煤矿安全现状评价系统数据库分析.pdf

煤矿安全现状评价系统数据库分析 李希建,徐 浩,蔡立勇 贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳550003 摘 要在煤矿安全现状评价系统中,数据库设计的优劣直接影响着整个系统的效率与质量,因 此,系统数据库的建立对一个实用的数据库至关重要。文章以某一具体矿井为例,对其煤矿安全 现状评价系统数据库的建立、 结构与功能进行分析。 关键词煤矿安全;现状评价;数据库 中图分类号 TD79 1 文献标识码C 文章编号 1003 - 496X2008 04 - 0092 - 04 人们在总结信息资源开发、 管理和服务的各种 手段时,认为最有效的是数据库技术。把计算机数 据库技术应用到煤矿安全现状评价,能有效、 准确、 实时地映井下实际情况,并能将时实的重要数据进 行各种处理,对各类处理数据进行可视化显示,以便 管理人员进行科学决策,而数据库的建立是信息系 统开发和建设的核心技术,因此,对煤矿安全现状评 价系统数据库的建立、 结构与功能分析具有重要意 义。 关系数据库系统是目前使用最广泛的数据库系 统,本文所分析的安全评价系统也是基于关系结构 建立的,即本系统只有“ 表 ” 这一种数据结构关系 数据库的基本要求。主要工作是以某一具体矿井 为例,对其安全现状评价系统数据库的建立、 设计方 法、 结构和功能进行分析。 按照规范的设计方法,考虑数据库及其应用系 统开发全过程,将数据库设计阶段分为以下4个部 分① 需求分析。② 概念结构设计。③ 逻辑结构设 计。④ 物理结构设计。 本文将重点分析安全现状评价系统数据库的设 计阶段的4个部分。 1 需求分析 1. 1 分析方法 现在一般数据库设计中的需求分析都采用结构 化分析方法Structured Analysis,简称SA方法。数 据流图表达了数据和处理过程的关系。在SA方法 中处理过程的处理逻辑常常借助判定表或判定数来 描述,系统中的数据则借助数据字典Data Dictiona2 ry,简称 DD 来描述。图1为需求分析过程图。 经过SA需求分析得出,在煤矿安全现状评价 图1 需求分析过程 工作中,评价系统主要有以下操作 1对各种基础数据进行输入、 统计、 修改、 查 询。 2显示并打印各类基础数据报表。 3显示并打印各类评价结果数据报表。 4对各类评价结果数据进行统计分析,以便 管理人员进行科学管理和决策。 1. 2 功能需求分析 根据煤矿安全评价系统对数据处理的需求和系 统目标,数据库管理系统的功能需求可以归纳为以 下几个方面 1数据采集与存贮。数据采集功能用于把煤 矿安全集中监测监控系统的数据与安全检查人员 包括瓦检员检查获得的数据,输入到煤矿安全评 价系统数据库管理系统,如瓦斯浓度等,并可将处理 后的数据进行存贮。 2数据查询。数据查询功能用于查询基础数 据与处理数据的各种数据与报表。 3数据处理。数据处理功能用于对系统采集 与存贮的数据进行加工,如超限频率统计、 瓦斯平均 浓度计算、 判断是否超限、 根据标准打分报警、 绘制 29 煤 矿 安 全Total 401 安全监察与管理 实测值曲线等多种图。 4数据显示与打印。数据显示与打印用于输 出各种所需结果。 1. 3 数据类型 在煤矿安全现状评价系统数据库中,所需要输 入与显示并打印的基础数据种类有① 瓦斯爆炸类; ② 煤与瓦斯突出类;③ 矿井水害类;④ 矿井火灾类; ⑤ 煤尘爆炸类;⑥ 顶板灾害类;⑦ 机电运输类;等。 图2以瓦斯爆炸类为例,给出相应的数据流图 DFD。 图2 瓦斯爆炸类数据流图 1. 4 数据字典建立 数据字典中通常包括数据项、 数据流、 数据结 构、 数据存储和加工过程5个部分。其中数据项是 数据的最小组成单位,若干个数据项可以组成一个 数据结构,数据字典通过对数据项和数据结构的定 义来描述数据流以及数据存储的逻辑内容。 下面对安全现状评价系统的数据字典数据 项、 数据流、 数据结构、 数据存储和处理过程5个方 面进行分析 1如某采煤工作面回风流瓦斯浓度,在数据 字典中,此数据项可作如下描述① 数据项名某采 煤工作面回风流瓦斯浓度;② 说明监测该点瓦斯浓 度是否超限;③类型 CHAR;④长度 4;⑤别名 11301008 11301采煤工作面第008号瓦斯监测 点 ; ⑥ 取值范围 00. 01～99. 99。 2如数据流名为瓦斯浓度超限统计。