引言

EAI的概念在IT界提出和討論已經(jīng)有幾年的歷史了，最初大家談到的EAI的概念，相對后來EAI的發(fā)展來看，可以說是一個狹義上的EAI，即企業(yè)應用整合，僅指企業(yè)內(nèi)部不同應用系統(tǒng)之間的互連，以期通過應用整合實現(xiàn)數(shù)據(jù)在多個系統(tǒng)之間的同步和共享。伴隨著EAI技術的不斷發(fā)展，它所被賦予的內(nèi)涵變得越來越豐富。現(xiàn)在大家談到的EAI的概念，具有更為廣義的內(nèi)涵，它已經(jīng)被擴展到業(yè)務整合的范疇，業(yè)務整合相對EAI來說是一個更寬泛的概念，它將應用整合進一步拓展到業(yè)務流程整合的級別。

業(yè)務整合不僅要提供底層應用支撐系統(tǒng)之間的互連，同時要實現(xiàn)存在于企業(yè)內(nèi)部應用與應用之間，本企業(yè)和其他合作伙伴之間的端到端的業(yè)務流程的管理，它包括應用整合，B2B整合，自動化業(yè)務流程管理，人工流程管理，企業(yè)門戶以及對所有應用系統(tǒng)和流程的管理和監(jiān)控等方方面面。所謂的EAI，就是企業(yè)應用集成，它一種解決思路，來解決企業(yè)的不同應用系統(tǒng)間互連互通的集成問題。至于實現(xiàn)這種思路的方式具體怎樣，并沒有權威的標準或規(guī)定，但中間件是最常見的技術手段，即為應用系統(tǒng)之間提供整合中間件。

基于中間件的EAI解決方案通常有4類：業(yè)務過程集成、應用集成、數(shù)據(jù)集成及平臺集成。通過以上集成，EAI技術層次體系最下面的一層是應用接口層，它要解決的是應用集成服務器與被集成系統(tǒng)之間的連接和數(shù)據(jù)接口的問題。再往上去就是應用整合層，它要解決的是被集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換問題，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型來實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的信息轉換。應用整合層之上是流程整合層，它將不同的應用系統(tǒng)連接在一起，進行協(xié)同工作，并提供商業(yè)流程管理的相關功能，包括流程設計、監(jiān)控和規(guī)劃，實現(xiàn)業(yè)務流程的管理。本文就以某煤礦的通風安全智能監(jiān)測系統(tǒng)為例，介紹EAI技術在煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。

1 某煤礦通風安全情況簡介

某煤礦屬低瓦斯礦井，但局部有時會出現(xiàn)瓦斯涌出異常現(xiàn)象，煤塵具有爆炸性，而且礦井一直受到煤層自燃的嚴重威脅，通風安全問題十分重要。目前該煤礦采用的安全監(jiān)測系統(tǒng)主要有KJ95系統(tǒng)和束管監(jiān)測系統(tǒng)。確保礦井安全生產(chǎn)，井下環(huán)境監(jiān)測需設一套束管監(jiān)測系統(tǒng)，主要利用紅外技術對井下氣體成份的分析，實現(xiàn)CO、CO2、CH4、O2、N2（計算值）等氣體含量的24小時在線連續(xù)監(jiān)測，對其含量變化情況進行預測。系統(tǒng)采用高精度、低漂移的氣體分析儀，能夠在早期監(jiān)測到自燃的臨界點。

KJ95系統(tǒng)是由天地科技股份公司常州自動化分公司開發(fā)的，主要用于對瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化碳等環(huán)境參數(shù)實時采集、處理、存儲、顯示，并具有超限報警的功能。該系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫為access，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫共享。束管監(jiān)測系統(tǒng)主要功能是監(jiān)測井下的氣體成分和含量，是該煤礦用于早期預報煤炭自燃火災的一種主要方法。該煤礦的束管系統(tǒng)現(xiàn)有3臺氣體分析儀，束管系統(tǒng)抽取出來的氣體經(jīng)氣體分析儀分析后，其中一臺可將分析結果以文本文件的方式保存下來，另外2臺氣體分析儀得到的分析結果由操作員手工記錄，但現(xiàn)在的處理方式均為由操作員手工填寫表格并送到相關部門并存檔。

