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1、煤矿安全监测系统联网平台设计方案杭州创联电子技术有限企业2023年7月1、概述瓦斯事故是我国目前煤矿生产的重要灾害,而装备矿井安全监测监控装置又是防止瓦斯事故最重要的现代化手段之一。然而近年来重、特大瓦斯爆炸事故却多次发生在装备有矿井安全监测监控系统的国有重点煤矿中,究其原因是多方面的,但与监测系统的使用、管理、技术等有亲密关系,如系统的集成度低。由于多种系统建于不一样步期,使用不一样的技术,各系统无法有效的集成,使安全生产监测监控信息不能很好的整合、运用,安全生产信息及时、精确的传送到各级有关人员手中缺乏有效的手段。伴随计算机和网络技术0日臻完善和飞速发展,基于Internet和Imrane
2、t网络技术的以远程煤矿安全实时监测监控为主,集安全信息采集、采掘位置动态跟踪、隐患警告、事故报警、安全监管、安全调度等功能为一体的计算机信息网络系统,可以将既有不一样步期、不一样种类、不一样技术的安全生产监测监控系统和新建的系统整合在统一的平台上,使从企业的生产环节到政府的监督管理机构都能及时得到安全生产的信息,协助将安全生产监督管理工作落到实处。我司研发的煤矿安全监测系统联网平台,它拥有强大日勺顾客管理功能、网络数据实时传送良好的兼容性、以便的可扩展性等众多长处。2、设计原则、设计原则2.1 灵活性和兼容性原则方案设计充足考虑到系统升级扩容0灵活性和兼容性。系统是开放式、分布式B系统,使得在
3、不变化原有设备的状况下,能以便的升级、扩容,保证系统B科学合理和先进性。2.2 可靠性原则矿井终端上传软件采用了积极上传0方式,当网络发生故障或其他原因导致数据不能上传时,系统会将数据保留下来,网络恢复时继续上传。某一矿井终端软件出现故障对整个系统不会产生任何影响。2.3 易操作和易维护性原则本系统采用B/S架构设计,各模块之间相对独立,便于后来的维护与功能扩展。矿井终端上传软件双击打开,无需任何操作,为全自动工作方式。局端应用软件采用了易操作的人机界面,顾客可在短时间内学会系统的使用。实时性原则实时显示各矿端监测设备的目前状态或数据,可分类显示或所有显示。在数据库服器中建立历史数据库,便于记
4、录与分析,为领导决策提供根据。安全性原则充足考虑系统和数据的安全性。系统具有较强的权限、加密等机制、完善全面0事件日志、数据备份功能。设计根据、规范及原则煤矿安全监控系统检测仪器使用管理规范(AQ1029-2023)煤矿安全监控系统通用技术规定(AQ6201-2023)煤炭安全生产监控系统软件通用技术规定MT/T1008-2023中华人民共和国公共安全行业原则GA/T70-94安全防备工程程序与规定GA/T75-94工业企业通信设计规范GBJ42-81建筑电气安装工程质量检查评估原则GBJ303-88中国电器装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82工业自动化仪表工程施工及验收规范FBJ93
5、-86电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-9092民用建筑电气设计规范JGJT16-92GA/T74-94顾客需求设计规范化、数据原则化、功能全面化、系统开放性和广泛合用性产品架构科学、设计合理、技术先进、功能强大、稳定可靠实时性:能实时传播、处理、存储和显示信息,并根据规定实时控制,能周期循环运行而不中断B/S架构,便于管理操作权限管理,分级别分顾客浏览,各级监管部门和矿井相对独立、权限架构清晰、配置合理系统容量大,可满足不低于50对矿井的联网需求可将多种不一样型号0监控系统数据按照统一0数据原则进行处理,实现数据B原则化采用实时数据集中处理技术,所有矿井实时数据在一种页面上集中、持
