鑒于煤礦安防的自身特殊性和和復雜性，如果要保證煤礦安防系統(tǒng)有效運行實施，必須實現(xiàn)各個子系統(tǒng)之間聯(lián)動功能和互通性。由于煤礦的安防工程涵蓋了各種各樣的子系統(tǒng)，而只有對各種子系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理才能保證操作流程的效率。隨著煤礦行業(yè)安防水平的進一步提高，煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)如何在煤礦生產(chǎn)過程中得到高效的運用，在現(xiàn)階段受到各方的特別關(guān)注。

    由于安全生產(chǎn)監(jiān)管部門的要求，煤礦要取得開采許可證就必須安裝必要的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括生產(chǎn)安全檢測報警系統(tǒng)、井下通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。客觀的說，近年來，煤礦行業(yè)的安防水平從硬件方面講已經(jīng)在逐步提高，相應的產(chǎn)品種類和相關(guān)的技術(shù)指標已經(jīng)達到國際標準，操作程序也比較完善成熟。但是各個子系統(tǒng)一般都是獨自成系統(tǒng)的，各子系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)聯(lián)動功能，這樣，給現(xiàn)場的監(jiān)控、統(tǒng)一管理、事故的處理帶來不便，安防監(jiān)控系統(tǒng)不能完全發(fā)揮系統(tǒng)應有功能。將煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成具有數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化相結(jié)合的多業(yè)務數(shù)字監(jiān)控指揮調(diào)度系統(tǒng)，可以為各級安監(jiān)部門提供實時和直觀的井下人員工作狀態(tài)和設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，及時發(fā)現(xiàn)并制止糾正人員違規(guī)操作，發(fā)現(xiàn)并排除設(shè)備運轉(zhuǎn)故障，并輔予其它技術(shù)檢測手段，將有效減少責任事故的發(fā)生。

SOA架構(gòu)的介紹
    SOA(service-oriented architecture)是面向服務的體系結(jié)構(gòu)，是一類分布式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。這類系統(tǒng)是將異構(gòu)平臺上應用程序的不同功能部件(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的接口和規(guī)范按松耦合方式整合在一起，即將多個現(xiàn)有的應用軟件通過網(wǎng)絡將其整合成一個新系統(tǒng)。

SOA遵循開放的標準，具有以下優(yōu)越性：
    ·架構(gòu)部署靈活。通過SOA可隨時調(diào)整現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)，可以在現(xiàn)有的硬件、數(shù)據(jù)庫和應用服務器上運行任何基于SOA的軟件。同時，SOA也具備了位置透明的特點，即能夠在網(wǎng)絡上的任意位置定位服務；

    ·服務可重用。SOA將標準應用分解為單個業(yè)務功能(即服務)，產(chǎn)生各種可重用的組件，支持多種不同的應用?？梢杂啥鄠€用戶(和服務)從多個位置和多個上下文中進行訪問。在新組合服務的構(gòu)造過程中，服務可以作為構(gòu)建塊，共享重用；

    ·松藕合。它定義的服務具有松藕合的屬性，松散藕合可保護SOA服務不受其與之交互系統(tǒng)和服務內(nèi)更改的影響，能夠跨域和企業(yè)邊界發(fā)現(xiàn)和調(diào)用服務；

    ·支持業(yè)務邏輯的持續(xù)改進。面向服務的架構(gòu)通過對組件的封裝，隱藏了服務內(nèi)部組成，服務提供者可以在不改變服務調(diào)用方式的情況下，對服務所包含的業(yè)務邏輯進行修改或替換。

[nextpage]系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
    基于SOA架構(gòu)煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由安全監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、井下通訊子系統(tǒng)、人員考勤子系統(tǒng)、人員定位子系統(tǒng)、應急救災通訊子系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示。

安全監(jiān)控子系統(tǒng)
    安全監(jiān)控子系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測和生產(chǎn)檢測兩方面。環(huán)境監(jiān)測主要用來檢測井下各種有害氣體、主巷道、作業(yè)面的工作環(huán)境，包括甲烷、一氧化碳濃度、風速、負壓、煙霧等。生產(chǎn)檢測主要用來監(jiān)控井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備，如供電電壓、電流、功率、水泵、風門狀態(tài)、風窗狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主通風機開停等。

    安全監(jiān)控子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，通過開放的工業(yè)標準接口（如OPC 接口）轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式存儲在SOA中心服務器數(shù)據(jù)庫中。

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
    視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)主要用于井下車場、無人職守變電站、主排水泵房、地面工業(yè)區(qū)的要害部位、生產(chǎn)場地等進行實時圖像監(jiān)視。由于礦井生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，井下使用的攝像機都要求具有防爆功能。目前井下視頻圖像的傳輸大多是采用單模光纖，這主要是因為前端與地面監(jiān)控中心距離太遠，一般可達幾千米到十幾千米。[nextpage]

    視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)的實時視頻數(shù)據(jù)和歷史視頻錄像，通過視頻代理服務轉(zhuǎn)換成標準的實時流RTSP(Real Time Streaming Protocol)格式，接入SOA中心平臺。

