摘 要：針對(duì)礦場(chǎng)管理部門的實(shí)際需求，本文對(duì)礦場(chǎng)業(yè)務(wù)流程、現(xiàn)有的礦場(chǎng)方式以及產(chǎn)生問題的原因做出詳細(xì)地剖析，并根據(jù)監(jiān)控業(yè)務(wù)和擁有監(jiān)控系統(tǒng)后所涉及的人員角色和活動(dòng)進(jìn)行分析，以明確系統(tǒng)功能。另外對(duì)系統(tǒng)需滿足的性能以及所需要的數(shù)據(jù)來源等方面進(jìn)行分析，以確定系統(tǒng)需求。

關(guān)鍵詞：礦場(chǎng)；人員監(jiān)控；系統(tǒng)需求

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）02-0025-03

Requirement Analysis of Mine Personnel Monitoring System Based on Beidou Navigation and WebGIS

BAI Yun

（Lushan College of Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou 545616，China）

Abstract：According to the actual requirements from the management of the mine，the quarry business processes，the existing mine personnel monitoring and the cause of the problem were analyzed in detail. Considering of the monitoring business and the surveillance system，the analyses of the involved roles and activities were given to clear the system function. And the system requirements for the system performance and the sources of data needed were analyzed to determine the system requirements.

Keywords：mine field；personnel monitoring；system requirements

1 研究背景及意義

礦場(chǎng)管理是為了促進(jìn)和規(guī)范礦場(chǎng)安全作業(yè)、加強(qiáng)對(duì)礦場(chǎng)人員的管理而采用的一套對(duì)礦場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控的作業(yè)管理體系。由于許多礦場(chǎng)管理部門安全意識(shí)淡薄，存在著很多的安全隱患，一旦發(fā)生安全事故，將造成重大的人員傷亡。僅2015年，某礦場(chǎng)管理方提供的安全事故統(tǒng)計(jì)就有10起。

礦場(chǎng)安全管理疏忽造成的損失是十分巨大的，所以需要通過一些先進(jìn)的手段來輔助礦場(chǎng)安全管理，盡可能將損失降到最低，最大程度地保障礦場(chǎng)人員的人身安全。同時(shí)，也需要通過先進(jìn)的手段，將資源的丟失風(fēng)險(xiǎn)降到最低。因此，使用信息化手段準(zhǔn)確、有效地監(jiān)控礦區(qū)的工作人員成為急需解決的問題[1]。

2 礦場(chǎng)人員監(jiān)管現(xiàn)存的主要問題

在負(fù)責(zé)開發(fā)烏海市國(guó)土資源局的礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目期間，通過與局里的工作人員多次下到礦場(chǎng)調(diào)研，了解到礦場(chǎng)在工作人員的管理上一直存在難以監(jiān)管的問題，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）在礦場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行資源開采作業(yè)的過程中，由于地質(zhì)與地勢(shì)的變化會(huì)產(chǎn)生很多的危險(xiǎn)區(qū)域，而礦場(chǎng)工作人員時(shí)常會(huì)因?yàn)椴荒芗皶r(shí)準(zhǔn)確地知曉礦區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域的變化情況而進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)，導(dǎo)致安全事故發(fā)生；（2）由于礦區(qū)遼闊，不少礦區(qū)運(yùn)輸人員在上班時(shí)間擅離職守，利用礦區(qū)資源為自身謀取利益，從而造成礦區(qū)損失。例如，運(yùn)輸人員在上班時(shí)間駕駛礦場(chǎng)車輛離開工作區(qū)域，私自承接礦區(qū)以外的運(yùn)輸業(yè)務(wù)。（3）礦場(chǎng)人員的績(jī)效考評(píng)依據(jù)不明確，缺少有說服力的工作記錄材料，礦場(chǎng)人員常常出現(xiàn)因考勤情況而產(chǎn)生的糾紛。

3 系統(tǒng)需求分析

3.1 礦場(chǎng)人員監(jiān)控的流程

礦場(chǎng)人員監(jiān)控根據(jù)不同工作人員分類為：礦場(chǎng)人員、監(jiān)控人員、系統(tǒng)管理員、管理人員和地圖管理員，現(xiàn)列舉礦場(chǎng)人員、監(jiān)控人員活動(dòng)圖，分別如圖1、2所示。

