安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)在義煤集團的升級改造

義煤集團通訊分公司 馬 琳 李 偉

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安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)在義煤集團的升級改造

義煤集團通訊分公司 馬 琳 李 偉

【摘要】分析了義煤集團安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)的現(xiàn)狀，介紹了聯(lián)網系統(tǒng)升級改造過程中的解決方案及關鍵技術。在原有平臺的基礎上，對網絡和傳輸通道進行了改造，實行雙機并行、雙通道上傳數(shù)據，完成義煤集團安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)的升級改造，滿足新的管理規(guī)范和要求。實際應用表明，改造后的系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，降低了維護費用，提高了井下安全管理水平。

【關鍵詞】礦井；安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)；升級改造；雙機并行；雙通道；上傳數(shù)據

1 引言

義煤集團安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網工作從2006年開始，到目前為止共有十八對省內生產礦井接入該系統(tǒng)。此系統(tǒng)在運行的十年中雖然對提高礦井安全生產、保證礦工生命安全起到了巨大的作用，但是對當前河南能源在安全生產方面的要求還有很大的差距，具體表現(xiàn)為：

1.1 系統(tǒng)軟件型號復雜、兼容性差，設備老舊參差不齊

義煤集團十八對生產礦井所使用的安全監(jiān)測系統(tǒng)型號有六種，系統(tǒng)結構多樣，不同的廠家的系統(tǒng)對接時會出現(xiàn)系統(tǒng)兼容性不穩(wěn)定的情況，甚至同一個廠家的產品在不同的運行環(huán)境中也會出現(xiàn)數(shù)據不一致的情況。同時，各個單位在采購系統(tǒng)硬件時沒有統(tǒng)一標準和要求，這些情況降低了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

1.2 礦井監(jiān)測技術人員少，人員素質低，維護難度大

通過調研我們發(fā)現(xiàn)，義煤集團各礦井監(jiān)測技術人員數(shù)量偏少，多是接觸該系統(tǒng)多年的副隊長、技術員。而值班人員多是調度員，計算機網絡知識幾乎為零。服務器有問題找隊長，傳感器有問題找維修工，值班人員有畏懼、不主動去操作安全監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，第一現(xiàn)場的值班人員處理不了故障，只能坐等技術人員到場進行處理，延緩了信息恢復正常的時間。

1.3 通訊線路通道單一、距離遠，保障難度大

義煤集團采用工業(yè)環(huán)網傳輸結構，生產礦井的分支節(jié)點交換機以星型方式接入主干網絡。義煤集團至各生產礦井的主干光纜由義煤集團內部敷設、維護。從最東邊的生產礦井至最西邊的生產礦井有一百多公里，距離遠，維護時間長。同時，由于所處位置的原因，還有七個單位不在公司環(huán)網上或只有部分處在環(huán)網上。這些情況都加大了通訊線路的日常保障及維護難度。

2 系統(tǒng)解決方案

通過實際調研，影響安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網安全性的主要因素有：傳輸通道、計算機網絡、安全監(jiān)測系統(tǒng)（軟、硬件）等。

為了進一步加強安全監(jiān)測系統(tǒng)管理，保證安全監(jiān)測系統(tǒng)正?？煽窟\行，結合義煤集團實際，對安全監(jiān)測網絡和傳輸通道進行了改造，并且通過強化管理制度，解決安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網中大部份長時中斷故障。

2.1 安全監(jiān)測專用網絡

義煤集團聯(lián)網服務器雙機冷備拆分現(xiàn)用兩臺服務器為兩套獨立的系統(tǒng)，各自具有采集、存儲、發(fā)布等完整功能，并行運行；重新編寫礦井端上傳程序，指定不同的兩個IP地址，同時上傳兩份數(shù)據到義煤集團的兩臺安全監(jiān)測服務器，實現(xiàn)義煤集團安全監(jiān)測服務器其中一臺出現(xiàn)故障或者維護發(fā)生中斷，另外一臺服務器不受影響正常運行，可以正常訪問。若中斷服務器恢復正常后，通過上傳程序的斷點續(xù)傳功能，繼續(xù)把未接收的數(shù)據繼續(xù)補齊，保證數(shù)據的完整性。

各生產礦井安全監(jiān)測上傳服務器通過專用傳輸通道匯接至義煤集團的安全監(jiān)測聯(lián)網專用匯聚交換機，通過此交換機與義煤集團安全監(jiān)測服務器聯(lián)網，形成義煤集團安全監(jiān)測服務器與各生產礦井安全監(jiān)測服務器之間的專用局域網，與外界網絡物理割裂，徹底規(guī)避網絡威脅。兩臺匯聚交換機做1:1備份，整套系統(tǒng)做到通道、設備等所有環(huán)節(jié)1:1備份，該局域網通過UTM（安全網關）做防護策略，提供辦公網用戶訪問。