6、续、滚动显示可以对各矿井和各监管部门进行任意分级、分区或者分类管理和记录查询具有颜色、语音、文本信息、短信等多种报警方式,顾客可根据需要设置报警类型、报警级别和报警对象范围具有历史数据查询,历史告警查询功能,对超限状态、时长可分时段进行查询记录具有分时段曲线,柱状图查询功能具有日报,月报等数据报表软件可定期自动备份系统构成煤矿安全监测系统联网平台由网络通信平台、虚拟专用网(VPN)系统、矿井端的上传软件、局端的接受软件、数据库服务器、WEB服务器以及双机热备软件构成。煤矿安全监测系统联网平台是一套完全基于IP网络,采用BrowserZServer系统构造设计的联网平台系统,代表了目前国内远程监
7、控系统的先进水平。如下是系统的网络拓朴构造图:internet传客户墙他客户叫何客户惴网络通信平台目前Internet的接入方式诸多,但从既有各ISP为顾客提供IP地址的方式来看,重要分为两类,即静态的公有或私有IP地址和动态的公有IP地址。考虑到全国各地ISP所能提供的INTERNET接入手段和有关费用等原因,系统采用在煤层气总部采用获取静态公网IP的宽带接入方式和其他均采用动态获取公网地址BADS1接入方式和静态获取私网IP地址B宽带接入方式。虚拟专用网(VPN)系统VPN是运用公网来构建专用网络,它是通过特殊设计的硬件和软件直接通过共享BIP网所建立的隧道来完毕的。既有两种类型的隧道协议
8、,一种是二层隧道协议,用于传播二层网络协议,另一种是三层隧道协议,用于传播三层网络协议,本系统采用三层隧道协议。它具有如下B特点:满足大量数据集中处理B性能规定:由于采用了基于高性能BRISC技术,具有高吞吐量、迅速响应的特点。基于硬件的STACZHiFn压缩和DES加密最大程度地提高了数据吞吐量,同步不会影响路由性能。企业级防火墙:通过对信息包内容和会话状态进行检测,它可以提供有效日勺方式对专用网络进行保护。还可以保护免受大范围B拒绝服务(DOS)式袭击如:死亡之ping、SYN/FIN泛滥、SmUrf袭击、端口扫描、FRAG袭击和IP欺骗等。虚拟路由冗余协议(VRRP):作为一种Inter
9、net协议原则,VRRP在严格任务环境中提供了自动的路由器备份。多种VPN路由器共享一种虚拟IP地址用作一种缺省的1AN网关。假如主路由器发生故障,虚拟IP地址将被另一种路由器很好地认定。1AN服务可以继续配置(例如使用DHCP)为一种单独0缺省网关地址。支持IPSec和ISAKMP,用于保护VPN操作:IPSeC在公共数据网络中使用硬件加密为远程顾客创立安全虚拟专用网络(VPN),容许使用低成本的JIntemet链接,替代用于分支办公室、移动顾客和远程顾客昂贵B专线连接。AR745符合IETF1PSeC和ISAKMP原则。IPSeC使用加密技术保证顾客数据在公共网络(如Intemet)上的机
10、密性、集成性和一致性。内置HDES和3DES选件卡(EMAC)提供对顾客数据B硬件级高速加密,路由性能不受任何影响。基于硬件的数据加密和压缩:可以用最新附加密算法为有安全需要日勺应用提供完整的加密,保证数据在外网传播的完整性和私密性。硬件加密速度大概是使用软件算法的十倍!是由于通过专用0加密处理器而不是通过路由器中央处理器日勺功能。密钥管理:由于所有日勺外网数据都要流经路由器,因此路由器是一种提供硬件数据加密的理想位置,此外,将复杂的密钥管理过程整合到路由器管理系统内,可以减少实行加密网络的成本。矿井端的上传软件矿井端的上传软件负责将各个矿上瓦斯系统所导出的数据精确、可靠、及时的上传给局端B接