礦場(chǎng)人員工作流程說明：礦場(chǎng)人員接受實(shí)時(shí)監(jiān)控的主要方式是人手一臺(tái)對(duì)應(yīng)機(jī)器ID的射頻設(shè)備，定時(shí)發(fā)送實(shí)時(shí)位置經(jīng)緯度數(shù)據(jù)到后臺(tái)的實(shí)時(shí)位置處理服務(wù)。礦場(chǎng)人員進(jìn)入礦場(chǎng)工作區(qū)域時(shí)，打開射頻設(shè)備，一鍵登錄，開始定時(shí)發(fā)送實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，系統(tǒng)后臺(tái)服務(wù)程序根據(jù)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，顯示其圖片，并標(biāo)記在相應(yīng)的地圖位置上。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)實(shí)時(shí)位置在電子地圖上出現(xiàn)時(shí)，作為其上班打卡時(shí)間。在工作過程中，射頻設(shè)備根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，定時(shí)發(fā)送通過北斗衛(wèi)星獲得的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后臺(tái)，并顯示位置標(biāo)記在電子地圖上，供監(jiān)控人員實(shí)時(shí)監(jiān)控其所在位置。同時(shí)，射頻設(shè)備會(huì)接收到監(jiān)控人員根據(jù)實(shí)際情況發(fā)送的監(jiān)控信息，提醒礦場(chǎng)工作人員應(yīng)答，一般是彈出提示框。礦場(chǎng)人員單擊收到按鈕后，作為正確應(yīng)答；否則，監(jiān)控人員會(huì)繼續(xù)發(fā)送監(jiān)控信息，直到確認(rèn)應(yīng)答。如果礦場(chǎng)人員身份是礦工，離開工作區(qū)域，進(jìn)入安全隱患區(qū)域或是身為駕駛運(yùn)輸車輛的運(yùn)輸人員，駕駛車輛偏離規(guī)定運(yùn)輸路線會(huì)導(dǎo)致射頻自動(dòng)發(fā)送位置違規(guī)報(bào)警信號(hào)，自己收到位置越界提示，同時(shí)發(fā)送到后臺(tái)，標(biāo)記在地圖上顯示變色，并向監(jiān)控人員提示某位礦場(chǎng)工作人員出現(xiàn)報(bào)警信息。

監(jiān)控人員工作流程說明：監(jiān)控人員上班時(shí)，登錄礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)，監(jiān)控礦場(chǎng)人員的實(shí)時(shí)位置，主要觀察是否有礦場(chǎng)人員的位置出現(xiàn)報(bào)警信息。如果出現(xiàn)的報(bào)警信息的員工進(jìn)入了地圖管理人員設(shè)定的危險(xiǎn)區(qū)域，則對(duì)其發(fā)布警告指令，并給出逃生路線，命令其立即根據(jù)逃生路線離開危險(xiǎn)區(qū)域；如果是運(yùn)輸人員駕駛車輛離開規(guī)定的運(yùn)輸路線，則對(duì)其發(fā)布警告指令，勒令其回歸規(guī)定的運(yùn)輸路線。到下班時(shí)間，則觀察是否還有礦場(chǎng)人員標(biāo)記出現(xiàn)在地圖上，如果有，則發(fā)布指令勒令還沒下班的礦場(chǎng)人員射頻登出下班。防止出現(xiàn)因下班無人監(jiān)管造成的安全事故，以及非工作時(shí)間大量無價(jià)值的定位信息數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，增大管理人員查看礦場(chǎng)工作人員的歷史記錄GPS軌跡難度。當(dāng)所有礦場(chǎng)人員下班登出后，監(jiān)控人員退出系統(tǒng)下班。

3.2 系統(tǒng)功能需求

根據(jù)對(duì)礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)的用戶需求進(jìn)行調(diào)查，將礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)的功能大體上分為六部分，分別是信息查詢、系統(tǒng)的安全監(jiān)控、GIS地理圖形常用操作、礦場(chǎng)安全隱患管理、被監(jiān)控管理以及系統(tǒng)管理，下面將用例圖說明這六個(gè)部分在礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)中的功能。系統(tǒng)頂層用例圖如圖3所示。

3.3 非功能需求分析

礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)的非功能方面需求包括物理需求、實(shí)施需求、易用性需求、性能需求和可靠性需求[2-5]。

