煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的設(shè)計(jì)和實(shí)踐

梁志強(qiáng)

（山西義棠青云煤業(yè)有限公司，山西 介休 032000）

煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的設(shè)計(jì)和實(shí)踐

梁志強(qiáng)

（山西義棠青云煤業(yè)有限公司，山西 介休 032000）

煤炭企業(yè)中，各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)大都存于本機(jī)，在出現(xiàn)主機(jī)軟、硬件異常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。因此，將監(jiān)控主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的原始性、完整性。本文研究通過建立數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)同步到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，達(dá)到“多機(jī)采集，集中存儲(chǔ)，統(tǒng)一備份”的關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)的管理模式。

煤礦；監(jiān)控系統(tǒng)；存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心；實(shí)時(shí)同步

1 引言

1.1 研究的背景和意義

隨著煤炭企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不斷完善，為安全生產(chǎn)提供了必要的參考數(shù)據(jù)，如安全監(jiān)控系統(tǒng)、作業(yè)人員管理系統(tǒng)、皮帶秤監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井下語(yǔ)音廣播系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)都在各自的主機(jī)上有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都保存在各自主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。這種情況，會(huì)導(dǎo)致在主機(jī)硬盤損壞、主機(jī)系統(tǒng)損壞或其他原因造成數(shù)據(jù)庫(kù)損壞時(shí)，造成歷史的原始數(shù)據(jù)不完整的現(xiàn)象。鑒于此，本文研究建立一種多系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)的多機(jī)集群來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心雙機(jī)熱備的煤礦信息化系統(tǒng)存儲(chǔ)。

集中存儲(chǔ)的方式與以往多機(jī)分別保存在本機(jī)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理不同，區(qū)別是將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，再進(jìn)行雙機(jī)熱備，當(dāng)各分散系統(tǒng)的主機(jī)或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，中心存儲(chǔ)服務(wù)器上的原始數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，中心存儲(chǔ)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備，也就永久解決了真實(shí)數(shù)據(jù)丟失的機(jī)率，進(jìn)而提高各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性，也更新了過去多機(jī)分散保存數(shù)據(jù)的觀念，建立新的監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。

1.2 當(dāng)前現(xiàn)狀分析

煤礦上的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)初具規(guī)模。煤炭信息管理系統(tǒng)的建設(shè)涉及面廣、信息量大、數(shù)據(jù)交換頻繁，以往各種監(jiān)控系統(tǒng)的單機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)方式存在很多弊端。比如單機(jī)獨(dú)存，數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)備份，多個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備成本較大；在管理上不能將各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)有效利用；監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)發(fā)生故障，容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)損壞，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性不足。

經(jīng)過調(diào)查，煤炭企業(yè)信息化機(jī)房中運(yùn)行的業(yè)務(wù)服務(wù)器有井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、調(diào)度通訊系統(tǒng)、皮帶秤監(jiān)控系統(tǒng)、安全綜合監(jiān)控測(cè)系統(tǒng)（瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)）、瓦斯抽放系統(tǒng)等，它們的數(shù)據(jù)庫(kù)都保存在系統(tǒng)主機(jī)中，沒有將采集軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有效分離。下面列舉部分系統(tǒng)平臺(tái)名稱及被監(jiān)測(cè)主機(jī)數(shù)量，如表1。

表1 部分系統(tǒng)平臺(tái)名稱及被監(jiān)測(cè)主機(jī)數(shù)量

煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)起到了數(shù)據(jù)參考分析作用，也為安全指揮提供了重要的數(shù)據(jù)，但各種監(jiān)控系統(tǒng)必須24小時(shí)運(yùn)行，主機(jī)設(shè)備和軟件在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下，會(huì)出現(xiàn)各種風(fēng)險(xiǎn)。如：

(1)操作系統(tǒng)病毒感染

(2)監(jiān)控主機(jī)不能正常開機(jī)

(3)主機(jī)硬件損壞

(4)網(wǎng)絡(luò)中斷

一旦風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，就會(huì)造成數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)不夠完整，對(duì)數(shù)據(jù)參考和安全指揮帶來安全隱患。如：

(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄丟失

(2)歷史數(shù)據(jù)項(xiàng)目不全

(3)不能有效利用數(shù)據(jù)分析指揮

針對(duì)上述問題，將各種監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，建立數(shù)據(jù)服務(wù)中心，進(jìn)行集中管理，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心雙機(jī)熱備，對(duì)監(jiān)控主機(jī)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與主機(jī)進(jìn)行分離，達(dá)到信息化數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)不受損壞是還原真實(shí)數(shù)據(jù)的有效運(yùn)行方法之一。采用高性能的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，運(yùn)用硬盤熱備技術(shù)，形成數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，減少監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失是確保信息自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性的有效的新型管理模式。

