煤矿安全网络客户端软件设计探究

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1网络客户端软件设计简介

网络客户端软件设计，通常也称为核心虚拟网络技术，主要是因为整个计算机网络的任意2个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台，如in－ternet，ATM（异步传输模式），FrameRelay（帧中继）等之上的逻辑网络，用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。核心技术主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。在设计虚拟专用网络之前，要严格划分煤炭矿区资源线路数据，并实施图层管理，再通过矢栅划分的方式进行数据储存，这是因为存储空间数据的格式在系统端口缓存中有着至关重要的作用。在安全监控系统网络客户端软件设计中，用户端设计通常由11个功能模块组成，这11个功能模块中都可以2次划分为多个子功能，而且各个系统功能、子功能之间又进行再扩充，依据用户的不同需求实施调整维护。并根据其不同功能进行不同设计。服务器端拥有通过查询数据库，进而实现对煤炭运输计划信息化的作用，可以为虚拟专用网络模型提供很多实用服务。服务器的ArcMS与空间数据库建立连接要通过ArcSDE，它可提供大量专业GIS服务。在核心网络模型组成部分中服务器端缓存模块是相当重要的，服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。两部分组件分工合作，缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果，在缓存中处理请求数据然后向客户端发送，或者利用数据库中已存数据;而索引管理组件先索引分析客户端请求，制作出瓦片空间待处理数据列表。

2基于网络客户端软件设计的煤矿安全监控系统

2.1软件平台要求及选型

系统结构采用国际流行的Client/Server结构，即客户/服务器结构。操作系统应具备开放性、可靠性等特点，支持远程查询服务和数据处理。服务器端使用的主流网络操作系统WindowsNT4.0中文版(ServieePaek6，InternetInformationServer4.0)。客户端同样使用Micro－coft公司的Windows95/98/2000，以保证系统的兼容。网络系统采用国际标准的协议，包括广域连接协议，各种局域网协议，路由协议等。操作人员还可以应用属性查询组件点选查询各种设施属性信息或者利用SQL语言实现更为复杂的查询功能。

2.2联网设计

为达到核心网络带宽的预定要求，在安全信息系统的设计中采取分层视频转发、本地局域网组播的设计方案，也就是在每个网络层构设视频转发服务端口，并且在煤矿现场、区县市局成立监控管理中心，完善各部门视频解码器、电视播放墙等设施。具体的视频监控系统联网设计如图1所示。由于煤矿施工长期通常都较为偏远，带宽并不充裕，这种联网设计则可以很好地应用于广域视频联网，若考虑到以后省级平台视频联网模式，这种设计方案无疑当前2Mb带宽的最佳选择，不然很容易致使监控网络不稳定甚至不能使用。业务交互组件还拥有设置煤矿管理系统的相关参数、维护系统数据库、权限管理等维护功能。用来查询矿区地图属性、显示地图的地图组件是由地图渲染、交互及属性查询组件3方面构成的。该联网设计借助已知煤炭网的部分节点，经上级授权之后连接并登录视频流管理服务端口，就可以轻松观看该服务器监控矿区的生产工作视频，且不会增加前端带宽负荷，可同时向多个用户共享图像信息。

2.3智能监控模式的自动化控制和管理

由上述内容可知，在统一模式下的信息系统中，网络视频对煤矿井下监控子系统的控制管理内容，可以通过4个步骤来得以实现，即自动检查、自动寻的、自动求解和自动执行。其具体自动控制管理框架，可用如图2所示来进行加以描述。这当中的"被控制管理的电网子系统"既能够是一个系统层子系统，也可以是电网元件或厂/站层子系统。对于一个系统层子系统而言，其功能就是通过利用各级调度控制中心的管理权限，对智能网络在煤矿井下电网监控系统的安全性、合理性、经济性进行尽可能全面的分析，并对系统的所有目的状态实施检查和监视，实现对智能监控子系统所有状态的智能化监控。

2.4安全系统体系结构设计

通过4个监控工作站或D1单画面轮巡，将画面进行分割并上传到视频流管理服务端口，然后统一由视频流管理服务端口对视频信号进行存储和，这样有效地避免工作人员直接访问客户端而导致网络拥塞现象。开展视频监控工作时，前端摄像机视频线依次对前端画面处理器、视频服务器和光端机实施连接，通过光缆把接收到的视频信号传输到监控中心。在这个时候，其他用户很容易不会根据已经规定好的操作流程来对系统进行操作和数据处理，而且由于不受时间、地域的限制，他们还可能会通过输入地址直接对数据库实施访问。如此一来，就很容易造成客户肆意操作，最终致使后台数据库随时都有崩溃的威胁。所以说，人们应该采取一些可运用的技术对系统进行尽可能全面的安全防范，比如说系统加密、防火墙、真实身份认证、授权控制技术等等。监控中心在接收视频信息后，第一时间向远端的视频服务器发出云台控制信号，最终传输到摄像机云台控制线，并直接上传到系统客户端。

2.5视频流管理服务器设计

在视频监控设计中，视频流管理服务器无疑是IP视频监控系统的精神内容。建立视频流管理服务端口，不但可支持视频管理系统同时被多名用户访问，而且还很好地解决了远程前端视频受网络带宽限制的问题，从而保证了各部门及领导可以直接通过桌面计算机对视频监控系统进行访问，随时可浏览监控现场图像和视频。服务器端拥有通过查询数据库，进而实现对煤炭安全生产信息化的作用，可以为远程计算机提供很多实用服务。视频流管理服务器与空间数据库建立连接，可提供大量查询服务，例如属性查询服务、矢量和栅格地图服务等。在网络视频监控系统组成部分中视频流管理缓存服务器模块是相当重要的，服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。两部分组件分工合作，缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果，在缓存中处理请求数据然后向客户端发送，或者利用数据库中已存数据；而索引管理组件先索引分析客户端请求，制作出瓦片空间待处理数据列表。若能发展好缓存数据的利用，数据库交互即可免去，同时数据的响应速度也会大大提高。

3结论

综上所述，将网络客户端软件设计技术运用到煤矿安全监控系统中来，并对煤矿井下微机监控系统加以利用，实时实地对井下生产工作进行监测，并以声光信号的模式建立报警系统，就可以使监控人员及时地掌握故障发生部位及原因，这样一来，人们不但可以在最短时间内寻得故障处理办法，节省不必要的人力财力，还有效地提升了煤矿安全监控系统的工作效率，最优化配置煤矿生产资源。

本文作者:王淼工作单位:长春汽车工业高等专科学校