張吉同　馮夢清

摘要：首先對井下人員定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行概要設(shè)計，畫出了系統(tǒng)的主要實體之間的E—R圖；然后對井下人員定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行邏輯設(shè)計，建立了數(shù)據(jù)庫中主要的表結(jié)構(gòu)；最后對數(shù)據(jù)庫的表根據(jù)系統(tǒng)的特點進行了優(yōu)化設(shè)計，將大表拆分為小表，以分散訪問，達到以空間換時間的目的，提高系統(tǒng)的訪問效率。

關(guān)鍵詞：人員定位；數(shù)據(jù)庫；優(yōu)化

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）18-0013-02

井下人員定位系統(tǒng)是利用無線射頻技術(shù)RFID、數(shù)據(jù)庫、通信和計算機技術(shù)來實現(xiàn)對井下人員的跟蹤定位信息的采集、分析處理、實時顯示、數(shù)據(jù)庫存儲、考勤管理及報表打印等功能。實現(xiàn)地面管理人員對井下人員實時分布、軌跡等進行實時管理，從而達到在災(zāi)變發(fā)生時為搶險救災(zāi)提供科學(xué)可靠的依據(jù)。

煤礦采用三八制或四六制工作方式，每天24小時不間斷的生產(chǎn)，所以下井人員眾多，若要實現(xiàn)井下有效定位，滿足國家規(guī)定，井下基站也需要很多。所以系統(tǒng)每天都要產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)記錄，以一個年產(chǎn)300萬噸的煤礦為例，按三八制計算，每班大概需要500人下井，每人來回大概要經(jīng)過30個基站，假設(shè)每經(jīng)過一個基站產(chǎn)生一條記錄，每天產(chǎn)生3×500×30=45000，每月產(chǎn)生45000×30=1350000條記錄，按國家要求井下信息至少要保留6個月，1350000×6=8100000條記錄。所以，要對這些原始數(shù)據(jù)進行有效的管理利用，對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與優(yōu)化就顯得非常必要。

1數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫在一個信息管理應(yīng)用軟件系統(tǒng)中占有非常重要的地位，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞將直接影響系統(tǒng)的效率以及實現(xiàn)的效果。合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計可以提高數(shù)據(jù)存儲的效率，減少數(shù)據(jù)的冗余，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

1.1 數(shù)據(jù)庫概要設(shè)計

下井人員攜帶標識卡（tag標簽），經(jīng)過安裝有基站（讀卡器）的位置時，基站讀取人員所攜帶的標識卡，把標識卡的ID號和讀取時間上傳到監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)采集主機上并保存到實時數(shù)據(jù)表中，系統(tǒng)依據(jù)系統(tǒng)所采集的原始數(shù)據(jù)再與其他相關(guān)的關(guān)進行關(guān)聯(lián)處理，生成一些其他相關(guān)信息表，并保存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，供管理員用戶查詢利用。根據(jù)系統(tǒng)所涉及的實體以及它們之間的關(guān)系可以畫出系統(tǒng)實體關(guān)系（E—R）圖。系統(tǒng)的E—R圖如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計

根據(jù)人員定位管理系統(tǒng)的功能及系統(tǒng)所涉及的實體以及它們之間的關(guān)系，建立以下主要表：管理員信息表、用戶信息表、部門信息表、基站信息表、識別卡信息表，以上這些表相對修改的機會較小，一般建立完成后變動很少，所以把這些表稱為靜態(tài)表；在系統(tǒng)中由于井下人員移動所產(chǎn)生的軌跡通過基站傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)采集主機就把這些信息保存在一個表中，這個表稱為軌跡表，這個表存儲員工在井下的行走軌跡，所以隨著時間的推移，這個表的數(shù)據(jù)量會急劇增加，而系統(tǒng)所查詢信息的生成都要依靠這個表而產(chǎn)生，所以這個表的大小直接影響系統(tǒng)的效率，這個表稱為動態(tài)表。以下列出系統(tǒng)部分表的結(jié)構(gòu)。

（1）基站信息表

基站信息表用來存儲基站的相關(guān)信息，其詳細表結(jié)構(gòu)如表1所示。

（2）識別卡信息表

識別卡信息表用來存儲識別卡的ID、編碼、電壓、當(dāng)前狀態(tài)、刪除標記以及所屬人的ID號信息，其具體表結(jié)構(gòu)如表2所示。

（3）井下人員軌跡信息表

井下人員的信息是系統(tǒng)的基站采集的，為了減少傳輸?shù)男畔⒘?，系統(tǒng)只采集了基站ID、識別卡ID和讀識別卡的時間，所以這個表的只有四個字段，其具體表結(jié)構(gòu)如表3所示。

