黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现.pdf

南京理工大学 硕士学位论文 黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 姓名韩朝晖 申请学位级别硕士 专业计算机技术 指导教师王树梅;郑茂全 20090501 工程硕士论文黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 摘要 本工程主要是通过目前现有的计算机、网络、通讯、自动控制等技术手段，实 现了黄陵2 号煤矿全矿井的数据采集 包括各子系统的生产数据和视频等 ，从而将 各子系统的资源共享，为领导调度和决策提供了依据，实现了矿山的生产和管理现代 化。 因本工程涉及到计算机和自动化等许多方面的知识，本文着重写以下三个方面的 内容 1 、网络的设计与实施⋯包括网络设备的选型、安全设计与网络的实施。将工业 控制网和办公网分开，解决数据的安全性问题。利用华为 8 5 0 5 路由交换机、 N E T S C R E E N 防火墙．N E 4 0 路由器组成网络。 2 、实时历史数据的存储和查询⋯使用S Q LS E R V E R 2 0 0 0 企业版，根据需求进行 数据库的设计，包括各种表和存储过程的建立，以及数据的最终查询手段。 3 、基于W E B 技术的数据浏览 包括工业控制数据和视频数据 ，使用目前最流 行的B ／S 结构，客户端零配置，使用H T M L 和J a v a S c r i p t 语言来实施。 目前工程均已达到预期的设想，相关领导均能在自己的办公室了解到一线的生产 情况，从而为提高矿井的劳动效率及现代化管理水平，确保矿井的安全生产打下了坚 实的基础。 关键词网络 安全数据库存储过程 W E B 视频图像控制 A b s t r a c t 工程硕士论文 A b s t r a c t T h i sp r o j e c ti st oc o l l e c ta l lt h ed a t ai n c l u d i n gt h ep r o d u c t i o nv o l u m ea n dv i d e od a t a o fe v e r ys u b - s y s t e mo fH u a n g l i n gN o ．2c o a lm i n ev i aa l lt h em o d e mt e c h n o l o g y , s u c ha s c o m p u t e r , n e w o r k ，c o m m u n i c a t i o na n da u t o m a t i cc o n t r o ls y s t e m ．T h r o g ht h i sp r o j e c ta l l t h ed a t ao fe v e r ys u b s y s t e mc a l lb es h a r e da n do f f e rt h em a n a g e m e n tg r o u pt i m e l ya n d p r e c i o u sa n di m p o r t a n ti n f o r m a t i o nt oa t t e m p e ra n dd e c i d e ，t h e ng e tt h eh i g he f f i c i e n c y a n dt h em o d e m m a n a g e m e n to fc o a lm i n e ． B e c a u s et h i sp r o j e c tc o n c e r n sm a n yk i n d so fk n o w l e d g eo fc o m p u t e ra n da u t o m a t i c s y s t e m ，t h e r ew i l lb et h r e em a i nt o p i c si nt h i st e x t ． 1 ．D e s i g na n di m p l e m e n to fn e t w o r k I n c l u d i n gt h es e l e c t i o no fn e t w o r kf a c i l i t y , t h e s a f e t yo fn e t w o r ka n dt h ei m p l e m e n to fn e t w o r k ．