煤礦安全網絡客戶端軟件設計探究

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1網絡客戶端軟件設計簡介

網絡客戶端軟件設計，通常也稱為核心虛擬網絡技術，主要是因為整個計算機網絡的任意2個節點之間的連接并沒有傳統專網所需的端到端的物理鏈路，而是架構在公用網絡服務商所提供的網絡平臺，如in－ternet，ATM（異步傳輸模式），FrameRelay（幀中繼）等之上的邏輯網絡，用戶數據在邏輯鏈路中傳輸。它涵蓋了跨共享網絡或公共網絡的封裝、加密和身份驗證鏈接的專用網絡的擴展。核心技術主要采用了隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術和使用者與設備身份認證技術。在設計虛擬專用網絡之前，要嚴格劃分煤炭礦區資源線路數據，并實施圖層管理，再通過矢柵劃分的方式進行數據儲存，這是因為存儲空間數據的格式在系統端口緩存中有著至關重要的作用。在安全監控系統網絡客戶端軟件設計中，用戶端設計通常由11個功能模塊組成，這11個功能模塊中都可以2次劃分為多個子功能，而且各個系統功能、子功能之間又進行再擴充，依據用戶的不同需求實施調整維護。并根據其不同功能進行不同設計。服務器端擁有通過查詢數據庫，進而實現對煤炭運輸計劃信息化的作用，可以為虛擬專用網絡模型提供很多實用服務。服務器的ArcMS與空間數據庫建立連接要通過ArcSDE，它可提供大量專業GIS服務。在核心網絡模型組成部分中服務器端緩存模塊是相當重要的，服務器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。兩部分組件分工合作，緩存管理組件是根據索引分析所得出的結果，在緩存中處理請求數據然后向客戶端發送，或者利用數據庫中已存數據;而索引管理組件先索引分析客戶端請求，制作出瓦片空間待處理數據列表。

2基于網絡客戶端軟件設計的煤礦安全監控系統

2.1軟件平臺要求及選型

系統結構采用國際流行的Client/Server結構，即客戶/服務器結構。操作系統應具備開放性、可靠性等特點，支持遠程查詢服務和數據處理。服務器端使用的主流網絡操作系統WindowsNT4.0中文版(ServieePaek6，InternetInformationServer4.0)。客戶端同樣使用Micro－coft公司的Windows95/98/2000，以保證系統的兼容。網絡系統采用國際標準的協議，包括廣域連接協議，各種局域網協議，路由協議等。操作人員還可以應用屬性查詢組件點選查詢各種設施屬性信息或者利用SQL語言實現更為復雜的查詢功能。

2.2聯網設計

為達到核心網絡帶寬的預定要求，在安全信息系統的設計中采取分層視頻轉發、本地局域網組播的設計方案，也就是在每個網絡層構設視頻轉發服務端口，并且在煤礦現場、區縣市局成立監控管理中心，完善各部門視頻解碼器、電視播放墻等設施。具體的視頻監控系統聯網設計如圖1所示。由于煤礦施工長期通常都較為偏遠，帶寬并不充裕，這種聯網設計則可以很好地應用于廣域視頻聯網，若考慮到以后省級平臺視頻聯網模式，這種設計方案無疑當前2Mb帶寬的最佳選擇，不然很容易致使監控網絡不穩定甚至不能使用。業務交互組件還擁有設置煤礦管理系統的相關參數、維護系統數據庫、權限管理等維護功能。用來查詢礦區地圖屬性、顯示地圖的地圖組件是由地圖渲染、交互及屬性查詢組件3方面構成的。該聯網設計借助已知煤炭網的部分節點，經上級授權之后連接并登錄視頻流管理服務端口，就可以輕松觀看該服務器監控礦區的生產工作視頻，且不會增加前端帶寬負荷，可同時向多個用戶共享圖像信息。

2.3智能監控模式的自動化控制和管理

由上述內容可知，在統一模式下的信息系統中，網絡視頻對煤礦井下監控子系統的控制管理內容，可以通過4個步驟來得以實現，即自動檢查、自動尋的、自動求解和自動執行。其具體自動控制管理框架，可用如圖2所示來進行加以描述。這當中的"被控制管理的電網子系統"既能夠是一個系統層子系統，也可以是電網元件或廠/站層子系統。對于一個系統層子系統而言，其功能就是通過利用各級調度控制中心的管理權限，對智能網絡在煤礦井下電網監控系統的安全性、合理性、經濟性進行盡可能全面的分析，并對系統的所有目的狀態實施檢查和監視，實現對智能監控子系統所有狀態的智能化監控。

2.4安全系統體系結構設計

通過4個監控工作站或D1單畫面輪巡，將畫面進行分割并上傳到視頻流管理服務端口，然后統一由視頻流管理服務端口對視頻信號進行存儲和，這樣有效地避免工作人員直接訪問客戶端而導致網絡擁塞現象。開展視頻監控工作時，前端攝像機視頻線依次對前端畫面處理器、視頻服務器和光端機實施連接，通過光纜把接收到的視頻信號傳輸到監控中心。在這個時候，其他用戶很容易不會根據已經規定好的操作流程來對系統進行操作和數據處理，而且由于不受時間、地域的限制，他們還可能會通過輸入地址直接對數據庫實施訪問。如此一來，就很容易造成客戶肆意操作，最終致使后臺數據庫隨時都有崩潰的威脅。所以說，人們應該采取一些可運用的技術對系統進行盡可能全面的安全防范，比如說系統加密、防火墻、真實身份認證、授權控制技術等等。監控中心在接收視頻信息后，第一時間向遠端的視頻服務器發出云臺控制信號，最終傳輸到攝像機云臺控制線，并直接上傳到系統客戶端。

2.5視頻流管理服務器設計

在視頻監控設計中，視頻流管理服務器無疑是IP視頻監控系統的精神內容。建立視頻流管理服務端口，不但可支持視頻管理系統同時被多名用戶訪問，而且還很好地解決了遠程前端視頻受網絡帶寬限制的問題，從而保證了各部門及領導可以直接通過桌面計算機對視頻監控系統進行訪問，隨時可瀏覽監控現場圖像和視頻。服務器端擁有通過查詢數據庫，進而實現對煤炭安全生產信息化的作用，可以為遠程計算機提供很多實用服務。視頻流管理服務器與空間數據庫建立連接，可提供大量查詢服務，例如屬性查詢服務、矢量和柵格地圖服務等。在網絡視頻監控系統組成部分中視頻流管理緩存服務器模塊是相當重要的，服務器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。兩部分組件分工合作，緩存管理組件是根據索引分析所得出的結果，在緩存中處理請求數據然后向客戶端發送，或者利用數據庫中已存數據；而索引管理組件先索引分析客戶端請求，制作出瓦片空間待處理數據列表。若能發展好緩存數據的利用，數據庫交互即可免去，同時數據的響應速度也會大大提高。

3結論

綜上所述，將網絡客戶端軟件設計技術運用到煤礦安全監控系統中來，并對煤礦井下微機監控系統加以利用，實時實地對井下生產工作進行監測，并以聲光信號的模式建立報警系統，就可以使監控人員及時地掌握故障發生部位及原因，這樣一來，人們不但可以在最短時間內尋得故障處理辦法，節省不必要的人力財力，還有效地提升了煤礦安全監控系統的工作效率，最優化配置煤礦生產資源。

本文作者:王淼工作單位:長春汽車工業高等專科學校