（1）物理需求。物理需求是指礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行所需的硬件條件。由于地圖數(shù)據(jù)均為大數(shù)據(jù)對(duì)象存入數(shù)據(jù)庫，單個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要10TB硬盤矩陣。為數(shù)據(jù)安全性考慮，規(guī)劃使用3個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其中2個(gè)用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡以及數(shù)據(jù)庫同步鏡像，1個(gè)部署在礦場(chǎng)外的國(guó)土資源局技術(shù)科，作為備份服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)，防止礦場(chǎng)出現(xiàn)災(zāi)害時(shí)數(shù)據(jù)整體丟失。WebGIS應(yīng)用服務(wù)器2臺(tái)，用于支持系統(tǒng)程序運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)冗余機(jī)制管理、備份處理和系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)載均衡。每臺(tái)的配置要求是CPU主頻2GHz以上、內(nèi)存4GB以上，硬盤容量1TB。（2）實(shí)施需求。實(shí)施需求是指礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)部署的應(yīng)用服務(wù)器上所需的軟件平臺(tái)環(huán)境。為便于系統(tǒng)管理人員維護(hù)，操作系統(tǒng)需要圖形操作界面使用簡(jiǎn)單的Windows Server。應(yīng)用服務(wù)部署的服務(wù)器平臺(tái)軟件是Apach Tomcat 7，數(shù)據(jù)庫工具使用的是開源空間地理信息數(shù)據(jù)庫PostgreSQL。（3）易用性需求。系統(tǒng)的使用界面應(yīng)簡(jiǎn)單明了，不同身份的用戶進(jìn)入系統(tǒng)，應(yīng)只顯示其需要使用的系統(tǒng)功能，以方便其正確操作。由于使用系統(tǒng)的人員全都為中國(guó)人，系統(tǒng)中所有的提示都必須是中文，且針對(duì)不同問題應(yīng)給出不同的提示，提示語的語意表達(dá)要準(zhǔn)確，具有指導(dǎo)性。系統(tǒng)操作中出現(xiàn)任何人為操作錯(cuò)誤，給出信息提示后，均應(yīng)返回原錄入頁面。（4）性能需求。礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)的性能需求應(yīng)包括操作響應(yīng)時(shí)間與并發(fā)處理能力。工作人員射頻設(shè)備發(fā)送實(shí)時(shí)經(jīng)緯度的最高頻率是每10秒發(fā)送一次。為保證監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)管理人員設(shè)定時(shí)間段查詢某個(gè)工作人員的GPS軌跡，地圖重繪顯示時(shí)間不應(yīng)超過10秒。監(jiān)控管理人員的全礦場(chǎng)工作人員實(shí)時(shí)位置地圖重繪不應(yīng)超過5秒。礦場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)工作人員同時(shí)在場(chǎng)工作最多為200多人。因此，系統(tǒng)并發(fā)處理能力要能應(yīng)對(duì)500名用戶同時(shí)在線。（5）可靠性需求。系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行不停止的保障。能讓系統(tǒng)停止運(yùn)行的原因，除了正常的節(jié)假日礦場(chǎng)停工，系統(tǒng)管理人員人為停止系統(tǒng)工作的情況以外，還有應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器故障造成的。應(yīng)用服務(wù)器故障最嚴(yán)重的狀態(tài)就是徹底崩潰，服務(wù)器硬件損壞與停電都會(huì)造成服務(wù)器不能運(yùn)行，系統(tǒng)崩潰。為預(yù)防這個(gè)問題，服務(wù)器采用2臺(tái)服務(wù)器冗機(jī)集群，通過負(fù)載均衡的手段達(dá)到系統(tǒng)無故障運(yùn)行的目標(biāo)。同時(shí)，增加一臺(tái)能給服務(wù)器在斷電后供電24小時(shí)的UPS電源，以確保出現(xiàn)停電后系統(tǒng)還能繼續(xù)工作。作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫的安全性、可靠性高于一切。3臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，除了2臺(tái)冗機(jī)集群和負(fù)載均衡處理，外接UPS電源以外，還有1臺(tái)在遠(yuǎn)程的備份服務(wù)器，每天做一次遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)同步備份。在整個(gè)礦場(chǎng)面臨自然災(zāi)害時(shí)，還能保證歷史數(shù)據(jù)不丟失。

4 結(jié) 論

本文根據(jù)礦場(chǎng)在人員監(jiān)控管理方面存在的問題，對(duì)礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)的總需求進(jìn)行了分析和建模設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的功能方面和系統(tǒng)的非功能方面進(jìn)行了闡述，為礦場(chǎng)人員監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)做好了鋪墊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊猛，汪德貴.抓“六化”建設(shè)促安全發(fā)展——南茶錳礦場(chǎng)用科學(xué)態(tài)度抓安全生產(chǎn) [J].當(dāng)代貴州，2015（22）：48-49.

[2] 曹玉良.軟件開發(fā)項(xiàng)目中的需求分析探討 [J].科技展望，2017（3）：289.

[3] 和添錦.混合式教學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)需求分析 [J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（1）：126-127.

[4] 劉百平.圖書館入館教育考試系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) [J].河南圖書館學(xué)刊，2017，37（1）：80-82.

[5] 劉曉燕.中小型農(nóng)業(yè)旅游經(jīng)營(yíng)者的政策需求分析 [J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2017（4）：159-161.

作者簡(jiǎn)介：白云（1985-），男，廣西賓陽人，廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，教室資源管理員，助理工程師，碩士。研究方向：WEB技術(shù)應(yīng)用。