H e r ei no r d e rt ok e e pt h es a f e t yo fa l lt h e d a t a ，w es e p a r a t et h ec o n t r o ln e t w o r ko fi n d u s t r ya n di n f o r m a t i o nn e t w o r ko fo f f i c e ．W e c h o o s eH u a W e i ’S 8 5 0 5r o u t e re x c h a n g e r , N E T S C I 也E N ’Sf i r e w a l la n dN E 4 0r o u t e rt o a c h i e v et h i s ． 2S t o r a g ea n di n q u i r yf o rt i m e l ya n dh i s t o r i cd a t a M a n yk i n d so fd a t a b a s eC a nb eg e t t h r o u g hS Q LS E R V E R 2 0 0 0e n t e r p r i s ev e r s i o n ，i n c l u d i n gv a r i o u ss h e e t s ，i n q u i r i e sa n d s t o r a g ep r o c e s s e s ． 3D a t ab r o w s i n gb a s e do nW E B t e c h n o l o g y , i n c l u d i n gc o n t r o li n f o r m a t i o na n dv i d e o i n f o r m a t i o n ．H e r ew eu s et h el a t e s tp o p u l a rB ／Ss t r u c t u r e ，t h ec l i e n tC a l lv i s i tt h ed a t a b a s e t h r o g hH T M L a n dJ a v a S c r i p tl a n g u a g e 、析t 1 1n oa d d i t i o n a li n s t a l l a t i o ni nc l i e n tc o m p u t e r ． N o wa l lt h ef u n c t i o n sh a v eg e t t e nt h eg o a l ，t h em a g a n e m e n tg r o u pC a nk n o wt h e p r o d u c t i o ns i t u a t i o nw i t h o u tb e i n go u to fo f f i c e ．T h ep r o j e c ti m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo f c o a ln l i n e ，h e l p st or e a l i z et h em o d e mm a g a n e m e n ta n do f f e r st h eg r e a tf o u n d a t i o nf o rt h e s a f e t yp r o d u c i n go fc o a lm i n e ． Ⅱ K e yw o r d s N e t w o r k , s a f e t y , d a t a b a s e ，s t o r a g ep r o c e s s ，W E B ，v i d e oi m a g e ，c o n t r o l 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名盥』鱼蜢 哆年幻z 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名驻塑蝮 D 歹年加猸 工程硕士论文黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 1 绪论 1 ．