馬悅,，周雪，段迎娟

　　(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 機(jī)電與信息工程學(xué)院，北京 100083）

       摘要：基于Android設(shè)計(jì)了一種移動(dòng)式井下安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),，使得井下工作人員通過(guò)移動(dòng)終端,，能夠與地面數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)聯(lián)系，及時(shí)了解安監(jiān)情況,。解決了井下和地面信息不對(duì)等的問(wèn)題,。給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了客戶端部分功能的實(shí)現(xiàn),。該系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)技術(shù)在煤礦安全管理工作中的應(yīng)用,，對(duì)于提高煤礦信息化程度、降低管理成本,、減少煤礦事故的發(fā)生都有重要意義,。

　　關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控系統(tǒng)；移動(dòng)終端,；Android,；煤礦信息化

0引言

　　中國(guó)是世界上僅次于美國(guó)的第二大能源消費(fèi)國(guó)，其中煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占有不可替代的地位［1］,。我國(guó)煤礦開(kāi)采條件復(fù)雜,，自然災(zāi)害嚴(yán)重，煤炭企業(yè)生產(chǎn)力水平整體偏低,，安全生產(chǎn)基礎(chǔ)比較薄弱［23］,。煤礦生產(chǎn)安全一直是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享和傳輸實(shí)時(shí)性方面還存在著問(wèn)題,，安全監(jiān)測(cè)信息傳輸給地面數(shù)據(jù)中心后,，不能及時(shí)反饋給井下工作人員，造成地面,、井下獲得的信息不均衡,，井下工作人員不能及時(shí)了解到周圍的環(huán)境情況，形成信息孤島,。在礦難發(fā)生前,，不能根據(jù)安監(jiān)數(shù)據(jù)采取應(yīng)急措施和做出快速反應(yīng)，直接威脅到生命和財(cái)產(chǎn)安全,。近年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)飛速發(fā)展,，智能手持終端廣泛應(yīng)用,，這些新技術(shù)為解決煤礦安監(jiān)系統(tǒng)現(xiàn)有問(wèn)題提供了新的思路，也成為煤礦科技發(fā)展的新方向,，因此研究井下智能手持終端對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有很重要的意義,。

　　本系統(tǒng)將智能移動(dòng)終端技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入煤礦安全生產(chǎn)管理過(guò)程中，將井下防爆手機(jī)或平板電腦作為客戶端載體，搭載開(kāi)放源代碼的Android操作系統(tǒng),，移動(dòng)終端通過(guò)井下WiFi向井上服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù),，并在客戶端上簡(jiǎn)單直觀地將煤礦井下安全生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶，最終實(shí)現(xiàn)煤礦井上井下安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享,，提高安全監(jiān)控預(yù)警效率,，保障煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)。

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　Android是Google開(kāi)發(fā)的基于Linux的開(kāi)源移動(dòng)終端開(kāi)發(fā)平臺(tái)［4］,?；贏ndroid的移動(dòng)式井下安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為井上服務(wù)層,、數(shù)據(jù)感知層,、應(yīng)用層，如圖1所示,。煤礦井下傳感器負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)和檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況,，將信息匯總上傳到井上服務(wù)器。井上服務(wù)器接收煤礦端傳來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),，存入煤礦數(shù)據(jù)庫(kù)中,，根據(jù)客戶端提交的不同需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，并將處理篩選的數(shù)據(jù)返回到井下智能終端,。

2系統(tǒng)客戶端設(shè)計(jì)

　　客戶端體系結(jié)構(gòu)共分為4層,，由上到下分別是：UI顯示層、邏輯控制層,、XML處理層和數(shù)據(jù)傳輸層,。根據(jù)客戶端應(yīng)用需求分析，客戶端設(shè)計(jì)分為登錄模塊,、安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊,、安全隱患模塊、預(yù)警信息模塊,、安全規(guī)程模塊,、生產(chǎn)日?qǐng)?bào)模塊、重點(diǎn)工程模塊,、系統(tǒng)設(shè)置模塊,、系統(tǒng)展示模塊和使用說(shuō)明模塊，如圖2所示,。

　　用戶登錄系統(tǒng),，通過(guò)身份驗(yàn)證后，以3×3選項(xiàng)的格式展示系統(tǒng)首頁(yè),，如圖3,。安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊負(fù)責(zé)給井下工作人員呈現(xiàn)煤礦井下安全生產(chǎn)相關(guān)環(huán)境安全數(shù)據(jù)；安全隱患模塊主要作用是安全隱患查詢和安全隱患上傳；預(yù)警信息模塊將采集層測(cè)量的數(shù)據(jù)與閾值相比較,，分析篩查事故地點(diǎn),，并向井下工作人員發(fā)布報(bào)警通知；安全規(guī)程模塊方便井下管理人員進(jìn)行安全巡視檢查和井下工作人員學(xué)習(xí)安全規(guī)程,；生產(chǎn)日?qǐng)?bào)模塊主要用于查詢煤礦企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作情況,；重點(diǎn)工程模塊用于煤礦企業(yè)相關(guān)人員對(duì)重點(diǎn)工程單位每天制定詳細(xì)的工程計(jì)劃；系統(tǒng)展示模塊用于展示和宣傳井下安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),；系統(tǒng)功能設(shè)置模塊主要用于密碼修改和服務(wù)器地址設(shè)置,；使用說(shuō)明模塊的作用是向用戶提供系統(tǒng)客戶端的操作說(shuō)明。本文只對(duì)登錄模塊,、安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊,、安全隱患模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

