基于Oracle数据库的煤矿安全监控系统软件设计与实现

论文摘要

近年来,我国煤炭工业已取得了巨大成就,但还存在着安全监控设备不完备、管理手段落后等诸多问题。煤矿安全生产形势不容乐观,因此对煤矿生产进行安全监控并建立一套完善的煤矿生产安全信息管理系统是解决当前煤矿生产安全问题的必要手段。本课题来源于山东省信息产业厅项目“煤矿安全自动检测、监控及管理系统”。该系统是以实现煤矿重大事故的预测和控制为目标,采用了先进的光纤传感技术、网络技术、WebGIS技术建立的数字化煤矿安全自动检测监控管理系统。本文主要完成了“煤矿安全自动检测、监控及管理系统”数据库的搭建与优化以及Client/Server程序的设计与实现。按照AQ6201-2006《煤矿安全监控系统通用技术》的要求,并结合井下的实际生产状况,本文对煤矿生产安全检测监控系统进行了需求分析。需求分析中规则表的设计与实现,可以满足各种复杂的监控要求。在数据库的开发过程中选择使用Oracle数据库管理系统。在数据库的设计与优化部分完成了数据库的设计与配置,分析了煤矿安全自动检测、监控及管理系统运行中数据库的特点,对数据库的设计进行优化,并给出了利用Statspack对数据库进行性能分析的报告。该部分提出的备份方案与容灾策略,可以满足多数数据库系统的数据安全需求。所搭建的数据库经验证性能良好,完全可以满足系统数据安全性以及实时性的要求。本文采用单态设计模式编写了通过BORLAND数据库引擎访问Oracle数据库的通用类TConndb,该类将对数据库的访问规范化,大大简化了客户端程序开发的复杂性,提高了开发效率。本文还介绍了C/S服务端与客户端模块的实现方法,并给出了最终的实现界面,制定了服务端程序与井下分站通信的数据交换格式与规范,该规范通用性强并且能够保证数据的安全性和准确性,可作为监控系统标准的通信规范加以推广。客户端实现的监控子功能包括系统初始化、瓦斯超限声光报警、数据查询统计等功能,完全符合AQ6201-2006《煤矿安全监控系统通用技术》的要求。文中第3、4、5章是全文的关键部分,其中数据库的设计与优化方法以及软件实现方案均是在系统实际开发过程中经过反复修正总结得到,并得以实施,具有很强的通用性,在其它检测监控系统开发中也具有较高的实用价值和参考意义。本课题最终所实现的监控系统大大提高了煤矿对重大灾害的预警防范能力,不仅对保证矿山的安全生产具有重大意义,而且对我国的信息产业发展具有重要促进作用,是“以信息化带动工业化”的具体体现,可以在采矿行业大面积推广,其社会效益是非常巨大的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 国内外发展现状与发展趋势
• 1.3 课题目标与本文内容
• 1.3.1 课题目标
• 1.3.2 本文主要内容
• 第二章 煤矿安全监控系统的体系结构与需求分析
• 2.1 系统总体结构设计
• 2.2 煤安系统需求分析
• 2.2.1 数据库设计的目标与方法
• 2.2.2 煤安系统需求分析
• 2.2.3 用户需求分析
• 2.3 硬件结构
• 2.4 软件结构
• 2.5 本章小结
• 第三章 煤矿安全监控系统数据库设计与优化
• 3.1 数据库概念结构与逻辑结构设计
• 3.1.1 数据库概念结构设计
• 3.1.2 数据库逻辑结构设计
• 3.2 数据库物理设计与实施
• 3.3 煤安系统数据库特点分析
• 3.4 煤安系统数据库的优化
• 3.4.1 数据库中加入索引
• 3.4.2 分区表的使用
• 3.4.3 存储过程的使用
• 3.4.4 任务机制的使用
• 3.4.5 触发器的使用
• 3.5 Statspack分析报告
• 3.6 数据库备份与容灾策略
• 3.6.1 煤安系统数据库的备份策略
• 3.6.2 煤安系统数据库容灾策略
• 3.7 本章小结
• 第四章 服务器端程序设计与实现
• 4.1 与井下分站的数据交换格式
• 4.2 服务器程序关键代码
• 4.3 服务器程序的实现
• 4.3.1 服务器主线程的实现
• 4.3.2 服务器程序分站线程实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于数据库的客户端程序开发
• 5.1 通过 C++ Builder访问数据库
• 5.2 编写访问操作数据库的类 TConndb
• 5.3 查询与报表模块的实现
• 5.4 报警模块的设计与实现
• 5.5 初始化定义模块
• 5.5.1 用户管理的实现
• 5.5.2 硬件参数定义
• 5.5.3 规则表的定义
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 附录一 SQL调优方法与分区表的创建脚本
• 1 SQL*Plus进行 SQL语句调优的方法
• 2 运行日志表的分区脚本
• 3 原生数据表的分区脚本
• 附录二 TConndb类的代码
• 1 TConndb类的头文件 TConndb.h
• 2 TConndb类的 CPP文件 TConndb.cpp
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目
• 学位论文评阅及答辩情况表