在数据 字典中,此数据项可作如下描述① 数据流名超限 统计。② 说明由各监测点瓦斯浓度测定次数,确定 超限统计。③ 来源评价人员。④ 去向评价部。 3数据结构超限统计 ①瓦斯浓度。②测定 次数。 在数据字典中,对于数据结构“ 超限统计 ” 还需 作如下详细说明 数据结构名瓦斯浓度。 说明作为超限统计的组成部分,说明瓦斯浓度 超限的监测地点、 测定人员姓名、 测定时间。 组成监测地点;测定人员姓名;测定时间。 4瓦斯浓度是个数据存储,在数据字典中,此 数据项可作如下描述 数据存储名瓦斯浓度超限。 说明对瓦斯浓度超限次数、 发生的地点、 发生 的时间、 超限原因及超限的程度等的描述。 输出数据流瓦斯隐患。 数据描述超限地点;超限次数;超限时间;超限 程度;超限原因。 存取频度 1次/10 min。 存取方式联机处理、 更新、 顺序存取。 对于加工过程“ 统计分析 ”,在数据字典中可作 如下描述。 5处理过程统计分析。 说明对全矿井所有工作地点,根据各监测点瓦 斯浓度的超限次数、 发生时间、 超限原因及超限程度 等进行分析统计,并按照有关评分标准进行打分,以 确定该矿井的瓦斯爆炸危险性程度和存在瓦斯隐患 的地点。 输入瓦斯浓度;安全浓度;评分标准。 输出瓦斯隐患存在地点与程度。 程度要求① 对井下所有监测点的瓦斯浓度进 行及时更新;② 对瓦斯浓度超限的地点进行报警; ③ 根据超限频率和超限程度,对各存在瓦斯隐患的 地点进行分级提示;④ 每10 min输出1次瓦斯隐 患存在地点与程度报告。 2 概念结构设计 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即 模型的过程就是概念结构设计。它是整个数据库的 设计的关键。 数据库的概念设计可以分成三步进行首先设 计局部E - R模式,然后把各局部E - R模式综合成 1个全局E - R模式,最后对全局E - R模式进行优 化,得到最终的E - R模式,即概念模式。 对分E - R图的设计是关键,将需求分析阶段 收集的数据进行分类、 组织聚集 , 形成实体、 实体 的属性,标识实体的码,确定实体之间的联系类型 1 1, 1 n,m n ,就可以设计分E - R图了,设计过 程如下 1选择局部应用,在多层数据流图中选择一 个适当层次一般为中层的数据流图,作为设计分 E - R图的依据。 2逐一设计分E - R图。 39 安全监察与管理 煤 矿 安 全2008 - 04 3设计好分E - R图后,把各局部E - R模式 综合成一个全局ER图,最后对全局E - R图进行优 化,得到最终的E - R图,即概念模式。 图3为局部瓦斯管理分E - R图。 图3 局部的瓦斯管理E - R图 4消除各分E - R图的冲突和冗余就得到基 本的E - R图。 3 逻辑结构设计 3. 1 设计步骤 逻辑结构设计是把概念设计阶段设计好的基本 E - R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模 型相符合的逻辑结构,一般分为3个步骤 1将概念结构转换为一般的关系、 网状、 层次 模型。本文分析的安全评价系统概念设计为关系模 型,转化为关系模式。 2将装转换的模型向特定DBMS支持下的数 据模型转换。 3对数据模型进行优化。 在这3个步骤中,将模型转换为模式是关键。 3. 2 模型-关系转换原则 将E - R图转换为关系模型实际是将实体、 实 体的属性和实体之间的联系转换为关系模式,转换 要遵循如下原则 1一个实体转化为一个关系模式。 2一个1 1联系可以转换为一个独立的关系 模式,也可以与任意一端对应的关系模式合并。 3一个1 n联系可以转换为一个独立的关系 模式也可以与n端对应的关系模式合并。 4一个m n联系转换为一个关系模式。 5三个或三个以上实体间的一个多元联系可 以转换为一个关系模式。 6具有相同码的关系模式可合并。 根据上述E - R模型转换成关系模型的规则, 可把局部的瓦斯管理分E - R图转换成12个关系 模式,具体如下 监测点监测点编号、 监测点名称、 瓦斯浓度、 安全浓度、 超限次数。 外部外部编号、 外部名称、 负责人。 安检部部长、 评价人员。 瓦斯管理负责人、 管理人员、 监测点编号、 瓦 斯浓度、 是否报警、 处理措施。 评价人员评价人员编号、 评价人员名称、 检查 地点、 瓦斯浓度。 