第 1 章 绪论
1.1 研究背景
中国的煤炭储量十分丰富，依据《BP 世界能源统计年鉴》，至 2016 年底，我国已探明煤炭储量在世界上排名第三位，前两名分别是美国和俄罗斯。目前，国内的新型能源、替代能源发展缓慢，我国主要的工农业生产还是以煤炭资源为主。因此，煤炭资源具有战略性的地位。但目前整个煤炭行业不容乐观，煤炭库存居高不下，而国内煤价疲软，企业生产成本逐步上升，而整体盈利能力却在下降，煤炭企业的经营难度增加，迫切需要改变管理模式。佳煤集团于 2012 年到 2014 年全面实施了数字信息传输系统工程项目建设，建设完成了国内先进的视频会议系统、互联网展示平台；集团公司下属所有煤矿已经按照国家和山西省煤炭厅相关标准建设了煤矿安全监控系统、煤矿井下作业人员管理系统、煤炭产量远程监测系统，并且联网至集团公司；集团公司建设并完善了井上下的调度电话通信系统、工业视频系统。但由于目前集团调度部门各科室正在使用的信息系统是零星的单业务系统，而且各类业务系统均采用独立运行的模式，导致信息闭塞无法共享；各类业务系统单独建立，组织机构信息和相关基础信息都是重复存储，造成信息冗余重复；调度汇报系统并未经过正式测试验收，导致输入数据和相应的报表数据不一致问题，造成了信息不准确；还有的部门还是依靠传真、手动填写表格的方式处理业务，这种模式下造成的跨部门、跨系统的流程难于协同，无法满足企业集中调度指挥的实际需求。这种调度管理的现状导致企业的调度管理效率较低，降本提效的目标难以实现。因此，建立一套安全生产综合调度管理平台，依靠计算机信息化的手段，提高调度管理的效率，降低企业生产成本，就成为佳煤集团调度管理信息化的首要选择。
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1.2 研究目的及意义
佳煤集团安全生产综合调度管理平台利用了煤矿生产调度管理学、计算机科学等相关学科的知识，通过该平台的建设，使现有的三大监测类信息系统和将要建设的系统达到互联互通，综合利用各类信息资源，为集团高效的调度管理提供全方位的服务。在统一的管理平台上，构建从煤矿到集团一体化的信息系统，实现综合自动化设备运行监测、图纸管理、调度汇报、应急救援指挥的信息化。（1）通过煤矿安全监控系统、煤矿井下作业人员管理系统、煤炭产量远程监测系统三大系统的实时监测数据，实现联动报警以及关联分析，而这种关联性分析在日常调度管理监控中是非常必要的。（2）通过调度管理系统，不仅可以实现对日常产量、掘进、外运、销售等数据的统计分析，而且对于库存、计划、销售等相关业务进行深入剖析，对相关数据进行关联分析。（3）通过已建设的调度大屏可以显示不同矿井的各个矿区之间生产现场的多副画面，实现安全生产的实时监控；可作为软件系统的显示终端，服务于日常的调度指挥业务；可以与日常应用软件系统及应急指挥活动集成，发挥调度指挥的职能；工业视频监控系统已在各级单位建设完毕，集团可随时调看煤矿井下的实时生产情况；除了满足日常监控的需求，当发生报警时，可以及时掌握到事故地点的实时视频监控资料，及时满足应急救援的实时监控跟踪的需求。（4）通过安全生产综合调度管理平台还可以及时查看下属各矿的生产指标完成情况，生产过程的完整记录信息，设备的运行情况；通过对汇报的数据和由现场监测信息系统采集的数据进行对比，来发现煤矿是否存在违反安全生产的行为。（5）通过安全生产综合调度管理平台还可以起到应急救援指挥的作用，当下属煤矿发生事故时，可以第一时间启动应急救援系统，从相关人员的通知，矿井作业平面图的提供，相关预案的调取，应急救援路线的制定，应急物资的调拨等各个环节，保障了救援与指挥的高效性，及时性。
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第 2 章 相关基本理论及概念
2.1 管理信息系统理论