因為，在現(xiàn)存的這兩類實時監(jiān)測系統(tǒng)中，時刻都有大量的數(shù)據(jù)和信息需檢查和處理，當緊急事件發(fā)生或是需要對歷史數(shù)據(jù)和信息進行分析時，海量的數(shù)據(jù)往往使操作人員難以適從；此外，如果某些設備的零件出了毛病，也很難迅速進行檢查、判斷、并排除故障。

綜上所述，該煤礦現(xiàn)在存在如下主要問題：

（1）多系統(tǒng)并存但互不兼容，缺乏有效的集成；

（2）對井下實際情況的判斷依然依賴于個人經(jīng)驗，缺乏科學的判斷依據(jù)；

（3）依然是通過對單一參數(shù)的判斷實現(xiàn)超限報警，有時并不是真實情況的反映；

（4）緊急事件發(fā)生時，缺乏有效的專家指導。

2 針對系統(tǒng)存在問題的解決方案

針對該煤礦存在的問題，我們提出兩種解決方案，一是重新開發(fā)新監(jiān)控系統(tǒng)，合理組織系統(tǒng)流程，實現(xiàn)更全面的數(shù)據(jù)收集、更準確的監(jiān)控預警，但該方案投資非常大，周期較長；另一種方案是在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎上進行系統(tǒng)集成，保護煤礦的已有投資，該方案開發(fā)周期短，投資小，但對現(xiàn)有系統(tǒng)流程基本沒有改進。在和礦方對兩種方案進行了比較分析之后，我們決定最大限度的保護礦方投資，采用第二種方案。確立系統(tǒng)目標如下：

（1）建立該煤礦的火災預警專家知識庫；

（2）將該煤礦現(xiàn)有的KJ95系統(tǒng)和束管系統(tǒng)集成，采集瓦斯、CO、風速、負壓等相關數(shù)據(jù)；

（3）建立超媒體實時顯示系統(tǒng)，顯示并結合專家經(jīng)驗對采集到的數(shù)據(jù)進行綜合判斷，真正實現(xiàn)火災預警，并給出專家處理建議。

通過考察國內(nèi)外市場上的智能監(jiān)控與報警系統(tǒng)后，本課題決定采用具有智能監(jiān)測監(jiān)控功能的軟件平臺INTEMOR。它幾乎是國際最新研究開發(fā)潮流的代表。該系統(tǒng)特別強調(diào)如下三方面的集成：公有知識與私有知識的集成；人類智慧與機器智慧的集成及新發(fā)明創(chuàng)造與現(xiàn)有技術的集成。在對集成的技術實現(xiàn)中，因為選用了INTEMOR作為平臺，所以在對該煤礦的智能通風系統(tǒng)進行二次開發(fā)時，它只要從已有的DCS通訊網(wǎng)絡獲得數(shù)據(jù)，便可進行高一層次的綜合和處理，而不改變使用人員已經(jīng)熟悉的操作程序和規(guī)則。

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎上發(fā)展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。即只是從高層次進行監(jiān)督和預報，因而可達到更好的控制與管理的綜合效果。

3 通風安全監(jiān)測系統(tǒng)組成

我們所設計的系統(tǒng)結構主要由兩大部分組成：（1）將分散在該煤礦的各種監(jiān)測系統(tǒng)中的與通風安全有關的有效數(shù)據(jù)進行綜合分析、抽取的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)；（2）INTEMOR智能監(jiān)測系統(tǒng)。這兩個子系統(tǒng)緊密結合構成了該煤礦智能通風安全監(jiān)測INTEMOR系統(tǒng)的總體。

