安全监测联网系统在义煤集团的升级改造

2015-03-05义煤集团通讯分公司

电子世界 2015年19期

义煤集团通讯分公司马琳李伟

安全监测联网系统在义煤集团的升级改造

义煤集团通讯分公司马琳李伟

【摘要】分析了义煤集团安全监测联网系统的现状，介绍了联网系统升级改造过程中的解决方案及关键技术。在原有平台的基础上，对网络和传输通道进行了改造，实行双机并行、双通道上传数据，完成义煤集团安全监测联网系统的升级改造，满足新的管理规范和要求。实际应用表明，改造后的系统运行稳定可靠，降低了维护费用，提高了井下安全管理水平。

【关键词】矿井；安全监测联网系统；升级改造；双机并行；双通道；上传数据

1 引言

义煤集团安全监测系统联网工作从2006年开始，到目前为止共有十八对省内生产矿井接入该系统。此系统在运行的十年中虽然对提高矿井安全生产、保证矿工生命安全起到了巨大的作用，但是对当前河南能源在安全生产方面的要求还有很大的差距，具体表现为：

1.1 系统软件型号复杂、兼容性差，设备老旧参差不齐

义煤集团十八对生产矿井所使用的安全监测系统型号有六种，系统结构多样，不同的厂家的系统对接时会出现系统兼容性不稳定的情况，甚至同一个厂家的产品在不同的运行环境中也会出现数据不一致的情况。同时，各个单位在采购系统硬件时没有统一标准和要求，这些情况降低了系统运行的稳定性、安全性和可靠性。

1.2 矿井监测技术人员少，人员素质低，维护难度大

通过调研我们发现，义煤集团各矿井监测技术人员数量偏少，多是接触该系统多年的副队长、技术员。而值班人员多是调度员，计算机网络知识几乎为零。服务器有问题找队长，传感器有问题找维修工，值班人员有畏惧、不主动去操作安全监测系统。系统出现问题时，第一现场的值班人员处理不了故障，只能坐等技术人员到场进行处理，延缓了信息恢复正常的时间。

1.3 通讯线路通道单一、距离远，保障难度大

义煤集团采用工业环网传输结构，生产矿井的分支节点交换机以星型方式接入主干网络。义煤集团至各生产矿井的主干光缆由义煤集团内部敷设、维护。从最东边的生产矿井至最西边的生产矿井有一百多公里，距离远，维护时间长。同时，由于所处位置的原因，还有七个单位不在公司环网上或只有部分处在环网上。这些情况都加大了通讯线路的日常保障及维护难度。

2 系统解决方案

通过实际调研，影响安全监测系统联网安全性的主要因素有：传输通道、计算机网络、安全监测系统（软、硬件）等。

为了进一步加强安全监测系统管理，保证安全监测系统正常可靠运行，结合义煤集团实际，对安全监测网络和传输通道进行了改造，并且通过强化管理制度，解决安全监测系统联网中大部份长时中断故障。

2.1 安全监测专用网络

义煤集团联网服务器双机冷备拆分现用两台服务器为两套独立的系统，各自具有采集、存储、发布等完整功能，并行运行；重新编写矿井端上传程序，指定不同的两个IP地址，同时上传两份数据到义煤集团的两台安全监测服务器，实现义煤集团安全监测服务器其中一台出现故障或者维护发生中断，另外一台服务器不受影响正常运行，可以正常访问。若中断服务器恢复正常后，通过上传程序的断点续传功能，继续把未接收的数据继续补齐，保证数据的完整性。

各生产矿井安全监测上传服务器通过专用传输通道汇接至义煤集团的安全监测联网专用汇聚交换机，通过此交换机与义煤集团安全监测服务器联网，形成义煤集团安全监测服务器与各生产矿井安全监测服务器之间的专用局域网，与外界网络物理割裂，彻底规避网络威胁。两台汇聚交换机做1:1备份，整套系统做到通道、设备等所有环节1:1备份，该局域网通过UTM（安全网关）做防护策略，提供办公网用户访问。

2.2 网络拓扑（见图1）

2.3 安全监测传输专用通道

2.3.1 环网节点单位

主用通道：采用环网以太网端口进行数据传输。

生产矿井安全监测服务器——光电收发器——生产矿井通讯机房环网设备以太网端口——通讯中心环网设备以太网端口——汇聚交换机——义煤集团安全监测服务器

备用通道：采用环网E1端口通过协议转换器（E1转RJ45）转换为以太网端口进行数据传输。

生产矿井安全监测服务器——光电收发器——协议转换器（E1转RJ45）——生产矿井通讯机房环网设备E1端口——通讯中心环网设备E1端口——协议转换器（E1转RJ45）——汇聚交换机——义煤集团安全监测服务器

2.3.2 环网支线节点单位

主用通道：采用环网E1端口通过协议转换器（E1转RJ45）转换为以太网端口进行数据传输。

生产矿井安全监测服务器——光电收发器——协议转换器（E1转RJ45）——生产矿井通讯机房环网设备E1端口——通讯中心环网设备E1端口——协议转换器（E1 转RJ45）——汇聚交换机——义煤集团安全监测服务器

备用通道：采用租用运营商2M专线进行数据传输。

2.3.3 无环网节点单位

主用通道及备用通道均租用运营商线路进行安全监测数据传输。

图1

2.4 矿井内部专用光缆线路

环网节点矿井，建设矿井通讯机房至安全监测服务器之间两条路由不同的专用光缆，分别通过各自的光电收发器构建两条安全监测系统联网专用通道。此两段光缆由生产矿井负责建设与日常维护管理。

环网支线矿井，建设矿井通讯机房至监测服务器之间专用光缆，通过光电收发器构建安全监测系统联网专用通道。此段光缆由生产矿井负责建设与日常维护管理。另一条通道租用电信运营商线路，实现矿井安全监测服务器至义煤集团安全监测服务器另一条专用通道。

无环网节点矿井，分别租用两家不同运营商且进矿路由不同的两条线路构建两条安全监测系统联网专用通道。

3 安全监测系统联网改造关键技术

3.1 义煤集团联网服务器双机并行

拆分现用两台服务器为两套独立的系统，各自具有采集、存储、发布等完整功能，并行运行；重新编写矿井端上传程序，指定不同的两个IP地址，同时上传两份数据到义煤集团的两台安全监测服务器，义煤集团安全监测服务器其中一台出现故障或者维护发生中断，另外一台服务器不受影响正常运行，可以正常访问。若中断服务器恢复正常后，通过上传程序的断点续传功能，继续把未接收的数据继续补齐，保证数据的完整性。

3.2 传输双通道，自动切换

目前通过改造，实现了安全监测联网系统中所有矿井都具备两条不同方式的传输通道，保证数据上传正常。下一阶段地改造将安全监测专用汇聚层交换机更换为高性能汇聚交换机，各生产矿井安全监测上传服务器前端安装核心交换机，各矿井的核心交换机与汇聚交换机通过已建好的两条专线互联，采用OSPF动态路由协议组成小环网，根据最短路径开销自动择优选择上传线路，使两条通道达到秒级切换。考虑设备故障，每个点采用1：1备份。若汇聚交换机或生产矿井核心交换机出现故障，需手动调换网线至备用交换机。