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1調度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計

1.1概念模型設計用戶需求確定好之后，要將用戶需求的條件抽象成為數(shù)據(jù)庫概念模型。概念模型是將所需的數(shù)據(jù)按照特定的方法抽象為獨立于任何具體機器的數(shù)據(jù)模型。在本數(shù)據(jù)庫中，應設計的實體主要包括用戶類實體、生產運輸設備實體、各工作區(qū)域及運輸線路實體等。在定義實體的同時還應當確定實體的屬性,主要包括[5]：1）用戶類實體。主要來自于現(xiàn)場工作人員人的信息，根據(jù)不同的工種，使用不同的客戶端，根據(jù)不同的崗位享受不同的操作權限，應包括姓名、ID、密碼、權限等屬性信息。2）生產運輸設備類實體。主要指卡車、電鏟等設備，將這些設備管理起來，供不同的系統(tǒng)用戶、道路、工作場地、生產調度實體使用，其屬性信息包括設備ID、設備類、維修時間、生產狀態(tài)以及相關的位置、運輸?shù)刃畔ⅰ?）各工作區(qū)域及運輸路線等實體。主要指裝場地、排棄場地、維修保養(yǎng)場地、交接班場地、設備存放場地、各運輸路線等。其屬性信息應包括名稱、空間位置、等級編號、工作時間、狀態(tài)等。為了準確清晰的表達用戶需求，可以用E-R模型表達概念模型的實例，E-R模型的構成成分是實體集、屬性和聯(lián)系集，以用戶實體為例，其E-R模型如圖1。

1.2邏輯結構設計概念模型設計好的E-R模型是獨立于任何具體的DBMS系統(tǒng)的模型，因此，為了將這些概念模型轉換為某個具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，需要進行數(shù)據(jù)庫邏輯結構的設計。數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計的過程為：將E-R模型轉換為關系模型，經過模型優(yōu)化消除冗余的聯(lián)系，最終形成合力的邏輯結構模型。本數(shù)據(jù)庫的主要邏輯結構模型為[6]：1）用戶信息（姓名、ID、密碼、權限級別）。2）區(qū)域節(jié)點信息（區(qū)域編號、區(qū)域名稱、區(qū)域類型、節(jié)點列表）。3）路徑信息（路徑編號、路徑名稱、路徑起點、路徑終點、路徑長度、路徑形狀、節(jié)點列表）。4）路徑狀態(tài)信息（路徑編號、道路等級、通行狀態(tài)、狀態(tài)改變時間）。5）卡車基本信息（卡車ID、卡車類型、卡車運載量、卡車維修時間）。6）卡車位置信息（卡車ID、司機ID、班組號、任務編號、路徑編號、負載狀態(tài)、運輸物料、當前位置、當前時間）。7）卡車運輸信息（卡車ID、司機ID、班組號、任務編號、路徑編號、起始時間、終止時間、當前速度）。8）電鏟基本信息（電鏟ID、所在區(qū)域編號、電鏟類型、電鏟維修時間）。9）電鏟位置信息（電鏟ID、司機ID、任務編號、班組號、當前所處位置）。10）電鏟裝載信息（電鏟ID、司機ID、任務編號、班組號、裝載礦巖類型、開始裝載時間、裝載結束時間）。11）裝礦區(qū)域信息（裝礦區(qū)編號、裝礦區(qū)名稱、裝礦區(qū)空間形狀、裝載半徑、排隊半徑）。12）破碎站信息（破碎站編號、破碎站位置、生產時間、破碎站生產能力、破碎站當前狀態(tài)）。13）調度員調度指令信息（指令ID、指令類型、指令發(fā)送時間、指令對象、裝載點名稱、電鏟編號、破碎站名稱、是否執(zhí)行、反饋時間）。

1.4物理結構設計在確定好數(shù)據(jù)庫邏輯結構后，要把這種虛擬的邏輯結構投入到具體的數(shù)據(jù)庫中。本系統(tǒng)采用SQLSERVER2008數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行物理結構設計，在創(chuàng)建好以“SCADA”命名的數(shù)據(jù)庫后，將上述的邏輯結構轉換為相應的表結構,同時將其中的屬性設計成表格內的字段,定義好表格的主鍵及外鍵，同時創(chuàng)建相應的關系視圖及函數(shù)、存儲過程、觸發(fā)器等信息，方便系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，由于篇幅限制，這里不做詳細介紹。

2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)涉及的重要技術

2.1數(shù)據(jù)庫訪問技術由于本系統(tǒng)采取C/S架構，為方便系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫交流，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)存儲與提取，本系統(tǒng)采用ADO.NET技術進行數(shù)據(jù)庫訪問。ADO.NET是微軟公司開發(fā)的一個高性能、高一致性的數(shù)據(jù)庫訪問接口。利用它訪問數(shù)據(jù)庫的一般步驟為：1）創(chuàng)建一個和數(shù)據(jù)庫連接的Connection對象，并打開其連接狀態(tài)，將應用程序與數(shù)據(jù)庫連接起來。2）配置適配器對象DataAdapter，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)集對象Dataset，調用SQL語句執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作，將數(shù)據(jù)結果存儲在Dataset中，或者利用Command對象執(zhí)行SQL語句命令，將返回結構存儲在一個Datareader對象中或者將要存入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。3）關閉Connection對象的連接狀態(tài)。利用該接口，可以方便的將系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集端采集的數(shù)據(jù)和管理決策端發(fā)出的調度命令存儲到數(shù)據(jù)庫相應的表格中，同時可以將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提取出來供管理決策端分析管理、指定調度計劃。利用ADO.NET連同數(shù)據(jù)庫中設計的存儲結構和觸發(fā)器等，可以幫助系統(tǒng)有效的進行數(shù)據(jù)分析處理。

2.2空間數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)主要包括卡車、電鏟的空間位置，礦區(qū)、破碎站的空間位置及形狀，各條道路的位置及形狀等。本數(shù)據(jù)庫中，對這些數(shù)據(jù)的存儲類型采取geography類型。該類型是一種地理空間數(shù)據(jù)類型，它考慮到了地球的彎曲性，用于存儲諸如GPS經緯度坐標等符合地球坐標系數(shù)的點、線、面數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中將該種類型數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫時，采取OCG靜態(tài)地理方法中的STGeomFromText（′geography_tagged_text′,SRID）進行存儲。其中，geography_tagged_text表示要返回的geography實例的WKT表示形式,例如LINESTRING（34，1050，2025），表示線段信息。SRID表示，geography實例的空間引用ID，為一個int表達式，本數(shù)據(jù)庫將其值設定為4326，該SRID將映射到WGS84空間引用系統(tǒng)。

3結語

在計算機高速發(fā)展的今天，利用計算機系統(tǒng)及網絡通訊等手段管理礦山開采與車輛調度對提高礦山生產效益，提高礦山管理決策水平，節(jié)約經濟成本等方面有著巨大的作用，同時對采礦科學的發(fā)展進步也有著重要的貢獻。在整個系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計的工作是否合理規(guī)范是制約著整個系統(tǒng)效率高低的核心環(huán)節(jié)。為滿足露天礦生產信息管理的需要，對于礦山數(shù)據(jù)庫的設計與開發(fā)，需要引起足夠的認識。介紹的基于SQLSERVER2008的調度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計，對于整個調度系統(tǒng)的分析決策管理維護等功能都有著至關重要的作用。通過在某大型露天礦中的初步應用，已表明其設計的合理性與可行性。

作者：樊劍平 姜本朋 鹿德凱 單位：中國礦業(yè)大學（北京）地球科學與測繪工程學院