井下通訊子系統(tǒng)
    井下通訊子系統(tǒng)用于井下工作人員與地面生產(chǎn)調(diào)度人員之間的通訊。按照要求，在煤礦主副井井底車場、運輸調(diào)度室、變電所、上下山絞車房、水泵房、帶式輸送機集中控制硐室等主要機電設(shè)備硐室和采掘工作面設(shè)立通訊終端，實現(xiàn)與礦調(diào)度室等部門直接聯(lián)系。

    井下通訊子系統(tǒng)的語音對講信息，通過調(diào)度交換的網(wǎng)絡接口以標準G.711的音頻格式送給SOA中心平臺，進行中心存儲，供事后查詢。

其他業(yè)務子系統(tǒng)
    為了在事故發(fā)生后，提高地面救援人員的救援速度，最大限度減少事故損失，一些應用于事故救援的子系統(tǒng)也被引進，如井上考勤系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)、救災無線通訊系統(tǒng)等。[nextpage]

    現(xiàn)在有些地區(qū)和礦井已經(jīng)安裝了井上考勤系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)。井上考勤系統(tǒng)主要用于統(tǒng)計下井人員數(shù)量，井下人員定位系統(tǒng)目前要是采用RFID技術(shù)，讀卡距離可達15米左右。通過采用人員定位系統(tǒng)，可對每個礦工的井下位置狀況、出入?yún)^(qū)域進行管理，同時，也能對固定資產(chǎn)進行管理。讀卡器在獲得信息后通過傳輸，將數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)庫處理，這樣就可以非常清楚地了解到礦工的信息。如果有礦工進入到瓦斯集中區(qū)域，系統(tǒng)就會自動產(chǎn)生報警，而如果出現(xiàn)事故需要救援的話，通過該系統(tǒng)也能清楚地掌握援救位置。據(jù)了解，當前在有些地方，人員管理系統(tǒng)已經(jīng)被要求強制安裝。

    井下救災無線通訊系統(tǒng)為礦山專用救護無線電通信設(shè)備，主要配備于礦山救護隊，在救災中實現(xiàn)井上指揮人員、井下指揮人員、救護隊長與隊員等四方的相互會話。也可用于井筒檢修、斜井人車、監(jiān)控監(jiān)測分站與傳感器之間的調(diào)試等。

系統(tǒng)聯(lián)動應用
    SOA中心服務器中的事件觸發(fā)器可以實時聚合來自分布式系統(tǒng)的信息，然后根據(jù)規(guī)則來發(fā)現(xiàn)可能原本不被注意的模式和趨勢，從而使用戶有能力建模、確認、預測及迅速響應看似無關(guān)的事件所帶來的機遇和威脅，實現(xiàn)跨業(yè)務事件聯(lián)動。

煤礦安防監(jiān)控各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動設(shè)計如下：
    ·安全監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動：當安全監(jiān)控子系統(tǒng)檢測到井下某處瓦斯超標發(fā)出報警信號時，地面監(jiān)控指揮中心大屏上要立即彈出該處視頻監(jiān)控畫面，并在畫面上實時顯示環(huán)境監(jiān)測值，同時根據(jù)情況，系統(tǒng)自動聯(lián)動井下安全設(shè)備運行，如掘進面斷電、風機運行等；

    ·井下通信系統(tǒng)聯(lián)動需求：一旦發(fā)生報警事件，井下通信系統(tǒng)要能夠根據(jù)事先設(shè)定的預案，在相應區(qū)域或全局啟動緊急疏散預錄信息廣播；

    ·人員考勤定位系統(tǒng)：一旦發(fā)生緊急情況，指揮中心大屏上要顯示報警點附近人員情況、下井總?cè)藬?shù)等信息，以便為地面救援提供準確的數(shù)據(jù)；

    ·應急救災通信系統(tǒng)：一旦發(fā)生事故，地面調(diào)度人員可立即通過井上指揮機與礦山救護隊取得聯(lián)系。在救援過程中指導救護隊員的救援工作，提高救援效率，減少事故損失。

結(jié)論和展望
    采用基于SOA架構(gòu)的平臺設(shè)計作為煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，無論從近期還是從遠期來講，對煤礦的安防信息化建設(shè)都是有利的。

    SOA架構(gòu)為煤礦安防信息化軟件建設(shè)提供了一整套的建設(shè)標準和系統(tǒng)模塊接口規(guī)范，能夠有效地避免在后期不斷地建設(shè)過程中出現(xiàn)重復投入和信息孤島。

    SOA架構(gòu)提供了基于消息、任務和流程的驅(qū)動引擎，當煤礦安全管理流程變化的時候只需調(diào)整流程，無需再投入財力和人力進行軟件系統(tǒng)的重新編寫。后續(xù)的第三方的軟件只需按照平臺要求設(shè)計模式進行設(shè)計，無需關(guān)心流程、權(quán)限等基礎(chǔ)的設(shè)置，提供了快速開發(fā)和實施的途徑。

    通過一個統(tǒng)一的中心平臺來實現(xiàn)煤礦安防各子系統(tǒng)的聯(lián)動與融合，不僅能夠提高煤礦的安防水平，而且能夠節(jié)省人力、提高監(jiān)控效率和反應速度。(本文作者李偉強 張進現(xiàn)任職于浙江大華技術(shù)股份有限公司)