管理信息系统，又称作 MIS 系统，是由信息系统与企业管理方法相结合而形成的软件系统。主要研究信息化在社会各行业中的应用。最早的管理信息系统是由明尼苏达大学卡尔逊（Carlson）管理学院教授戴维斯（Gordon B.Davis）在 1967年创立，当时他和明尼苏达大学的两位同事开启了管理信息系统第一个正式博士学位项目，所以戴维斯也被称为管理信息系统之父。有关管理信息系统各位教授学者从各自不同角度给出了不同的定义。早在 20世纪 70 年代，管理信息系统借助数据库技术、网络应用技术以及管理科学等学科知识与技术逐步成熟起来，同时期 Walter T Kennevan（1970）通过研究认为：管理信息系统就是帮助经理们进行决策判断的，而决策的依据是过去发生的、现在存在的或者未来将会发生的企业内部信息[33]。该定义从管理信息系统的实际应用出发，并没有包含人和计算机的字眼，但是提出了管理信息系统应具有决策支持的作用。而戴维斯（G.B.Davis）（1985）认为：管理信息系统是一个能支持管理和决策的用户机器系统，它利用计算机的软硬件、相关模型以及数据库提供信息[33]。这个定义最大的特点是提出了需要计算机的存在，并指出管理信息系统需要有人和机器的共同参与，并且更深层次的指出管理信息系统应能支持企业的三个层次，即基层运行、中层管理、高层决策。管理信息系统在我国 20 世纪 80 年代后期逐步形成了系统学科。薛华成教授总结了以上各专家学者的观点，他认为管理信息系统是一个能够提高企业效益和效率，并且支持企业各级管理者需求的人机器系统。这个系统主要借助软硬件设备进行信息的管理和维护[33]。教授黄梯云，李一军在《管理信息系统》一书中，认为：管理信息系统是一个借助计算机、信息、管理和决策技术与管理思想相结合的用户机器系统，可以对组织进行全面的管理，并且协助管理层进行综合判断[34]。管理信息系统对企业特别重要，其管理业务覆盖了企业主要的生产环节，因此其结构也必然是一个包含各种业务子系统的机构，并且贯穿于企业管理的全过程。
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2.2 信息系统分析与设计理论
结构化开发方法是为了应对 20 世纪 60 年代出现的软件危机而产生的一种方法。而在 20 世纪 70 年代，以 Yourdon、Larry L.Constantine 和 T.DeMarco 为代表人物，提出了结构化分析（SA）和结构化设计（SD）方法，即所谓的 SASD 方法[35]，被认为是结构化开发方法真正开始走向成熟的标志。结构化开发方法（Structured Developing Method）本质上是一种基于软件生命周期模型的软件开发方法，它讲究做事情的条理性。模块的独立性、信息隐蔽、分解和抽象是结构化开发方法需要遵守的一些准则，其目的主要是确保待开发软件在结构方面具有合理性。其基本思想是：把复杂的信息系统建设过程分阶段进行，每个阶段又分为若干活动，每项活动中按照相关的技术标准、规范完成一系列的活动。结构化方法基于数据流，其主要包含 3 部分内容，即结构化分析、结构化设计和结构化程序设计。在面向对象方法成熟之前，结构化方法曾经风靡全球，被广泛使用，但其在使用过程中也逐渐暴露出一些弊端，如可维护性，可扩充性，可重用性比较差，维护工作量繁重等。以结构化方法形成的信息系统建立在过程和功能分解的基础上，而为了适应用户需求多变的情况，信息系统内部功能及处理逻辑经常会有变化，这对结构化方法来说很难适应这种变化。
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第 3 章 佳煤集团安全生产综合调度管理现状分析.............27
3.1 佳煤集团概况........27
3.1.1 集团简介.....27
3.1.2 组织机构.....27
3.2 佳煤集团信息化建设现状............28
3.3 佳煤集团综合调度管理存在的问题........29
3.4 佳煤集团安全生产综合调度管理平台建设的必要性....31
3.5 本章小结....32