1 项目背景和意义 煤炭企业一直留给很多人的印象就是设备陈旧、管理落后，始终和瓦斯爆炸、透 水、冒顶事故等紧密相连。近几年来，煤炭形势一片大好，煤价一路攀升，在利益的 趋使下，煤炭企业频发伤亡事故也诸见各大煤体新闻。为此，如何建立高产高效安全 的现代化矿井是当今世界煤炭生产发展的主流，实现高产高效，在效率、单产、技术 水平、科学管理、安全生产、经营调度等方面赶上世界先进水平，以先进的网络技术、 多媒体技术、数字视频技术、通信技术、软件技术等采集、处理生产、安全、经营等 信息，改造传统的单一功能的生产、安全调度指挥势在必行。 煤炭企业生产有地域广，设备多，人员分散，环境恶厉等特点，各种危险也无时 无刻不在威胁着煤炭企业职工的生命，瓦斯、一氧化碳、煤尘、水、火、冒顶等，如 何将各种危险防患于未然，提高企业的生产效率，是广大煤炭企业面临的问题。多年 来，为提高煤炭企业的安全水平和自动化水平，已开发和应用了煤矿安全监测系统、 火灾束管监测系统、煤矿生产自动化系统 包括胶带机运输控制系统、通风系统、水 泵自动控制系统、电力监测系统、选煤厂集控系统 、程控调度通讯系统、矿用工业 电视系统等，这些系统在各大煤矿企业均得到部分或是全部应用，但是这些系统基本 上都是在独立工作，形成了许多信息孤岛，大大降低了生产效率。为了更好的最大程 度的发挥煤矿各个系统的作用、协调生产过程中各系统的关系，提高安全生产和管理 水平，深层次挖掘信息资源的价值，需要对上述系统进行整合，对各个系统的数据加 以综合分析，以便得到更大的价值，为企业领导在作出重大抉择时提供佐证，需要对 各系统进行综合集成建设，这便是我们所提出的全矿井综合自动化系统。由此全矿井 综合自动化系统也便应运而生。【2 】 利用高新技术改造传统产业，利用信息技术改造传统的煤炭工业，已受到煤炭企 业各级领导的高度重视。同时，煤炭行业的快速发展促进了煤炭行业各类新技术的研 究和应用，尤其是针对高产高效的现代化矿井的建设理论和设计理念都比以前有了根 本性的变化，目前许多煤炭企业都在实施信息化的建设和改造，或者在建设信息化矿 井，有的煤炭企业已经提出建设数字矿山的设想，所有的高产高效的现代化矿井其核 1 绪论 工程硕士论文 心是信息，即各种信息的采集、传输、应用和反馈的闭环过程，随着计算机技术、网 络技术的发展，所有的信息都将以数字 化 的方式表现出来，其应用的最终价值将 体现在矿井安全生产自动化 管控一体化 上，体现在企业的减人增效、保障安全上。 信息化是现代化矿井的实质。现代化矿井实质上是依赖对矿井地理、生产、安全、设 备、管理和市场等方面的信息进行采集、传输、处理、应用和提升，达到信息增值的 目的。其主要内容包括信息的采集 传感器与检测 、信息的传输 通信 、信息的处 理 计算机 、信息的应用与集成 自动化 等等。论文主要在信息的传输、信息的 存储和查询这几方面进行重点描述。【2 】 黄陵二号矿井设计生产能力1 0 ．O M t ／a ，该矿井是按高产高效的现代化矿井进行设 计，为提高矿井的生产效率，设置矿井生产调度监控中心，对矿井综采工作面、顺槽 胶带、主运输系统、通风机房、井下主变电所、井底变电所、井下主排水泵房、井底 排水泵房等环节实施统一操作、集中监控、统一调度。 黄陵二号矿井地处陕北黄土高原南部，地势呈西北高、东南低态势，海拔高程为 1 5 3 7 ．2 8 “ - 1 0 2 2 ．7 5 m 。本区属大陆性半干旱暖温带季风气候。年平均气温9 ．3 1 ℃，一 月份最低平均气温为．5 “ C ，最低为_ 2 0 。C ，七月份平均气温为2 2 ．5 。C ，最高气温为3 5 “ C 。 年最大降水量为9 7 7 ．7 m m ，年最小降水量为5 3 9 m m ，降水量最多集中于8 ～1 0 月份。 年平均风速为3 ．3 m ／s ，最大风速为2 5 m ／s ，常年主导风向为西北风和东南风，夏季为东南 风，冬季为西北风。地震烈度为6 度。 黄陵二号矿井设计能力1 0 ．O M t ／a ，按岗定员，并按照高产高效的原则进行优化， 定员5 9 1 人。年工作制度为3 0 0 天，三班作业，两班生产一班准备。所以在煤矿普遍 按照高产高效的原则建设模式下，黄陵二号矿井的综合自动化系统的建设势在必行。 1 ．