4 EAI技術在智能監(jiān)測系統(tǒng)中的應用

INTEMOR系統(tǒng)是一種具有開放體系的智能專家系統(tǒng)開發(fā)工具，既可根據(jù)用戶特殊的需求，獨立開發(fā)解決具體問題的軟件，然后嵌入到INTEMOR系統(tǒng)中，成為INTEMOR系統(tǒng)的一部分。也可以將其它系統(tǒng)通過級聯(lián)的方法集成進INTEMOR系統(tǒng)。

4.1 KJ95系統(tǒng)與束管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成

圖1 現(xiàn)有系統(tǒng)與INTEMOR系統(tǒng)集成方案

在設計數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)時，為了不影響這兩套系統(tǒng)的正常運行，我們選擇了數(shù)據(jù)集成的方式（如圖1），經(jīng)與KJ95系統(tǒng)的開發(fā)商協(xié)商，采用如下方法：開發(fā)商將KJ95數(shù)據(jù)庫轉換為文本文件，實時更新，我們從該文本文件中按一定規(guī)則提取有關瓦斯、一氧化碳等相關氣體的數(shù)據(jù)；因進行束管系統(tǒng)氣體檢測的部門所用微機能上網(wǎng)，因此我們?yōu)槠湓O計一登錄錄入網(wǎng)頁，按氣體分析人員習慣的表格方式提供錄入頁面，分析結果錄入提交后傳至INTEMOR服務器上，并將結果添加到共享數(shù)據(jù)庫。這樣，共享的數(shù)據(jù)庫中便集成了兩個系統(tǒng)中需要監(jiān)測的氣體數(shù)據(jù)。

在系統(tǒng)開發(fā)中，因為原來的KJ95系統(tǒng)仍然要正常運行，因此我們必須將共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)讀到另一臺機器上（也就是INTEMOR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務器）。我們采用的方法是：利用ADO技術，ADO （ActiveX Data Objects） 是一個用于存取數(shù)據(jù)源的COM組件。它提供了編程語言和統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問方式OLE DB的一個中間層。允許開發(fā)人員編寫訪問數(shù)據(jù)的代碼而不用關心數(shù)據(jù)庫是如何實現(xiàn)的，而只用關心到數(shù)據(jù)庫的連接。訪問數(shù)據(jù)庫的時候，關于SQL的知識不是必要的，但是特定數(shù)據(jù)庫支持的SQL命令仍可以通過ADO中的命令對象來執(zhí)行。

ADO被設計來繼承微軟早期的數(shù)據(jù)訪問對象層，包括RDO （Remote Data Objects） 和DAO（Data Access Objects）。通過配置路徑將共享數(shù)據(jù)庫和INTEMOR服務器連接起來，按設定的采集間隔將數(shù)據(jù)讀到INTEMOR服務器中，并保存到SQL SERVER2000數(shù)據(jù)庫中。從而實現(xiàn)將INTEMOR 數(shù)據(jù)庫服務器與數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的共享庫、以及通過共享庫與該煤礦原有的DCS系統(tǒng)進行了無縫連接，較好地解決了數(shù)據(jù)集成。

4.2 知識庫系統(tǒng)與超媒體顯示系統(tǒng)集成

由于選用的INTEMOR系統(tǒng)是具有因特網(wǎng)通訊功能和實時控制功能的專家系統(tǒng)，它附帶內(nèi)嵌的專家系統(tǒng)開發(fā)工具，因此我們可以非常方便地構造知識庫，通過知識庫，使得系統(tǒng)能夠向操作和管理人員提供智能決策支持。

圖2 INTEMOR軟件結構框架

由圖2可以看到，當采集到的數(shù)據(jù)讀到INTEMOR服務器后，INTEMOR數(shù)據(jù)庫服務器負責分發(fā)數(shù)據(jù)，一方面把數(shù)據(jù)送到INTEMOR實時數(shù)據(jù)顯示模塊；另一方面把數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，供INTEMOR遠程監(jiān)控模塊使用。而INTEMOR專家系統(tǒng)開發(fā)工具負責開發(fā)事故預報專家系統(tǒng)，供INTEMOR實時數(shù)據(jù)顯示模塊預報和監(jiān)督事故的發(fā)生。