2 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)滿足完整性、一致性、最小冗余等要求，但是在進行實際數(shù)據(jù)庫設(shè)計時并不一定要完全遵守數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)則，要根據(jù)系統(tǒng)實際需求進行設(shè)計。

2.1 表結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

1）由于人員定位系統(tǒng)的特殊性，數(shù)據(jù)要求至少保存半年以上，特殊數(shù)據(jù)要保存至少一年以上，而且井下軌跡記錄不允許用戶進行修改，為了防止用戶對員工下井信息進行篡改，所以井下人員信息表增加eventID字段，用來記錄井下記錄的自增ID號，若用戶進行刪除或添加信息就會從ID號上反映出來。

2）人員定位的數(shù)據(jù)要保存一定的時間，而井下人員的軌跡及相關(guān)的統(tǒng)計考勤等信息都依賴于井下人員軌跡表。如一個人的下井軌跡是要通過井下人員軌跡表中的tagid與員工信息表中的cardid進行關(guān)聯(lián)才找到這個人的信息，再通過員工信息表中的departid找到這個人的部門的相關(guān)信息，通過tagid可以找到卡的編碼的相關(guān)信息，所以各個表之間都是通過相應(yīng)的id號進行關(guān)聯(lián)的，所以當(dāng)一個人離崗時，他的信息不可真的刪除，只能加一個刪除標記，以便系統(tǒng)能找到相關(guān)人員的歷史信息，同理他原來的卡的信息也不可直接刪除，只能加一個刪除標記，防止其他人的軌跡信息與現(xiàn)在卡號所對應(yīng)人的信息關(guān)聯(lián)在一起，導(dǎo)致數(shù)據(jù)前后的不一致。所以對數(shù)據(jù)庫中易導(dǎo)致數(shù)據(jù)前后不一致的表都增加了一個is_deleted字段，用來標記此記錄被刪除。

2.2 查詢的優(yōu)化

為了提高系統(tǒng)查詢的效率要對表中的關(guān)鍵字要建立索引，同時要盡量減少表之間的關(guān)聯(lián)，表之間關(guān)聯(lián)條件的選擇也非常重要。

2.3 表的優(yōu)化

由于井下人員軌跡表隨著時間的增加數(shù)據(jù)會急驟增加，如果不對此表進行有效的分流，會嚴重影響系統(tǒng)的效率，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。監(jiān)控系統(tǒng)要實時統(tǒng)計當(dāng)前井下人員的分布及井下人員的實時軌跡，需要實時對井下人員軌跡表進行訪問，它的記錄條數(shù)直接影響系統(tǒng)的效率，所以要對這個表進行合理的分流，使其數(shù)據(jù)量降到合適的范圍，是我們設(shè)計時要考慮的問題。為了防止井下人員軌跡表單表的數(shù)據(jù)量過大，將這個大表拆分成小表以分散訪問，以空間換取時間。將表中的記錄按時間以月為單位進行分割，以月份命名。同時為了方便系統(tǒng)對每個工人的信息進行統(tǒng)計和考勤，并將當(dāng)前在井下的人員信息保存到一個表中，稱為實時表；對每個出井的人員把他的記錄信息進行統(tǒng)計，生成一條歷史記錄，這個表包含人員姓名、卡號、入井時間、出井時間以及相應(yīng)的班次，并把這條記錄保存至以月份命名的歷史表中。這樣就能達到把一個大表分為多個小表的目的，降低了單表的數(shù)據(jù)量，并通過建立冗余表的方式提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。

3 結(jié)語

首先對井下人員定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行概要設(shè)計，畫出了系統(tǒng)的主要實體之間的E—R圖；然后對井下人員定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行邏輯設(shè)計，建立了數(shù)據(jù)庫中主要表結(jié)構(gòu)；最后根據(jù)系統(tǒng)的特點對數(shù)據(jù)庫的表進行了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計，將大表拆分為小表以分散訪問，達到以空間換時間的目的，提高系統(tǒng)的訪問效率。所以在設(shè)計信息管理類系統(tǒng)時，應(yīng)結(jié)合數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)范及要求，同時也要根據(jù)系統(tǒng)的特點來合理地組織和設(shè)計數(shù)據(jù)庫，達到二者之間的平衡，實現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計目的。

參考文獻：

[1]劉佳，朱慧，華鋼.井下人員定位管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型設(shè)計[J].工礦自動化，2013（7）：91-92

[2]陳小奎.井下人員定位管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計及優(yōu)化[J].能源技術(shù)與管理，2007（6）：133-134.

[3]杜文濤.基于WEB的井下人員定位信息系統(tǒng)的研究[D].西安科技大學(xué)，2010.