3系統(tǒng)子模塊設(shè)計(jì)

　　3.1登錄認(rèn)證模塊

　　井下工作人員在登錄安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)時(shí),，繼承Activity類的denglu_dl類將展示登錄界面并進(jìn)行登錄驗(yàn)證,，接著調(diào)用重寫(xiě)OnCreate()，初始化布局方式,、標(biāo)題,、用戶名,、密碼,。系統(tǒng)要核對(duì)工作人員用戶名和密碼是否相同,，還需獲取使用者身份權(quán)限,。用戶在登錄界面輸入用戶名和密碼后點(diǎn)擊“登錄”按鈕，客戶端將身份信息提交給井上服務(wù)器驗(yàn)證,，若登錄成功,，則驗(yàn)證用戶身份是基層工作者還是安全生產(chǎn)管理人員，驗(yàn)證用戶身份后載入頁(yè)面調(diào)用重寫(xiě)onCreate(),初始化標(biāo)題和代表各個(gè)模塊的9個(gè)ImageButton,，即安監(jiān)數(shù)據(jù),、安全隱患、預(yù)警信息,、安全規(guī)程、生產(chǎn)日?qǐng)?bào),、重點(diǎn)工程、展示模塊,、系統(tǒng)設(shè)置和使用說(shuō)明,。如果井下工作人員身份信息輸入錯(cuò)誤,，則提示登錄失敗。本模塊還提供匿名登錄功能和設(shè)置功能,，如圖4所示,。

　　3.2安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊

       安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊負(fù)責(zé)給井下工作人員呈現(xiàn)與煤礦井下安全生產(chǎn)相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù),。井下工作人員可以根據(jù)需求查看井下各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)提供的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)的實(shí)時(shí)值,，也可以查詢一天內(nèi)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)變化。井下工作人員可以選擇模擬量查詢和數(shù)字量查詢,，模擬量查詢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括甲烷濃度、井下溫度,、一氧化碳濃度和通風(fēng)量等數(shù)據(jù)，如圖5所示,。查詢實(shí)時(shí)值時(shí)，用戶需要選擇所需的查詢條件,，查詢結(jié)果以表格形式呈現(xiàn)給用戶,；數(shù)字量查詢類型包括電機(jī)開(kāi)停狀態(tài),、開(kāi)關(guān)柜閉合和風(fēng)機(jī)開(kāi)停等，查詢結(jié)果同樣以列表狀態(tài)呈現(xiàn)給用戶,。系統(tǒng)用繼承Activity類的anjian_mss類展示模擬量實(shí)時(shí)查詢頁(yè)面,，界面提供瓦斯、一氧化碳,、溫度、風(fēng)速,、水位,、煙霧和粉塵濃度7個(gè)模擬量查詢接口,，而anjian_mls類則展示模擬量歷史查詢頁(yè)面,。系統(tǒng)用繼承Activity類的anjian_sss類展示數(shù)字量實(shí)時(shí)查詢頁(yè)面,，界面可供查詢開(kāi)關(guān)柜閉合,、風(fēng)機(jī)開(kāi)閉等內(nèi)容,，而anjian_sls類展示數(shù)字量歷史查詢頁(yè)面,。

　　3.3安全隱患模塊

　　安全隱患管理模塊分為兩個(gè)部分，安全隱患查詢和安全隱患上傳,，如圖6,、圖7所示,。用戶進(jìn)入安全隱患查詢部分,，可查詢隱患?xì)v史記錄以及處理結(jié)果,。系統(tǒng)用繼承Activity類的yinhuan_cx類展示隱患查詢界面,，頁(yè)面載入時(shí)調(diào)用重寫(xiě)onCreate()進(jìn)行頁(yè)面初始化，用listview列表方式顯示采煤,、掘進(jìn)、機(jī)電、運(yùn)輸,、通防等其他6個(gè)方面,。安全隱患上傳模塊的作用是管理人員在井下巡檢過(guò)程中,，如發(fā)現(xiàn)工作人員的違規(guī)操作或設(shè)備的不正常使用情況，可拍照取證,、標(biāo)記上傳。系統(tǒng)用繼承Activity類的yinhuan_sc類獲取隱患現(xiàn)場(chǎng)證據(jù),，并上傳至井上數(shù)據(jù)庫(kù),，頁(yè)面提供隱患內(nèi)容,、隱患單位,、隱患責(zé)任人,、時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)。

4系統(tǒng)方法及測(cè)試結(jié)果

　　客戶端測(cè)試方法主要以UI測(cè)試為主,，即在測(cè)試過(guò)程中針對(duì)井下工作人員在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作狀況,，例如輸入格式不正確,、日期選擇不正確等進(jìn)行測(cè)試,?？蛻舳说娜蒎e(cuò)能力是客戶端穩(wěn)定運(yùn)行的根本保證。經(jīng)測(cè)試客戶端對(duì)用戶非法輸入反映良好,，能給出錯(cuò)誤提示，并沒(méi)有出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象,，具體測(cè)試結(jié)果如表1所示,。

5結(jié)束語(yǔ)

　　本文提出的基于Android的移動(dòng)式井下安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),，解決了現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)存在的布線復(fù)雜、后期維護(hù)成本高,、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸性差的問(wèn)題，但該系統(tǒng)還不能完全滿足煤礦企業(yè)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的需求,，還需將人員定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)引入煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中,。

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