2 煤炭行业全矿井综合自动化系统发展现状 在这方面美国和澳大利亚的煤炭企业做出了榜样。自2 0 世纪8 0 年代以来，他们 在工作面采用计算机 技术 控制的大功率电牵引采煤机、电液控制的液压支架和具 有软启动功能的刮板输送机。而在主煤流运输、矿井供电系统、通风、排水系统、矿 井提升系统等方面，均采用计算机 技术 实现工况监测、故障诊断与自动控制，对 井下环境安全的各种信息进行实时监测。而这些生产、安全、地理和设备的信息通过 网络 通信线路 实时传送到地面调度中心，使得煤矿的安全、生产管理决策更便于 2 工程硕士论文黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 优化，实现了电子生产。为减少设备及其零配件的库存量，进一步降低吨煤成本，他 们注重供应链的管理，大力推进以计算机、网络和数据库为基础的电子供应链。面对 市场竞争日益严峻，他们转为以客户为中心，重视客户关系管理，实现自动配煤，满 足用户对各种不同煤质的需要，推动电子商务。发达国家的煤炭企业正向管控一体化 和产供销一条龙发展，实现企业信息化。p J 由于计算机技术、微电子技术，尤其是网络技术的飞速发展，许多煤矿的地理信 息、生产信息、安全信息、设备工况信息从采集 传感器 开始，就实现了数字化、 网络化。传感器在采集信息的同时，它可以对信息进行处理、自校正等，不仅使被采 集的信息更准确，而且可以在一根总线上挂许多个传感器，使信息传输系统更简便。 而被采集的信息不会因传输距离和环境使精度受到影响。由于信息是以数字的形式进 行采集、处理、传输和应用，因此，生产、安全、管理、市场等信息可以在一个统一 的平台上进行传输和交流，使所有的信息能得到更充分的应用，使所采集到的信息得 到更大的增值。 自动化 管控一体化 则是现代化矿井的重要基础和目的。众所周知，自动化是 指机械设备或生产过程 煤矿包括环境安全 、管理过程在没有人的直接参与，经过 自动检测、信息传输、信息处理、分析判断、操纵控制，实现所要达到的目标。信息 化 数字化 的信息绝大部分来自于各种生产、工况、安全的自动检测装置 传感器 ，j 这些是信息化 数字化 的基础。反之，由于实现了信息化 数字化 ，可以在地面 对矿井的生产设备的工作状况进行监测和自动控制，可以实时、连续监测各种地理、 安全信息，大大减少井下作业的人数，这不仅可以提高效率，而且可以大大提高煤矿 的安全水平。实现了管控一体化之后，把生产、安全和管理有机地融合在一起，在管 理层可以实时采集到许多生产、安全的信息，也可以得到许多信息的变化趋势，为信 息化或数字矿山奠定基础。在此基础上，利用一些先进的控制理论 如人工智能、专 家分析等 建立煤矿安全生产所需的决策支持系统，实现矿井安全、生产和效益的多 目标优化和全矿井自动化，最终建成无人化矿井。【2 】 现代化矿井的架构及网络结构以煤炭生产各个环节的过程监测及自动化控制 产生的信息作为信息源，通过现场总线方式自动导入到全集成自动化监测监控平台。 利用网络将现场控制、监测层的各个子系统、工业电视系统、调度通信系统、矿井环 境与生产监控系统有机地汇接在～起，进行加工处理，形成集数据、图象、语音为一 1 绪论工程硕士论文 体的全矿井安全、生产指挥调度监视监控系统。利用统一的数据中心，将生产现场的 各种信息源及信息在数据库中集成化整合，支撑各个管理层面对生产业务数据的不同 需求，为经营管理决策提供数据依据，形成企业的专家分析系统及决策支持系统。信 息时代是伴随着网络技术、数据库技术的发展而来临的，而信息时代的矿井自动化也 必然是网络环境下的自动化。目前工业控制网络已经成熟，完全可以在煤矿建立一个 统一、开放的网络平台，即可做到一个矿井的安全、生产、管理等环节数字、控制、 语音、视频等信息三网合一。【2 】 信息集成的几个方面【2 】 1 煤矿生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等 方面的网络化、自动化和智能化。支撑技术为统一的通信传输网络、先进的监测与控 制技术、信息处理技术、数据库、专家系统等。 2 各种检测仪器仪表、自动化设备在恶劣生产环境中的安全可靠应用与设备 间的关联联动信息共享。支撑技术为各种传感与测量技术、计算机与通信技术、大规 模半导体集成电路等。 3 图像监视和传输的数字化、网络。支撑技术为数字视频、宽带网络技术和 图像识别技术等。 