引言

EAI的概念在IT界提出和討論已經有幾年的歷史了，最初大家談到的EAI的概念，相對后來EAI的發展來看，可以說是一個狹義上的EAI，即企業應用整合，僅指企業內部不同應用系統之間的互連，以期通過應用整合實現數據在多個系統之間的同步和共享。伴隨著EAI技術的不斷發展，它所被賦予的內涵變得越來越豐富。現在大家談到的EAI的概念，具有更為廣義的內涵，它已經被擴展到業務整合的范疇，業務整合相對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務流程整合的級別。

業務整合不僅要提供底層應用支撐系統之間的互連，同時要實現存在于企業內部應用與應用之間，本企業和其他合作伙伴之間的端到端的業務流程的管理，它包括應用整合，B2B整合，自動化業務流程管理，人工流程管理，企業門戶以及對所有應用系統和流程的管理和監控等方方面面。所謂的EAI，就是企業應用集成，它一種解決思路，來解決企業的不同應用系統間互連互通的集成問題。至于實現這種思路的方式具體怎樣，并沒有權威的標準或規定，但中間件是最常見的技術手段，即為應用系統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：業務過程集成、應用集成、數據集成及平臺集成。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之間的連接和數據接口的問題。再往上去就是應用整合層，它要解決的是被集成系統的數據轉換問題，通過建立統一的數據模型來實現不同系統間的信息轉換。應用整合層之上是流程整合層，它將不同的應用系統連接在一起，進行協同工作，并提供商業流程管理的相關功能，包括流程設計、監控和規劃，實現業務流程的管理。本文就以某煤礦的通風安全智能監測系統為例，介紹EAI技術在煤礦智能監測系統中的應用。

1 某煤礦通風安全情況簡介

某煤礦屬低瓦斯礦井，但局部有時會出現瓦斯涌出異常現象，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測系統主要有KJ95系統和束管監測系統。確保礦井安全生產，井下環境監測需設一套束管監測系統，主要利用紅外技術對井下氣體成份的分析，實現CO、CO2、CH4、O2、N2（計算值）等氣體含量的24小時在線連續監測，對其含量變化情況進行預測。系統采用高精度、低漂移的氣體分析儀，能夠在早期監測到自燃的臨界點。

KJ95系統是由天地科技股份公司常州自動化分公司開發的，主要用于對瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化碳等環境參數實時采集、處理、存儲、顯示，并具有超限報警的功能。該系統使用的數據庫為access，無法實現數據庫共享。束管監測系統主要功能是監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。該煤礦的束管系統現有3臺氣體分析儀，束管系統抽取出來的氣體經氣體分析儀分析后，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，在現存的這兩類實時監測系統中，時刻都有大量的數據和信息需檢查和處理，當緊急事件發生或是需要對歷史數據和信息進行分析時，海量的數據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，該煤礦現在存在如下主要問題：

（1）多系統并存但互不兼容，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驗，缺乏科學的判斷依據；

（3）依然是通過對單一參數的判斷實現超限報警，有時并不是真實情況的反映；

（4）緊急事件發生時，缺乏有效的專家指導。

2 針對系統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，一是重新開發新監控系統，合理組織系統流程，實現更全面的數據收集、更準確的監控預警，但該方案投資非常大，周期較長；另一種方案是在現有系統基礎上進行系統集成，保護煤礦的已有投資，該方案開發周期短，投資小，但對現有系統流程基本沒有改進。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）將該煤礦現有的KJ95系統和束管系統集成，采集瓦斯、CO、風速、負壓等相關數據；

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

通過考察國內外市場上的智能監控與報警系統后，本課題決定采用具有智能監測監控功能的軟件平臺INTEMOR。它幾乎是國際最新研究開發潮流的代表。該系統特別強調如下三方面的集成：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明創造與現有技術的集成。在對集成的技術實現中，因為選用了INTEMOR作為平臺，所以在對該煤礦的智能通風系統進行二次開發時，它只要從已有的DCS通訊網絡獲得數據，便可進行高一層次的綜合和處理，而不改變使用人員已經熟悉的操作程序和規則。

DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。即所謂的分布式控制系統，或在有些資料中稱之為集散系統，是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，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、配置靈活以及組態方便。即只是從高層次進行監督和預報，因而可達到更好的控制與管理的綜合效果。

3 通風安全監測系統組成

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

4 EAI技術在智能監測系統中的應用

INTEMOR系統是一種具有開放體系的智能專家系統開發工具，既可根據用戶特殊的需求，獨立開發解決具體問題的軟件，然后嵌入到INTEMOR系統中，成為INTEMOR系統的一部分。也可以將其它系統通過級聯的方法集成進INTEMOR系統。

4.1 KJ95系統與束管系統的數據集成

圖1 現有系統與INTEMOR系統集成方案

在設計數據挖掘系統時，為了不影響這兩套系統的正常運行，我們選擇了數據集成的方式（如圖1），經與KJ95系統的開發商協商，采用如下方法：開發商將KJ95數據庫轉換為文本文件，實時更新，我們從該文本文件中按一定規則提取有關瓦斯、一氧化碳等相關氣體的數據；因進行束管系統氣體檢測的部門所用微機能上網，因此我們為其設計一登錄錄入網頁，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據庫。這樣，共享的數據庫中便集成了兩個系統中需要監測的氣體數據。

在系統開發中，因為原來的KJ95系統仍然要正常運行，因此我們必須將共享數據庫中的數據讀到另一臺機器上（也就是INTEMOR系統的數據庫服務器）。我們采用的方法是：利用ADO技術，ADO （ActiveX Data Objects） 是一個用于存取數據源的COM組件。它提供了編程語言和統一數據訪問方式OLE DB的一個中間層。允許開發人員編寫訪問數據的代碼而不用關心數據庫是如何實現的，而只用關心到數據庫的連接。訪問數據庫的時候，關于SQL的知識不是必要的，但是特定數據庫支持的SQL命令仍可以通過ADO中的命令對象來執行。

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

4.2 知識庫系統與超媒體顯示系統集成

由于選用的INTEMOR系統是具有因特網通訊功能和實時控制功能的專家系統，它附帶內嵌的專家系統開發工具，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，當采集到的數據讀到INTEMOR服務器后，INTEMOR數據庫服務器負責分發數據，一方面把數據送到INTEMOR實時數據顯示模塊；另一方面把數據存儲到數據庫中，供INTEMOR遠程監控模塊使用。而INTEMOR專家系統開發工具負責開發事故預報專家系統，供INTEMOR實時數據顯示模塊預報和監督事故的發生。

知識獲取和INTEMOR系統專家知識庫的建立是INTEMOR系統成功應用的關鍵。因此，我們在開發監測系統前非常注意專家知識的獲取。重點收集反映生產狀態異常的專家知識、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系統內嵌的專家系統開發工具（KB Builder），進行INTEMOR知識庫的創建。在知識庫的創建過程中，我們對各個工區分別獨立進行了專家庫的開發，然后將這些獨立的知識庫根據管理體系進行整合，這樣做的目的是考慮到INTEMOR智能檢測系統投入正常運行后，它將該單位不同的檢測系統集成在一起，形成一個統一的檢測預報體系，專家庫的相對獨立有利于提高INTEMOR驅動器（Driver）和數據處理器（DDP）的處理速度，同時方便以后的擴展。

在INTEMOR系統運行環境下，實時數據、信息和知識通過數據庫、知識庫和超媒體在線操作手冊連接在一起。INTEMOR超媒體顯示系統是一個展示和解釋這些數據、信息和知識的強有力的工具。它能夠顯示在線實時數據并用這些數據作圖，而且可以讀取和顯示HTML（超文本格式語言）和XML文件。HTML是一種規范，一種標準，它通過標記符號來標記要顯示的網頁中的各個部分。網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頁文件，然后根據標記符解釋和顯示其標記的內容，對書寫出錯的標記將不指出其錯誤，且不停止其解釋執行過程，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，在礦級總圖上級聯生產工區分圖，在生產工區分圖上級聯工藝圖。礦級總圖側重全礦概況及宏觀生產信息的發布，工區分圖側重工區生產流程及其信息的發布，工藝圖的設計力求詳細，對本工序各種關鍵工藝參數都能進行專家級的監控。

5 結束語

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