朱俊濤 張輝 張帆 陳華鋒 毛春麗

摘 要 此次研究中，首先闡述了構件的基本概念，隨后分析了礦井通風安全管理系統(tǒng)的特征和傳統(tǒng)開發(fā)模式的不足，最后研究了基于構件和快速原型法的礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)模式，分析其關鍵技術和實現方法。旨在通過此次研究，明確基于構件的開發(fā)模式的優(yōu)勢，為礦井通風安全管理系統(tǒng)的合理開發(fā)和應用奠定基礎。

關鍵詞 通風安全;管理系統(tǒng);構件技術;開發(fā)模式

礦井通風安全管理始終是國內外礦井安全管理和研究的重要內容，美國研究人員研發(fā)的Ventilation Design，可以實現交互設計與三維顯示，波蘭研究機構研發(fā)的Mine Fire Simulator，可以通過動態(tài)圖形的方式表現火災蔓延搶礦，以及通風系統(tǒng)當中的各項參數變化。國內研究方面，礦井火災救災決策支持系統(tǒng)、Mine CAD子系統(tǒng)均在礦井通風系統(tǒng)安全管理中發(fā)揮重要作用。在信息技術和多樣化計算系統(tǒng)不斷研發(fā)和應用的背景下，礦井通風安全管理系統(tǒng)日漸完善和創(chuàng)新，而現代化煤礦開采工作的需求也對通風安全管理系統(tǒng)的開發(fā)設計提出了更高的要求。

1 構件的基本概念

構件技術在系統(tǒng)開發(fā)中能夠發(fā)揮顯著的效果，其中，構件指的是系統(tǒng)當中具有一定獨立性的功能實體，屬于可以復用的軟件組成部分，能夠在構造其他軟件過程中發(fā)揮顯著效果。具體來說，構件指的是它可以是被封裝的對象類、部分功能模塊、軟件構架和框架，以及分析件和設計模式等[1]。構件的種類主要有分為構件類與構件實例，利用相關給出的構件類參數，能夠形成構件實例，再對構件實例進行組裝與控制，能夠構建相應的軟件，構件的靈活、合理應用能夠使軟件開發(fā)的效率及軟件質量均得到顯著提升。構件庫能夠為快速原型法的實施提供科學有效的支持，促進系統(tǒng)開發(fā)設計的優(yōu)化。

2 礦井通風安全管理系統(tǒng)的特征

礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)設計中，涉及的空間數據基本上是來自于地下，同時具有顯著的動態(tài)變化特征，包含了受到空間位置影響的大量復雜數據信息，這些數據信息的分析和處理，需要應用采礦、通風安全、測量統(tǒng)計、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及計算機圖形等多個學科的知識[2]。在這種背景下，礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)的難度較大，需要多學科的專業(yè)知識和技能，單一的單位、個人常常不能夠全面解決所有問題。傳統(tǒng)的礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)中，主要采取生命周期模型和面向對象的開發(fā)方法，系統(tǒng)開發(fā)的模式主要是購買基礎GIS平臺、購買GIS 組件以及從底層做起三種。

3 基于構件和快速原型法的礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)模式

3.1 關鍵技術分析

基于.NET的快速原型法能夠有效解決跨語言開發(fā)的集成問題，而構件技術的應用可以使系統(tǒng)開發(fā)的靈活性顯著增加，同時考量用戶需求，能夠使礦井通風安全管理系統(tǒng)的開發(fā)更加迅速科學。基于構件技術和快速原型法進行礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)，能夠解決傳統(tǒng)開發(fā)模式在空間分析功能、網絡功能以及輔助設計功能等方面的不足，實現二維和真三維可視化模擬開發(fā)，顯著提升通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)的效率和質量。這種開發(fā)模式下的關鍵技術，是有效地選取開發(fā)平臺、依據具體的細化要求快速地獲得相關構件，以及基于.NET框架迅速地建立可行的系統(tǒng)原型。

3.2 實現方法

在程序設計語言選取方面，選擇基于.NET框架的設計語言，.NET框架屬于互聯網技術和COM技術的有效結合，是基于互聯網的開發(fā)應用平臺，平臺支持多樣化語言，并且能夠實現多種語言的空前集成，這就有效解決了跨語言集成的問題。這種條件下，礦井通風安全管理系統(tǒng)的設計較為靈活，研發(fā)人員能夠通過熟悉的語言編程，不同程序的設計人員能夠迅速設計，最后將其集成于大系統(tǒng)當中。基于.NET框架設計語言的應用，十分適合科研機構及高校，開發(fā)人員特定語言應用習慣以及人員流動性，使得跨語言設計較為常見，.NET設計語言的選擇能夠消除這一制約系統(tǒng)開發(fā)的因素。

在選擇數據庫平臺時，基于礦井通風安全管理系統(tǒng)數據豐富、多樣，以及需要網絡功能的特征，可以選擇微軟的SqlServer數據庫平臺，此平臺在性價比方面具有較為突出的優(yōu)勢，另外功能相對有所限制的SqlServer免費版本MSDE2000也能夠滿足礦井通風安全管理系統(tǒng)的開發(fā)需求。

礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)中需要的構件主要有通風安全相關方法庫構件、二維圖形可視構件、三維可視和分析構件，以及通用的數據庫開發(fā)構件和動態(tài)模擬、專家決策、數據傳輸等構件。構件的獲取可以通過購買、已有成果處理和完全開發(fā)的方式，當相關構件開發(fā)難度和周期不合理，可以適當地購買成熟構件，購買方法庫和分析構件之外的相關構件，這樣能夠保證系統(tǒng)開發(fā)的時效性和質量。倘若前期已經存在一定的研發(fā)成果，可以降低分類整理后作為多功能構件使用，而若想要擁有完全獨立知識產權的礦井通風安全管理系統(tǒng)，則需要保證功能構件全部從底層開發(fā)，這種開發(fā)形式的難度較大且周期較長，選擇折中的快速原型法能夠使開發(fā)效果得到提升。前期后面部分相關構件，保證系統(tǒng)功能實現，之后在對購買的構件進行自主開發(fā)，再用自主開發(fā)的構件替換前期購買的構件，這樣開發(fā)設計的礦井通風安全管理系統(tǒng)，既能夠保證安全有效，又能夠具備獨立的知識產權。快速原型法的思想是先構建滿足用戶需求的系統(tǒng)原型，保證系統(tǒng)功能，在用戶的應用實踐基礎上，對系統(tǒng)進行修改和完善，從而形成符合用戶需求的新型系統(tǒng)。

綜上所述，礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)設計中，涉及的數據信息涵蓋多個學科，同時動態(tài)變化特征顯著，對于系統(tǒng)的開發(fā)模式具有很高的要求，合理地選取科學有效的開發(fā)模式至關重要。基于構件技術和快速原型法進行礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)，能夠使傳統(tǒng)開發(fā)模式在開發(fā)成本、人力資源、升級維護難度大等方面的不足，有效發(fā)揮構件技術的優(yōu)勢，能夠使礦井通風安全管理系統(tǒng)開發(fā)的效率和質量均得到顯著提升。

參考文獻

[1] 張治國.關于礦井通風系統(tǒng)模型設計制作及在安全生產管理中的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2017，10（2）：4-6.

[2] 任珍.煤礦通風安全管理系統(tǒng)的探討[J].能源與節(jié)能，2017，11（4）：28-29.