4 煤炭企业管理信息化及电子商务系统。支撑技术为网络技术、数据库、现 代企业管理等。 5 基于信息融合技术渗透到生产、安全与经营各个层面的决策支持系统。支 撑技术为现代信息处理与融合技术、智能专家系统、现代企业管理等。 6 矿区信息网络系统建设等。 以上各个方面的内容相互交错、相辅相成，构成了较为完整的煤矿企业信息化和 管控一体化。 1 ．3 本文的主要工作 由于计算机技术、微电子技术、信息技术和网络技术的迅速发展，现场总线也在 控制领域得到广泛的应用，这些技术的发展为系统集成化的建设提供了可能。光纤的 普遍应用解决了远距离的数字和图象的传输问题，企业内部的网络建设也在飞速发 展，都基本上建成了办公网络，有的甚至都建立了自己的门户网站，所以我们只需把 4 工程硕士论文黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 数据整合之后，通过B ／S 或C ／S 模式将数据传递到办公管理网络上，使得各领导无论 身处何地，只要打开电脑，连上I N T R A N E T 或I N T E R N E T 均可了解企业内部的生产 状况。 本文的主要工作主要包括以下三方面的内容 1 、企业控制网和信息网络的设计和实现 2 、生产和管理数据库的设计和实施 3 、实时数据和视频图象的发布 1 ．4 本文内容 本文共分五章来对黄陵二号煤矿的综合自动化系统进行设计 第一章绪论。简要介绍课题背景和研究意义、国内外相关研究应用状况、现阶 段需要解决的主要问题等 第二章企业控制网和信息网络的设计和实现。主要介绍了如何架设企业信息网 络和控制网，具体包括网络的设计原则、硬件选型、网络安全、地址分配等。 第三章关系数据库的设计和实施。主要介绍了系统的数据层设计、数据库物理 设计及数据访问接口设计。 第四章实时数据和视频图象的发布。主要介绍了如何将采集到的控制数据、安 全监测数据、视频图象发布到局域网上，以便各相关部门能够直观的观察到现场的实 时状况，作出相应决策。 第五章结论。总结自己的课题工作和工作亮点。 5 2 系统同络的设计目4 № I 程顾论女 2 系统网络的设计和实旌 2 ．1 用户网络现状 黄陵矿业集团下属两个矿井，分别为l 号井和2 号井，集团公司和1 号井地理位 置根近，2 号井距离集团公司约4 0 K M ，集团公司和l 号井的网络已经形成，网络设各 均采用华为产品。集团公司设有计算机网络中心，所有网络均在计算机中心汇集，核 心交换机为 8 5 0 5 ，与I N T E R N E T 的接口也在该中心，1 号井和集团公司的局域网也 已经形成，并且均已经和该中心相连，2 号井的局域网 办公网 也已经形成，但还 未该中心相连，2 号井上网采用电信的专用光纤和D L I N K 路由器上网。 网络现状如下，如图2 1 所示 二矿同络 幽2 l 网络现状 一矿及集团公司呵络 目前2 号井准备建设企业的控制网，并需要和集团公司联网，一来可以解决和公 司的数据共享，同时也可以减少一笔上网费用。所以本论文重点描述如何建设该矿井 的控制网，以及控制网与办公网之间的数据安全互访，以及如何与集团公司之间联网 的诸多问题。 2 ．2 网络设计原则 黄陵二号煤矿综合自动化系统的网络依据先进性、可靠性、安全性和可管理性原 则，设计网络系统建设依据以下九项原则 实用性与先进性 6 囊 B 工程硕士论文黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 采用技术成熟的网络技术和设备及通讯技术，同时对现有设备和资源的充分利 用，保护用户原有的投资。 开放性与标准化 总体设计，应采用开放式的体系结构使网络易于扩展，使相对独立的分系统易于 进行组合调整。适应外界环境变化的能力，即在外界环境改变时，系统可以不作修改 或仅做小量修改就能在新环境运行。 可靠性与安全性 网络系统安全可靠运行是整个系统建设的基础。鉴于企业信息网络中数据的重要 性，要求网络系统要有较高的可靠性，各级网络应具有网络监督和管理能力，要适当 考虑关键设备和线路的冗余，能够进行在线修复、更换和扩充，要确保系统的正确性、 数据传输的正确性以及防止异常情况所必须的保护性设施。 经济性 整个企业信息网络的建设，从经济性着眼，建成的网络系统必须具有良好的可扩 充性和升级能力，且其扩充和升级必须要以降低成本为前提。 