11、受软件。它具有如下特点:网络优化:矿井端B上传客户端只有定期给远程中心数据库服务器传入数据,在没有客户访问时不向网络发送数据,减少了网络数据的流量及拥堵,是一种真正意义是09分布式网络构架系统,具有较高的科学性。故障诊断:可实时监测及记录在文献上传过程中的多种通讯、网络故障。故障恢复:一旦由于网络线路问题而客户端无法上传到远程中心数据库服务器时,也不影响系统当地的运行,当线路连通后,系统可以把未上传的数据重新上传。局端的接受软件基于SoAP协议的局端接受软件,能可靠、实时、精确的接受来自各个客户端0数据,并将接受到B数据保留至数据库服务器。SOAP协议0长处:SOAP由MS和IBM共同制定用于
12、规范WEB服务原则,用于实现异构程序与平台间的数据互换。SoAP的重要设计目的是开放性、简朴性和可扩展性。SOAP以XM1形式提供了一种简朴、轻量的用于在分散或分布环境中互换构造化和类型信息的机制。它是基于XM1的协议,包括三个部分:封套(enve1ope)定义了消息内容和处理日勺框架、一套编码规则用来体现应用定义数据类型日勺实例以及体现远程过程调用和响应的协定。数据库服务器采用高性能的服务器,安装SQ1SERVER大型数据库管理系统保留局端的接受软件收到B实时安全监测数据,同步采用磁盘阵列技术实时备份数据库信息,保证了数据B安全性。本方案中使用SQ1SEVER2023,其具有如下新的特点:可
13、信任的使得企业可以以很高的安全性、可靠性和可扩展性来运行他们最关键任务的应用程序。高效B使得企业可以减少开发和管理他们B数据基础设施0时间和成本。智能的提供了一种全面的平台,可以在你B顾客需要日勺时候给他发送观测和信息。WEB服务器WEB服务器装备了强健的优化服务器硬件,基于WindOWS操作系统,并支持最新的Internet与安全原则,支持动态主机的J、高访问量及运行三层网络应用程序。双机热备软件RoseHAforWindows双机热备软件0功能特点:容错方式:硬件,分区共享。工作方式:支持共享磁盘阵列工作模式:主从,双工支持数据库:与数据库无关.监控方式:串口线,网线.支持平台:Windo
14、ws,1inux,SCOUnix,So1aris其他性能:增长了日志部分的内容信息,增强了资源日勺修改编辑功能,增长了对Team类型网卡的支持,增长了共享盘盘符被占用的报警机制。手册针对有关功能进行了修改和补充,增长了对磁盘阵列的硬件锁功能日勺支持。增长了对Switch或HUB断电B适应能力增强了对FiIeShare资源可用共享资源的处理.其他管理界面各个方面操作及显示上日勺修改完善。增长了RoSeHA界面中将多种配置信息保留到文本文献的功能。硬件环境阐明服务器IBMSystemx3650M2(7947I25)1 .处理器类型XeonE5530处理器描述标配1个XeonE5530处理器处理器数
15、量2处理器主频(MHZ)2400产品类别机架式构造2U制程工艺45CPU关键四核(Gainestown)2 .主板规格主板扩展插槽4个PCI-EXPreSS(4x8)第二代插槽2x8全长、全高1x8半长、全高1x8小型4x8通过可选的扩展卡可转换为2x16此外,通过可选的扩展卡可提供2个PC1-X前端总线800MHz3 .内存类型DDRIII内存描述2*2GBDDR3RD1MM内存原则内存容量4GB最大内存容量128GB4 .存储设备硬盘类型SAS最大容量3.6TB硬盘容量146GB*2内部硬盘架数最多12个2.5英寸热插拔SAS硬盘驱动器最大热插拔硬盘数支持热插拔磁盘阵列卡ServerRAIDMR1Oi光盘驱动器CDRW/DVDCombo内存插槽数量165 .显示性能显示芯片ATIES1OOO(RN50)6 .网络设备网卡类型集成0双千兆以太网管理及安全性7 .管理工具IBMIMM带有虚拟介质密钥用于可选的远程在线支持、预测性故障分析、集成的服务处理器、诊断1ED、光通路诊断面板、服务