2.2 網絡拓撲（見圖1）

2.3 安全監(jiān)測傳輸專用通道

2.3.1 環(huán)網節(jié)點單位

主用通道：采用環(huán)網以太網端口進行數(shù)據傳輸。

生產礦井安全監(jiān)測服務器——光電收發(fā)器——生產礦井通訊機房環(huán)網設備以太網端口——通訊中心環(huán)網設備以太網端口——匯聚交換機——義煤集團安全監(jiān)測服務器

備用通道：采用環(huán)網E1端口通過協(xié)議轉換器（E1轉RJ45）轉換為以太網端口進行數(shù)據傳輸。

生產礦井安全監(jiān)測服務器——光電收發(fā)器——協(xié)議轉換器（E1轉RJ45）——生產礦井通訊機房環(huán)網設備E1端口——通訊中心環(huán)網設備E1端口——協(xié)議轉換器（E1轉RJ45）——匯聚交換機——義煤集團安全監(jiān)測服務器

2.3.2 環(huán)網支線節(jié)點單位

主用通道：采用環(huán)網E1端口通過協(xié)議轉換器（E1轉RJ45）轉換為以太網端口進行數(shù)據傳輸。

生產礦井安全監(jiān)測服務器——光電收發(fā)器——協(xié)議轉換器（E1轉RJ45）——生產礦井通訊機房環(huán)網設備E1端口——通訊中心環(huán)網設備E1端口——協(xié)議轉換器（E1 轉RJ45）——匯聚交換機——義煤集團安全監(jiān)測服務器

備用通道：采用租用運營商2M專線進行數(shù)據傳輸。

2.3.3 無環(huán)網節(jié)點單位

主用通道及備用通道均租用運營商線路進行安全監(jiān)測數(shù)據傳輸。

圖1

2.4 礦井內部專用光纜線路

環(huán)網節(jié)點礦井，建設礦井通訊機房至安全監(jiān)測服務器之間兩條路由不同的專用光纜，分別通過各自的光電收發(fā)器構建兩條安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網專用通道。此兩段光纜由生產礦井負責建設與日常維護管理。

環(huán)網支線礦井，建設礦井通訊機房至監(jiān)測服務器之間專用光纜，通過光電收發(fā)器構建安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網專用通道。此段光纜由生產礦井負責建設與日常維護管理。另一條通道租用電信運營商線路，實現(xiàn)礦井安全監(jiān)測服務器至義煤集團安全監(jiān)測服務器另一條專用通道。

無環(huán)網節(jié)點礦井，分別租用兩家不同運營商且進礦路由不同的兩條線路構建兩條安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網專用通道。

3 安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網改造關鍵技術

3.1 義煤集團聯(lián)網服務器雙機并行

拆分現(xiàn)用兩臺服務器為兩套獨立的系統(tǒng)，各自具有采集、存儲、發(fā)布等完整功能，并行運行；重新編寫礦井端上傳程序，指定不同的兩個IP地址，同時上傳兩份數(shù)據到義煤集團的兩臺安全監(jiān)測服務器，義煤集團安全監(jiān)測服務器其中一臺出現(xiàn)故障或者維護發(fā)生中斷，另外一臺服務器不受影響正常運行，可以正常訪問。若中斷服務器恢復正常后，通過上傳程序的斷點續(xù)傳功能，繼續(xù)把未接收的數(shù)據繼續(xù)補齊，保證數(shù)據的完整性。

3.2 傳輸雙通道，自動切換

目前通過改造，實現(xiàn)了安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)中所有礦井都具備兩條不同方式的傳輸通道，保證數(shù)據上傳正常。下一階段地改造將安全監(jiān)測專用匯聚層交換機更換為高性能匯聚交換機，各生產礦井安全監(jiān)測上傳服務器前端安裝核心交換機，各礦井的核心交換機與匯聚交換機通過已建好的兩條專線互聯(lián)，采用OSPF動態(tài)路由協(xié)議組成小環(huán)網，根據最短路徑開銷自動擇優(yōu)選擇上傳線路，使兩條通道達到秒級切換?？紤]設備故障，每個點采用1：1備份。若匯聚交換機或生產礦井核心交換機出現(xiàn)故障，需手動調換網線至備用交換機。

4 結語

升級改造以來，本系統(tǒng)上傳中斷的次數(shù)比之前有大幅度地減少，極大地提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在當今礦井安全要求極高地情況下，一個穩(wěn)定、可靠的安全監(jiān)測聯(lián)網系統(tǒng)在安全生產中起重要的作用，能夠幫助調度中心實時地了解井下安全、生產和設備運行情況，是安全生產、提高效率的保證，取得了良好的經濟和社會效益。

參考文獻

[1]杜長江.對安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的探討[J].經營管理者,2014,9.

[2]汪彥峰.祁南煤礦人員安全監(jiān)測系統(tǒng)的改造[J].工礦自動化,2010,4.

馬琳，助理工程師，現(xiàn)供職于義煤集團通訊分公司，從事網絡管理工作。

李偉，工程師，從事信息化工作。

作者簡介：