网络高性能及扩展的灵活性 在保证网络高性能的同时，还兼顾到用户对未来网络扩展性的要求。在局域网方 面，这次设计中我们均提供了良好的扩展空间及灵活性，以满足在未来网络发展过程 中对核心交换能力、端口密度及联接的扩展要求。 建设未来的多服务网络 建造和维护一个能够适合现在并且面向未来的多业务网络。多服务网络能将设计 的体系结构中各通信类型和各种数据、语音、视频类型综合于一体以便适应新的不断 变化的应用需求及增长需求。 可管理性 要求在网络管理中采用了先进的、可视化的管理技术。 可用性 网络应满足峰值业务需求，保证在3 ．5 年内的先进性，并具有很好的可维护性。 易操作性 采用良好的人机界面，便于整个信息网络的操作及故障诊断。 2 系统网络的设计和实施工程硕士论文 2 ．3 网络总体结构设计 2 ．3 ．1 网络需求特点 以千兆交换设备构建主干，实现百兆交换到桌面，主干要求支持第三层交换技术 具有良好的可扩展性，并且要便于网络管理员进行日常维护； 部门之间划分虚拟子网 v L A N ，保证网络内部数据的安全，并降低主干数据 量的压力 如财务、人事等划分不同的V L A N ，这些部门的数据是不允许其它部 门访问的 控制服务的优先级和质量，可以根据特定的地址、协议来划分优先级，满足重要 应用的带宽需求。 调度中心及各区队的优先级别最高，而行政部门的优先级低 多种路由协议支持。 支持多点组播。 室外采用单模光纤布线方式，采用架空布线的方式敷设。 室内布线材料选用超五类非屏蔽双绞线，合理安排配线间位置，尽量避免传输距 离超长情况的发生。 在办公楼的每层楼放一台接入交换机，这样各个房间的终端电 脑均可以通过超五类非屏蔽双绞线与交换机互联 2 ．3 ．2 网络总体结构 从逻辑上，整个网络络可分为核心层、汇聚层、接入层，每层都有其特点。 层次化设计的优点可以总结为如下几点 可扩展性因为网络可模块化增长而不会遇到问题； 简单性通过将网络分成许多小单元，降低了网络的整体复杂性，使故障排除更 容易，能隔离广播风暴的传播、防止路由循环等潜在的问题； 设计的灵活性使网络容易升级到最新的技术，升级任意层次的网络不会对其他 层次造成影响，无需改变整个环境。 ● 可管理性层次结构使单个设备的配置的复杂性大大降低，更易管理。 基于对于2 号井现有状况，结合用户的应用需求，我们设计设置在行政办公楼的 二楼选一房间作为整个系统的网管中心，其他各楼通过千兆单模光纤连接到核心交换 机。实现主干链路的冗余和数据流量的均衡分布。由接入层交换机S - 3 1 0 0 完成用户 桌面的百兆连接，由汇聚层交换机 5 1 0 0 来完成同一网段内的数据包转发，来完成不 8 工程硬论文黄陵二号煤矿综台自动化系统的设计和实现 同网段V L A N 之间的数据转发，整个网络数据流向合理。并可以通过核心层的链路 冗余和设备冗余，实现了数据的快速转发和全网的链路冗余 生成树S p a n n i n g T r e e ． 排除了单一故障点，保证了网络应用的安全稳定。 整个网络的拓扑图如图2 ．2 所示 2 ．1 3 网络设备选型 目 ；篙隳。 圈2 ．2 两络总体拓扑圈 2 ．3 ．3 ．1 选型原则 我们在网络系统设计时考虑如下特点 稳定可靠的网络只有运行稳定的网络才是可靠的网络，而网络的可靠运行取决 于诸多因素．如网络的设计，产品的可靠，而选择一个具有运营此类网络规模经验的 网络合作厂商则更为重要。要隶有物理层、数据链路层和网络层的备份技术。 高带宽为了支持数据、话音、视像多媒体的传输能力，在技术上要到达当前的国 际先进水平。要采用最先进的网络技术，以适应大量数据和多媒体信息的传输，既要 满足目前的业务需求．又要充分考虑未来的发展。为此应选用高带宽的先进技术。 易扩展的网络系统要有可扩展性和可升级性，随着业务的增长和应用水平的提 高，网络中的数据和信息流将按指数增长，需要网络有很好的可扩展性，并能随着技 9 2 系统网络的设计和实施工程硕士论文 术的发展不断升级。易扩展不仅仅指设备端口的扩展，还指网络结构的易扩展性即 只有在网络结构设计合理的情况下，新的网络节点才能方便地加入已有网络；网络协 议的易扩展无论是选择第三层网络路由协议，还是规划第二层虚拟网的划分，都应 注意其扩展能力。Q o S 英文全称为”Q u a l i t yo f S e r v i c e ”，中文名为”服务质量”。 Q o S 是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。