第 4 章 佳煤集团安全生产综合调度管理平台需求分析.....33
4.1 系统目标....33
4.2 系统需求分析与用例建模............34
4.3 本章小结....52
第 5 章 佳煤集团安全生产综合调度管理平台设计.............53
5.1 系统设计原则及目标........53
5.2 系统总体设计........53
5.3 数据库设计............67
5.4 系统主要功能设计............68
5.5 本章小结....73
第 5 章 佳煤集团安全生产综合调度管理平台设计
5.1 系统设计原则及目标
佳煤集团安全生产综合调度管理平台需遵守以下原则：（1）统一性原则按照集团信息化统一规划的思路来建设佳煤集团安全生产综合调度平台，不盲目建设。（2）开放性原则佳煤集团综合调度管理平台建设成果必须是一个开放系统。因此，平台的建设必须考虑将来其他子系统的方便接入，从而使系统升级、扩充和更新时有良好的适应能力。（3）标准化原则佳煤集团综合调度管理平台的建设必须严格按照国家信息系统的相关标准、规程进行建设，并且保留中间的建设成果。（4）稳定性原则佳煤集团综合调度管理平台涉及到调度指挥能关键业务，一定要保证系统不出错或很少出错；其次要保证系统能够被灵活地修改和扩充，它具备扩充能力。（5）先进性和实用性原则信息系统的建设是一项耗时、花费大的系统性工程，要做一些前瞻性的考虑，既要考虑到其使用的开发技术、业务展示的先进性，又要考虑其方便易用。（6）可靠性原则佳煤集团信息化系统是集团安全生产调度指挥的重要保障。因此在设计上要考虑系统的健壮可靠，不崩溃。还要考虑到网络中断的情况下，系统的应对措施。
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结论
本文以 UML 与面向对象的统一软件过程开发（UP）理论作为研究基础，结合佳煤集团调度管理现状和调度管理信息系统中存在的问题进行分析和设计，由于对研究的专业性和时间、精力所限，所以难免存在一定的局限性，有待于将来做进一步学习研究。本文通过研究佳煤集团综合调度管理中存在的问题，以 UML 和面向对象的统一软件开发过程（UP）理论和调度相关业务知识相结合，从综合调度管理平台的需求分析出发，进行了综合调度管理平台分析与设计研究。得出如下结论：①解决集团调度管理信息系统中存在的系统单一、数据准确性不高，不能满足当前业务要求等问题。须通过对佳煤集团调度管理的业务进行重新梳理，借助信息化的手段，将所辖煤矿生产数据、设备数据、图纸数据通过一定的指挥场景整合起来，达到及时共享的目的，从而提升调度管理水平，提高指挥的效率，同时为集团领导的辅助决策提供支持，达到降本提效的目的。②综合调度管理平台涉及煤矿产、运、销，井下各地点环境（甲烷,CO），井下人员，机器设备运行状态，生产图纸，应急救援等业务环节信息的收集、分析、使用、整理与归档，这些环节信息的提取对调度管理指挥的高效性有重要的作用，但这些环节的业务均发生在煤矿现场，集团调度管理指令的准确性失去了强有力的保障，管理效率低下，迫切需要综合调度管理平台的支持，使煤矿各环节处于受控状态。③通过调度报表数据，不仅可以对日常产量、掘进、外运、销售等数据的统计分析，而且对于库存、计划、销售等相关业务的关联性可以进行深入剖析，做到预测预报，以销定运，以运定产，服务于调度管理。④通过已建设的调度大屏可以显示各个矿区、不同矿井之间生产现场的多副画面，实现安全生产的实时监控；也可作为软件系统的显示终端，便于日常业务的调度指挥。也可以与日常应用软件系统及应急指挥活动集成，发挥调度指挥的职能。工业视频监控系统已在各级单位建设完毕，集团可随时调看煤矿井下的实时生产情况，除了满足日常监控的需求外，当发生报警时，可以及时掌握到事故地点的实时视频监控资料，及时满足应急救援的实时监控跟踪的需求。
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参考文献（略）