知識獲取和INTEMOR系統(tǒng)專家知識庫的建立是INTEMOR系統(tǒng)成功應用的關鍵。因此，我們在開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)前非常注意專家知識的獲取。重點收集反映生產(chǎn)狀態(tài)異常的專家知識、預報和處理事故的專家知識。收集到專家知識后，填寫專家知識獲取表格，確定事故發(fā)生的條件、事故癥狀以及事故導致的后果，進一步確定事故的起因和處理事故應采取的方法及手段。

我們采用INTEMOR系統(tǒng)內(nèi)嵌的專家系統(tǒng)開發(fā)工具（KB Builder），進行INTEMOR知識庫的創(chuàng)建。在知識庫的創(chuàng)建過程中，我們對各個工區(qū)分別獨立進行了專家?guī)斓拈_發(fā)，然后將這些獨立的知識庫根據(jù)管理體系進行整合，這樣做的目的是考慮到INTEMOR智能檢測系統(tǒng)投入正常運行后，它將該單位不同的檢測系統(tǒng)集成在一起，形成一個統(tǒng)一的檢測預報體系，專家?guī)斓南鄬Κ毩⒂欣谔岣逫NTEMOR驅動器（Driver）和數(shù)據(jù)處理器（DDP）的處理速度，同時方便以后的擴展。

在INTEMOR系統(tǒng)運行環(huán)境下，實時數(shù)據(jù)、信息和知識通過數(shù)據(jù)庫、知識庫和超媒體在線操作手冊連接在一起。INTEMOR超媒體顯示系統(tǒng)是一個展示和解釋這些數(shù)據(jù)、信息和知識的強有力的工具。它能夠顯示在線實時數(shù)據(jù)并用這些數(shù)據(jù)作圖，而且可以讀取和顯示HTML（超文本格式語言）和XML文件。HTML是一種規(guī)范，一種標準，它通過標記符號來標記要顯示的網(wǎng)頁中的各個部分。網(wǎng)頁文件本身是一種文本文件，通過在文本文件中添加標記符，可以告訴瀏覽器如何顯示其中的內(nèi)容（如：文字如何處理，畫面如何安排，圖片如何顯示等）。

瀏覽器按順序閱讀網(wǎng)頁文件，然后根據(jù)標記符解釋和顯示其標記的內(nèi)容，對書寫出錯的標記將不指出其錯誤，且不停止其解釋執(zhí)行過程，編制者只能通過顯示效果來分析出錯原因和出錯部位。但需要注意的是，對于不同的瀏覽器，對同一標記符可能會有不完全相同的解釋，因而可能會有不同的顯示效果。模塊的設計思想是，在礦級總圖上級聯(lián)生產(chǎn)工區(qū)分圖，在生產(chǎn)工區(qū)分圖上級聯(lián)工藝圖。礦級總圖側重全礦概況及宏觀生產(chǎn)信息的發(fā)布，工區(qū)分圖側重工區(qū)生產(chǎn)流程及其信息的發(fā)布，工藝圖的設計力求詳細，對本工序各種關鍵工藝參數(shù)都能進行專家級的監(jiān)控。

5 結束語

該系統(tǒng)在現(xiàn)有系統(tǒng)上集成開發(fā)，新系統(tǒng)不影響現(xiàn)行系統(tǒng)的運行，從而有效地保護了用戶的原有投資；實現(xiàn)了已有系統(tǒng)與束管監(jiān)測系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)共享（包括溫度、一氧化碳、瓦斯、風速等多種參數(shù)的檢測），使可供分析的數(shù)據(jù)更及時全面；實現(xiàn)專家知識庫和智能監(jiān)測系統(tǒng)的集成，使得對礦井通風系統(tǒng)的安全監(jiān)測與隱患分析都更準確有效。