保证随着 网络中多媒体的应用越来越多，这类应用对服务质量的要求较高，本网络系统应能 保证Q o S ，以支持这类应用。 安全性网络系统应具有良好的安全性，由于网络连接园区内部所有用户，安全管 理十分重要。应支持V L A N 的划分，并能在V L A N 之间进行第三层交换时进行有效 的安全控制，以保证系统的安全性。 容易控制管理因为上网用户很多，如何管理好他们的通信，做到既保证一定的用 户通信质量，又合理的利用网络资源，是建好一个网络所面临的首要问题。 符合I P 发展趋势的网络在当前任何一个提供服务的网络中，对I P 的支持服务 是最普遍的，而P 技术本身又处在发展变化中，如I p V 6 ，I PQ o S ，I PO v e rS O N E T 等等新兴的技术不断出现，黄矿集团矿区网网络络必须跟紧D 发展的步伐，也就是 必须选择处于P 发展领导地位的网络厂商。 2 ．3 ．3 ．2 核心层设备 由于2 号井办公网网络发展规模较大，未来需提供多媒体办公、办公自动化、图 书资料检索、远程互联、视频会议等复杂的网络应用，为便于管理，我们建议选用1 台华为 8 5 0 5 交换机作为主干交换机实现1 0 0 0 M 做主干1 0 0 M 到桌面的需求。 Q u i d w a y 8 5 0 0 系列路由交换机是大容量、模块化的L 2 ／L 3 层线速交换设备，主 要应用在大型企业网及园区网的网络骨干、交换核心、汇聚中心和宽带城域网中。它 提供丰富的业务功能，可以满足高端用户对多业务、高可靠、大容量和模块化的需求。 它适于应用在网络的多种不同位置和复杂网络环境，可以构建稳定可靠的高性能口 网络。 Q u i d w a y 8 5 0 0 系列路由交换机采用一体化机柜式结构，整个机柜由电源区、单 板区、背板、风扇区等几个部分组成。 8 5 0 5 路由交换机的单板区共有7 个槽位，最 上面两个 即S L O T 0 、 S L O T l 是交换路由板槽位，其余5 个为业务板槽位。 Q u i d w a y ⑩ 8 5 0 0 系列核心路由交换机 以下简称 8 5 0 0 是由华为公司自主开 l O 工程硕士论文黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 发的新一代高性能核心路由交换机产品，提供大容量、高密度、模块化的- N 四层线 速转发性能，具有强大的D 路由性能，同时支持分布式的M P L S 线速转发、完善的 Q o S 保障、有效的安全管理机制和电信级的高可靠设计，满足高端用户对多业务、高 可靠、大容量、模块化的需求，可广泛应用于构建D 城域网、大型园区网的网络骨 干、交换核心和汇聚中心。 产品特点 先进的体系结构 8 5 0 0 系列产品采用全分布式体系结构设计，通过最长路由匹配和C r o s s b a r 技术 进行高速报文交换，从而大大提升了路由交换机的转发性能和扩充能力。C r o s s b a r 交 换网以负荷分担方式工作， 8 5 1 2 可提供高达7 2 0 G b p s 的交换容量。接口板通过多条 高速总线分别连到两块主控板上的C r o s s b a r 交换网，从而实现真正的双主控、双交换 网的热备份，极大的提高了系统的可靠性。 8 5 0 0 系列产品采用了最长匹配、逐包转发的方式。随着设计水平的不断提高， 以及工艺、集成度的不断增加， 8 5 0 0 在保持现有低成本的基础上，已经能够完成线 速最长匹配，克服了传统交换机硬件只能处理精确匹配表，处理最长匹配表只能用软 件来实现的缺陷，从而在保持线速性能和低成本的基础上，革命性的解决了传统交换 机的缺陷，能够有效的抗击网络“红色代码”、“冲击波”等病毒的攻击，更加适合大规 模、多业务，复杂流量访问的网络，更加适合以太网的城域化发展。 大容量、高密度线速交换 8 5 0 0 系列产品具有强大的硬件平台升级能力，在背板上预留大量的总线接口用 于后续扩容， 8 5 0 0 系列提供7 2 0 G b p s 交换容量、4 3 2 M p p s 包转发能力，可平滑升级 到1 ．4 4 T b p s 交换容量；支持各种高密度业务板，整机可支持高达5 7 6 个千兆端口、 4 8 个万兆端口，满足核心层设备大容量、高端口密度的要求，可以满足用户日益增 长的带宽需求，并能够极大的保护和节约用户投资。 