后，經過編譯以后，生成用戶所需要的頁面返回到客戶端。煤炭生產管理信息系統業務工作流程如圖4所示。

圖4 煤炭生產管理系統業務工作流程圖Fig.4 Diagram of coal production and operation management system flow

4 結束語

本文建立了一種煤炭生產管理信息系統，它將煤炭生產企業與煤炭生產相關的所有信息進行集中整合、綜合管理。這種系統便于擴展、方便維護，并按現代企業信息管理的工作模式進行結構設計，為企業提供一個規范化的計算機管理體系，可對煤炭生產實施全程綜合管理。

[1]卓飛.石油生產管理信息系統的研究與設計[J].電子設計工程，2010，18（8）:113-115.

ZHUO Fei.Research and design of oil production management information system[J].Electronic Design Engineering，2010 ，18（8）:113-115.

[2]李小雁.基于WEBGIS的煤炭企業安全生產管理信息系統的設計與實現[D].長沙:中南大學，2008:35-40.

[3]黃淑勇.基于知識管理的煤礦生產管理系統研究與實現[D].淮南:安徽理工大學，2008:23-28.

[4]婁雨.分布式煤炭質量管理系統的設計[J].煤炭技術，2013，32（1）:276-277.

LOU YU.Design of distributed coal qualitymanagement system[J].Coal Technology，2013，32（1）:276-277.

[5]楊志紅，邵斌.煤礦生產物流系統研究[J].煤炭技術，2012，31（1）:271-272.

YANG Zhi-hong，SHAO Bin.Research on coal production logistics system[J].Coal Technology，2012，31（1）:271-272.

[6]譚章祿，常金明，劉浩.基于物聯網技術的煤礦運銷調度管理信息系統的研究與設計[J].中國煤炭，2012，38（10）:68-70.

TAN Zhang-lu，CHANG Jin-ming，LIU Hao.Research and design of management information system for coal transportation and marketing operation based on internet of things[J].China Coal，2012，38（10）:68-70.