监控系统系统名称、 传感器名称、 监测地点、 瓦斯浓度。 瓦检员瓦检员编号、 瓦检员名称、 检查地点、 瓦斯浓度。 检查检查单号、 瓦斯浓度、 检查时间、 监测点 编号、 监测点名称。 统计统计单号、 超限次数、 超限地点、 超限时 间、 检查人员。 查询查询单号、 监测点编号、 瓦斯浓度、 超限 次数、 负责人员。 评分评分单号、 瓦斯浓度、 监测点编号、 安全 浓度、 超限次数。 数据采集数据单号、 监测点编号、 监测点名 称、 瓦斯浓度、 检查人员。 根据煤矿安全评价系统的瓦斯爆炸数据需求情 况,可将上述12个表按照不同的字段作连接自然 连接、 非等值连接、 自身连接等 , 可得到下面6个 数据价值较大的表 1监控系统瓦斯浓度记录表。 2瓦检员瓦斯浓度记录表。 3安全评价人员瓦斯浓度记录表。 4瓦斯安全浓度表。 5瓦斯浓度超限记录表。 6监测地点表。 根据系统数据处理的需要,这些表的关联情况 如图4所示,图4中用矩形框表示表,需要关联的两 个表用线段连接,连线的一端标出了关联关键字,表 明须在这一端的表中建立索引。 图4 各表关联情况图 4 物理设计 为一个给定的逻辑数据模型选取一个最合适应 49 煤 矿 安 全Total 401 安全监察与管理 模糊综合评价法在煤炭回采率评价中的应用 刘永兴,杨宝贵,于健浩,陈 磊 中国矿业大学北京资源与安全工程学院,北京100083 摘 要煤炭是不可再生的重要矿产和基础能源,对各煤炭企业制定一个合理的煤炭回采率是十 分重要的。文章在大量实例和前人总结参数的基础上,分析影响煤炭回采率的四个重要因 素 地质构造的复杂程度、 煤层稳定性、 采煤方法和其他开采地质条件,应用模糊综合评价法 对煤炭回采率进行了评价。 关键词回采率;煤层稳定性;采煤方法;模糊综合评价 中图分类号 TD822 . 1 文献标识码 B 文章编号 1003 - 496X2008 04 - 0095 - 03 1 模糊数学评价方法 很多评价方法的评价结果都是单一的,对每个 因素都有确定的评价得分,但对于很多问题的评价 并不能用一个简单的分数来加以评价。其评价结果 是评价集上的一个模糊子集,即所谓的模糊综合评 价问题。模糊综合评价是运用模糊数学知识,对系 统中多个相互影响的因素进行的综合评价 〔1〕 。 1. 1 模糊数学模型 设评判对象的指标有m种因素决定,其因素集 为U, U{ u1, u2,⋯um} ,每种因素ui1 1,2,⋯, m 对确定评判对象等级的影响程度不同,即它们的 权值是不同的。权的分配是因素集U上的一个模 糊子集A, A a 1, a2,⋯, ai , 其中ai为因素子集 中ui的权值, ai≥0,且 ρ m i1ai 1。 评判对象可分为n个等级,其等级集V{ v1, v2,⋯, vn}。 因素U中的第i个因素对回采率的隶属度是一 个模糊值λi,λi是V中的模糊子集 Ri i 1,2,⋯, m r 1, r2,⋯, ri , 则有如下关系 R R1 R2 Rm 对A和R进行合成,即可求出评价结果B 〔2〕, BAR b 1, b2,⋯bn 2 资源回收率影响因素隶属度及其权值的确定 2. 1 影响资源回收率的因素 在回采过程中影响资源回收率的因素很多,根 用要求的物理结构的过程,就是数据库的物理设计, 通常分为两步 1确定数据库的物理结构,在关系数据库中 主要存取方法和存储结构。 2对物理结构进行评价,评价的重点是时间 和空间效率。 下面仅以安全评价系统的瓦斯浓度记录表的结 构与必须的索引为例并列出了表中的部分记录 , 给出物理设计的实例 瓦斯浓度记录单C \MKAQPJST \WSLDJL. DBF 结构 wsldjl监测点编号c 4、 监测点名称c 18、 检查人员工号c3 普通索引、 检查记录时 间c14、 瓦斯浓度2. 2 记录见表1。 表1 瓦斯浓度记录单 记录号 监测点 编号 监测点 名称 检查人员 工号 检查记录 时间 瓦斯 浓度/ 11008 11301回采面 回风流 00316 /20/06 /23/250. 28 22031二采区水泵房02116 /20/06 /08/450. 08 作者简介李希建1967 - 男,湖南土家族,副教授, 硕士研究生导师,主要从事安全技术及工程、 煤层气抽采利 用等方面的教学与科研工作。 收稿日期 2007 - 12 - 17;责任编辑齐秀昆 59 安全监察与管理 煤 矿 安 全2008 - 04