馬悅,，周雪，段迎娟

　　(中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 機電與信息工程學(xué)院,，北京 100083）

       摘要：基于Android設(shè)計了一種移動式井下安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),，使得井下工作人員通過移動終端，能夠與地面數(shù)據(jù)中心實時聯(lián)系,，及時了解安監(jiān)情況,。解決了井下和地面信息不對等的問題。給出了系統(tǒng)總體設(shè)計,，詳細介紹了客戶端部分功能的實現(xiàn),。該系統(tǒng)對移動技術(shù)在煤礦安全管理工作中的應(yīng)用，對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),；移動終端,；Android；煤礦信息化

0引言

　　中國是世界上僅次于美國的第二大能源消費國,，其中煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占有不可替代的地位［1］,。我國煤礦開采條件復(fù)雜，自然災(zāi)害嚴重,，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)安全一直是社會關(guān)注的焦點。現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享和傳輸實時性方面還存在著問題,，安全監(jiān)測信息傳輸給地面數(shù)據(jù)中心后,，不能及時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產(chǎn)安全,。近年來,，無線通信技術(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煤礦安全生產(chǎn)具有很重要的意義,。

　　本系統(tǒng)將智能移動終端技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入煤礦安全生產(chǎn)管理過程中,，將井下防爆手機或平板電腦作為客戶端載體，搭載開放源代碼的Android操作系統(tǒng),，移動終端通過井下WiFi向井上服務(wù)器請求數(shù)據(jù),，并在客戶端上簡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

　　Android是Google開發(fā)的基于Linux的開源移動終端開發(fā)平臺［4］,?；贏ndroid的移動式井下安全生產(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,。煤礦井下傳感器負責(zé)采集數(shù)據(jù)和檢測設(shè)備運行狀況,，將信息匯總上傳到井上服務(wù)器。井上服務(wù)器接收煤礦端傳來的實時數(shù)據(jù),，存入煤礦數(shù)據(jù)庫中,，根據(jù)客戶端提交的不同需求對數(shù)據(jù)進行處理計算，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

　　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)日報模塊,、重點工程模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊,、系統(tǒng)展示模塊和使用說明模塊,，如圖2所示。

　　用戶登錄系統(tǒng),，通過身份驗證后,，以3×3選項的格式展示系統(tǒng)首頁，如圖3,。安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊負責(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量的數(shù)據(jù)與閾值相比較,，分析篩查事故地點,，并向井下工作人員發(fā)布報警通知,；安全規(guī)程模塊方便井下管理人員進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)日報模塊主要用于查詢煤礦企業(yè)生產(chǎn)運作情況；重點工程模塊用于煤礦企業(yè)相關(guān)人員對重點工程單位每天制定詳細的工程計劃,；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；使用說明模塊的作用是向用戶提供系統(tǒng)客戶端的操作說明,。本文只對登錄模塊,、安監(jiān)數(shù)據(jù)模塊、安全隱患模塊進行詳細說明,。

3系統(tǒng)子模塊設(shè)計

　　3.1登錄認證模塊

　　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,，繼承Activity類的denglu_dl類將展示登錄界面并進行登錄驗證，接著調(diào)用重寫OnCreate(),，初始化布局方式,、標題、用戶名,、密碼,。系統(tǒng)要核對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擊“登錄”按鈕,，客戶端將身份信息提交給井上服務(wù)器驗證,，若登錄成功，則驗證用戶身份是基層工作者還是安全生產(chǎn)管理人員,，驗證用戶身份后載入頁面調(diào)用重寫onCreate(),初始化標題和代表各個模塊的9個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)日報,、重點工程,、展示模塊、系統(tǒng)設(shè)置和使用說明,。如果井下工作人員身份信息輸入錯誤,，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)需求查看井下各個監(jiān)測點提供的各項檢測指標的實時值,，也可以查詢一天內(nèi)該監(jiān)測點的歷史數(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,。查詢實時值時,，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開停狀態(tài),、開關(guān)柜閉合和風(fēng)機開停等，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類展示模擬量實時查詢頁面,，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個模擬量查詢接口,，而anjian_mls類則展示模擬量歷史查詢頁面。系統(tǒng)用繼承Activity類的anjian_sss類展示數(shù)字量實時查詢頁面,，界面可供查詢開關(guān)柜閉合,、風(fēng)機開閉等內(nèi)容，而anjian_sls類展示數(shù)字量歷史查詢頁面,。

　　3.3安全隱患模塊

　　安全隱患管理模塊分為兩個部分，安全隱患查詢和安全隱患上傳,，如圖6、圖7所示,。用戶進入安全隱患查詢部分，可查詢隱患歷史記錄以及處理結(jié)果,。系統(tǒng)用繼承Activity類的yinhuan_cx類展示隱患查詢界面，頁面載入時調(diào)用重寫onCreate()進行頁面初始化,，用listview列表方式顯示采煤、掘進,、機電、運輸,、通防等其他6個方面。安全隱患上傳模塊的作用是管理人員在井下巡檢過程中,，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、標記上傳,。系統(tǒng)用繼承Activity類的yinhuan_sc類獲取隱患現(xiàn)場證據(jù),，并上傳至井上數(shù)據(jù)庫，頁面提供隱患內(nèi)容,、隱患單位,、隱患責(zé)任人,、時間和現(xiàn)場證據(jù),。

4系統(tǒng)方法及測試結(jié)果

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

5結(jié)束語

　　本文提出的基于Android的移動式井下安全生產(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、后期維護成本高,、數(shù)據(jù)實時傳輸性差的問題，但該系統(tǒng)還不能完全滿足煤礦企業(yè)對安全監(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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