2 監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

2.1 實(shí)現(xiàn)方法

各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱不統(tǒng)一，需要在中心服務(wù)器上將各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱逐一建立，并在監(jiān)控主機(jī)上，將數(shù)據(jù)庫(kù)地址統(tǒng)一指定到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器上，同時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器進(jìn)行雙機(jī)熱備。

2.2 設(shè)計(jì)思路

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)建立：對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，并在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上建立同名數(shù)據(jù)庫(kù)。

(2)網(wǎng)絡(luò)連通：對(duì)監(jiān)控主機(jī)與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。雙機(jī)熱備：將數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)服務(wù)器雙機(jī)熱備。

2.3 軟件規(guī)劃

(1)平臺(tái)設(shè)計(jì)。選用微軟的.NET環(huán)境作為運(yùn)行平臺(tái)，選用VS2008作為編程軟件，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)通斷。

(2)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)：選擇SQL SERVER2008作數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)庫(kù)，選用磁盤陣列作為硬件介質(zhì)。

3 中心存儲(chǔ)服務(wù)器的關(guān)鍵步驟

3.1 中心存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

中心數(shù)據(jù)庫(kù)作為監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的關(guān)鍵層，是整個(gè)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心部門，中心數(shù)據(jù)庫(kù)主要將各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)保存和歷史調(diào)用。

中心存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)利用SQL Server2008作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立系統(tǒng)名稱表SJTB_作為檔案表，實(shí)時(shí)記錄了各個(gè)監(jiān)控主機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的名稱，相關(guān)的IP地址，設(shè)備的硬件標(biāo)識(shí)信息，軟件的運(yùn)行狀態(tài)等，中心存儲(chǔ)服務(wù)器與各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)同名，并且兩端的數(shù)據(jù)表和結(jié)構(gòu)必須一致。至此，各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的IP地址指向到中心存儲(chǔ)服務(wù)器的IP地址，并且與中心存儲(chǔ)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱對(duì)應(yīng)，就達(dá)到了預(yù)期效果。

3.2 中心存儲(chǔ)服務(wù)器設(shè)計(jì)

(1)系統(tǒng)兼容：定時(shí)檢測(cè)中心存儲(chǔ)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)與監(jiān)控主機(jī)的通訊情況，以保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

(2)日志記錄及異常檢測(cè)：中心存儲(chǔ)服務(wù)器利用開發(fā)的軟件，實(shí)時(shí)獲取設(shè)備硬件運(yùn)行情況，出現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警，通過日志記錄，為數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員提供查詢依據(jù)，并進(jìn)行容錯(cuò)檢測(cè)，確保中心存儲(chǔ)服務(wù)器高效運(yùn)行。

(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心雙機(jī)熱備：當(dāng)將各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到中心存儲(chǔ)服務(wù)器上時(shí)，為了保證中心數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性，要實(shí)時(shí)建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的雙機(jī)熱備。

4 結(jié)論

通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心在煤炭企業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的合理應(yīng)用，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性得到顯著提高，有效避免了故障時(shí)造成數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能將其歷史數(shù)據(jù)完整地進(jìn)行調(diào)取，通過中心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用，起到了以下實(shí)質(zhì)成效。

4.1 經(jīng)濟(jì)管理

在管理上，由于采用集中方式的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)，降低了各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)單獨(dú)維護(hù)的成本與時(shí)間，極大提高了數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員的操作效率，并且也將數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

4.2 安全指揮

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的建立，將各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)有效管理，及時(shí)準(zhǔn)確地為各個(gè)管理人員提供一手資料，既保證了各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的長(zhǎng)期有效運(yùn)行，又可以利用各種有用數(shù)據(jù)進(jìn)行決策分析，為安全生產(chǎn)提供了重要參考依據(jù)。

[1]姚永一．SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)用教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2010．

[2]高云，崔艷春，等．SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)用教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2011．

[3]何玉潔，梁琦．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用（第二版）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．

[4]崔建江．C#編程和NET框架[M]．1版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012．

[5]李文池．服務(wù)器配置與管理[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2010．

[6][沙洛維]Alan Shalloway，[特羅特]James R．Trott，徐言聲．設(shè)計(jì)模式解析[M]．1版．北京：人民郵電出版社，2013．

Design of the Data Storage Center for Coal Enterprises

Liang Zhiqiang
(Shanxi Tong Qing Qingyun Coal Industry Co.,Ltd.,Jiexiu 032000,Shanxi)

Most of the databases in coal enterprises are stored independently,which will lead to data loss when the host hardware and software are abnormal.Therefore,the monitoring hosts will be connected,and the data obtained by each monitoring host will be stored in the data center to realize the originality and integrity of monitoring data.This paper explores to establish the data center server,and synchronizes the database of each system to the data storage center,achieving the centralized storage management mode.

coal mine;monitoring system;storage data center;synchronization in real time

TD672

A

1008-6609(2017)08-0083-02

梁志強(qiáng)(1971-)，男，山西介休人，本科，助理工程師，研究方向?yàn)槊禾啃畔⒒到y(tǒng)管理。