支持灵活Q i n Q 特性 支持灵活Q i n Q 特性 S e l e c t e dQ i n Q ，可以灵活根据流分类的结果选择是否打外 层V L A Nt a g 、打何种外层V L A Nt a g ，可以根据V l a nt a g 、M A C 地址、口协议、源 地址、目的地址、优先级、或应用程序的端口号等规则实施灵活Q i n Q 特性。借助上 述流分类方法，可以实现根据不同用户、不同业务、不同优先级等对报文进行外层 2 系统网络的设计和实施工程硕士论文 V L A Nt a g 封装，从而实现对多业务良好的支持。 运营级1 0 G E 接口支持 8 5 0 0 系列产品提供的运营级1 0 G E 接口克服了早期1 0 G E 接口的诸多局限，在 线速转发的基础上能够提供强大的Q o S 保障，并支持丰富的A C L 、策略路由、安全 等特性。 8 5 0 0 系列产品除了提供标准的L A N 接口，还可以提供使用波分复用技术的 1 0 G B A S E ．L X 4 接口，从而大大提高了用户组网的灵活性。 8 5 0 0 系列的1 0 G E 接口在提供强大的业务处理能力的同时，保持了以太网一贯 的兼容性和简单易用，升级便利。 M P L S 分布式线速支持 8 5 0 0 系列支持全面的M P L SV P N 业务，包括L 3M P L SV P N 、V P L S 、V L L 、 M C E 、H O P E ； 8 5 0 0 系列产品遵循业务与性能并重的设计理念。一方面带宽和网络规模的增长 推动核心路由交换机的性能容量不断提升，另一方面业务的发展要求核心交换机更加 智能化并具备更强的业务提供能力。 8 5 0 0 系列产品实现M P L S 的分布式线速转发， 满足高端用户对新型增值业务的需求。 电信级可靠性设计 8 5 0 0 系列产品系统采用分布式结构，支持双主控交换板，无源背板设计，所有 单板支持热插拔；电源系统采用1 1 冗余热备份，并支持双路电源输入；风扇冗余设 计并支持自动调速；支持S T P ／R S T P ／M S T P ，R P R ，V R R P 协议，能够满足苛刻的电 信级网络可靠性要求，系统可靠性达到9 9 ．9 9 9 ％。 完善的安全机制 8 5 0 0 系列产品支持O S P F 、R I P v 2 及B G Pv 4 报文的明文及M D 5 密文认证； 采用8 0 2 ．1 x 方式对接入用户进行认证，支持安全的S N M P v 3 的网管协议、支持配置 安全，对登录用户进行认证，不同级别的用户有不同的配置权限，并提供两种用户认 证方式本地认证和m ①m S 认证。 8 5 0 0 系列产品采用全分布式体系结构设计，通过最长路由匹配和C r o s s b a r 技术 进行高速报文交换，从而大大提升了路由交换机的转发性能和扩充能力。C r o s s b a r 交 换网以负荷分担方式工作， 8 5 1 2 可提供高达7 2 0 G b p s 的交换容量。接口板通过多条 1 2 工程硕士论文 黄陵二号煤矿综合自动化系统的设计和实现 高速总线分别连到两块主控板上的C r o s s b a r 交换网，从而实现真正的双主控、双交换 网的热备份，极大的提高了系统的可靠性。 2 ．3 ．3 ．3 汇聚层设备S 5 1 0 0 ．1 6 P ．S I H 3 C 5 1 0 0 ．S I 系列以太网交换机是H 3 C 技术有限公司自主开发的全千兆二 层以太网交换机，广泛应用于企业网和园区网的接入层。提供灵活的全干兆以太网端 口的接入密度、丰富的业务特性、统一的集群配置，为用户提供高性能、低成本、可 网管的千兆到桌面的解决方案，是千兆接入的理想选择。 在过去的三年中，组播或视频点播、带大附件的电子邮件、文件传输器、按需备 份和恢复、C R M ／E R P 以及W e b 和J a v a T 具等多种应用都成为吞噬带宽的”杀手”，千 兆位以太网逐渐延伸到桌面已经成为最迫切的需要之一。用户需要大容量带宽的语 音、视频、多媒体等的应用，网络的价值正在快速显现。～些协作的应用开始在企业 崭露头角，真正的提高企业的效率，例如在医疗行业的会诊、视频／广告制作、制造 业的设计／力日工、游戏领域、网格计算、科研协作等，诸如此类的应用在消耗大量带 宽的同时，也在追求用户的满意度