摘要:矿区网络结构式煤炭企业信息化建设的重要基础。本文在阐述基本网络基本形状的基础上，结合煤炭矿区的特殊性及开滦集团吕家坨矿专网的成功建设案例，分析矿区网络结构的设计思路、规划方案，实现矿区信息化网络的本质安全。
关键字:工业专网；网络结构；主干网；子干网；环形网
1 概述
近年来，随着煤矿工业现代化建设。矿区信息化建设也在快速发展，信息技术在煤矿安全生产、调度监控、自动控制、管理和数据服务等方面发挥着日益重要的作用。矿区工业网络已迈入高速率、大容量、综合化时代，矿区工业网络技术正在不断地更新和升级。
矿区工业网络是矿区企业信息化建设的基础和关键要素，适中的规模和优化的网络结构可以使信息技术在矿区发挥最佳效用。由于矿区煤炭资源的自然分布特性，煤矿井下结构在地域上形成点多面广、战线长的特点，工作面至井口区域达到四五公里。矿区网络结构需适应矿区自身的特殊性。本文结社网络的基本形状和矿区的特殊性分析矿区网络结构的设计思路、规划方案。
2 网络基本形状及其比较
（1）环形网
环形网在企业工业网建设中是比较常见的组网方案，基本组网形式为：矿区各个配电室等固定区域交换机（以下统称为节点）通过传输媒介（如光缆、电缆等）串联起来。且亮亮收尾向连。构成闭合环。
环网内每一个节点可以再环内通过两个方向实现数据的发送和接收。环网具有自愈能力和抗灾害性。生存能力很强，适应矿区复杂的地理环境。
（2）线形网
线形网的基本形式为：把涉及网络的每个节点串联起来，使首尾两个节点开放，便成了线形网。线形网结构简单。是一种较为经济的网络结构。这种结构无法应付节点和链路失效问题，生存性较差。
（3）星形网
星形网的基本形式为：把涉及网络中的一个特殊节点与其余所有节点相连，而其余所有节点之间相互不能直接相连时就形成了星形拓扑，又称枢纽形拓扑。在这种拓扑结构中，除枢纽节点之外的任意两节点间的连接都是通过枢纽节点进行的，这种结构对枢纽节点的依赖性过大，存在枢纽点的潜在瓶颈问题和失效问题。
以上阐述了网络结构中的几个基本网络形状，这些网络的拓扑结构各有特点，在实际中都有不同程度的应用。在桂花建设矿区工业网时，对网络结构的选择应结合矿区自身的特殊性，形成特色的组网思路和原则。实现网络的优化和高效。
3 网络结构选择思路和原则
（1）高生存性
井下工业专网是煤矿生产、管理、服务等方面的信息化手段，要求专网具有较高的安全性、可靠性和抗灾难性。建网初期网络设计时对网络物理拓扑结构的选择十分关键。确定的网络结构能够保证网络受到灾害时网中承载的信息业务不受影响。或在短时间内恢复正常。
（2）经济性
复杂的网络结构给企业带来较大的投资和运营维护成本，增加建设和维护的难度，形成一定的资源浪费。简单的网络结构不能满足企业信息化需要，可靠性较差。始终和优化网络结构，使井下工业专网在建设和运营时具有较佳的经济性和可靠性。
（3）可发展性
煤矿的规模和科技水平不断发展、新业务、新技术的不断投入、引进和使用，矿区对于信息技术的要求也在不断提高。另一方面，信息技术本身也在迅速发展，促进和要求信息网络结构的实时改进和升级。煤矿工业专网建成后，应为煤矿企业长期使用。矿区在桂花涉及专网时，网络结构、规模、带宽等方面需为煤矿企业和信息技术未来的发展保留一定的冗余度。
（4）适应现有网络
煤矿企业的发展过程中已经建立和使用了一定规模和技术层次的网络，原有网络中的部分设施需要在新建网络中继续存留，新建网络的组网方案和技术规范具有兼容原有网络保留部分的功能。
4 网络结构设计方案
不同地区的矿区企业，在企业规模、经济条件、信息化设施及所处地域的环境等方面存在差异性，规划建设矿区企业专网时，依据各自企业的自身特点设计和选择网络结构方案和网络模型。一个矿区工业专网的整体网络结构呈现出复杂性、多样性，但他们都是由集中基本形式的网络结构组成的。
（1）工业专网结构实例分析
该网络结构是在对矿区原有网络、地理环境等方面经过广泛调研、方案选择、分心论证后设计的。网络建成投入使用以来，经历了因各种原因多次线路损坏（停电、设备损坏、线路挂断等），但网络承载的信息业务没有中断仍然安全运行。实践表明，此网络可靠性高，抗灾难性强。吕家坨矿区工业专网网络结构的主要特点：设置主环网、子环网，主环携带子环构成的综合性网络，网络的基本形式为环形网，以光缆为主要传输媒介。
（2）规划矿区总体网络结构
从全局的角度规划矿区总体网络结构，一般包括矿区主干网络、子干网络、矿井或洗煤厂等单位工业网络。
矿区主干网络，是从全矿区选择一些具有代表性和特殊性的单位作为网络节点，并将这些节点通过传输媒介组织起来形成的网络。主干网络可通过网络中的节点汇接和管理子干网络、矿井或洗煤厂等单位的网络，覆盖整个矿区。主干网络设置数量根据矿区企业规模、组网条件来决定，一般1~2个即可。
矿区子干网络，是矿区局内不干线网络，他是在一定的区域内分布性对集中或业务相近的单位通过传输媒介组织起来的网络。子干网络中的节点具有汇接矿井等单位内部网络功能，子干网络接入主干网络。子干网络数量的配置有矿区企业从属部门所处地理位置、业务种类等方面的实际情况来定。
矿井或洗煤厂等单位网络，矿区终端网络。它包括生产调度、安全监测、自动控制、视频监控等
（3）网络的组建和管理
矿区主管网络实现全程全网集中管理，子干网络、终端网络可实行分级管理。
子干网络汇接中观网络，主管网络和子干网络均可以汇接终端网络。为了组网需要，主管网络之间、子干网络之间、子干网络与主管网络之间可实现相交、相连、相切。
新建网络结构具有可发展性，为企业网络未来的扩容、更新和升级做好基础。同时，也具有兼容性，能够实现企业又有的网络的接入或与其它类型网络的互联。
网络节点之间的传输媒介以光缆为主，对条件首先的个别地点，采用无线信道作为传输媒介。
5 结束语
矿区网络技术经过了多次的发展历程，每一次的技术变革都带来了网络结构及其规模的升级。为适应技术进步和企业发展的需要，矿区企业网络结构从传统的、简单的点对点是的模式发展成现代的综合性、多样化的网络结构。现在矿区企业的网络结构不尽具有开放式的外网互联功能，还具备适应企业自身需求的安全监控、生产调度、自动控制、业务管理能功能。矿区企业的网络结构有其自身的特殊性，对其规划、建设和管理应按照企业安全生产、经营管理的需求和自身的特点进行
参考文献
1、李旭，数据通信技术教程，北京：机械工业出版社[M]010
2、张公忠，现代网络技术教程，北京：电子工业出版社[M]，2011
3、秋峰，自动化系统计算机网络，北京：机械工业出版社[J]，2011
作者简介： 张玉昆（1983-），河北唐山人，2015年1月毕业于中国地质大学自动化（矿山机电）专业，现在开滦集团信息与控制中心从事机电工作。