1、产品介绍

  “数字矿山基础信息平台”以煤矿地测系统、井巷系统、采掘系统、井下供配电系统、运输系统、通风系统、给排水系统、消防洒水系统、避灾路线系统、提升系统、选煤系统等矿井生产系统为核心业务，按照数字矿山的概念和发展目标，在3DGIS技术支撑下，实现对煤矿范围内的安全生产、经营管理所有要素的空间信息和属性信息的认知、获取、表达、处理、共享、可视化、传输和使用等过程的信息化和数字化，提供专业分析基础库，制订面向第三方的标准数据接口，为矿井业务应用系统开发提供便捷的基础方法，为实现更高层次的企业生产经营管理信息化构建一个基础应用框架。 系统架构见下图

    1) 数据更新方便：整个系统采取二维数据和三维数据一体化设计，功能以数据为驱动实现，数据更新方便，维护简单。

    2) 自动化三维建模：系统包含丰富的三维建模算法，支持自动化地实时模型建立，使得空间数据能够反映最新矿井现状。

    3) 兼容主流监控系统：系统兼容主流的安全监控、人员定位、自动化控制等方面主流的监控系统，监控数据接入方便。

    4) 支持多种数据库：支持Microsoft SQL Server、Oracle等主流数据库。

    数据中心分两个层次管理基础数据，一个层次面向关系数据库，管理和组织矿井对象的几何基础数据、空间拓扑规则和几何网络信息，另一个层次管理矿井对象，面向平台其他模块提供矿用对象使用维护功能。

    1) 基础空间信息的组织管理：矿井生产系统由设备、设施、配件、井巷、材料、工作面、区域等对象及其相互关系构成，该功能完成基本对象的空间信息的结构定义、编码及其新增、更新、删除、查询、枚举等数据库操作。

    2) 矿用对象管理：数据中心支持设备、设施、配件、井巷、材料、工作面、区域等矿用对象及其关系面向对象的管理功能，其他生产系统基于该机制使用对象，进行二次开发。

    3) 基于数据中心二次开发：数据中心管理包括了矿用对象空间基础信息的数据库操作管理和面向对象的管理，数据中心提供DLL、COM、Web Services等API库功能，其他生产系统基于API库进行二次开发，实现其专业系统及其专业分析功能。

    企业管理器为企业数据管理配置中心，系统完成的功能主要有：

    1) 矿用对象数据目录：基于数据中心所定义的矿用对象按目录树的模式组织数据，通过对象目录树可以查询对象类，可以定义对象属性数据结构，可以新增、修改、删除、配置对象。

    2) 生产系统数据目录：实际上生产系统是由各种矿用对象按照一定的拓扑网络关系构成的，比如供配电设备和电缆及其相互的连接关系构成了供电网络，所以生产系统目录中的对象数据包含了相应业务信息，用户可通过相应生产系统查询、配置某一对象包含的信息。

    3) 图属互查数据：系统包含基于采掘工程图的所有生产业务系统布置图，并且实现了矿用对象属性信息与生产业务系统布置图空间位置的关联，任何对象通过属性信息定位其空间位置，通过选择地图要素在列表中定位其属性信息，从而实现图属互查功能。

    4) 对象属性结构自定义：对任一对象用户可以自定义属性结构，并且可以根据需求增加、修改、删除属性字段，这些由用户自定义的属性字段通过系统支持的访问机制和API函数来访问。

    5) 测点配置管理：系统与主流的安全监控、人员定位、设备监控、全矿井综合自动化系统平台无缝集成，支持监测点信息与对象属性字段进行绑定功能，可以实时获取绑定测点信息。

    6) 数据字典管理：数据字典管理可以对诸如设备类型、设备型号、巷道用途、厂家信息、服务访问路径等信息进行维护管理以支持其他系统对基础数据的平滑使用。

    7) 矿用对象库管理：系统提供矿用对象信息库，可以对不同厂家生产的矿用设备、配件、材料进行管理。

4.3空间数据采集器功能

    空间数据采集系统完成的主要功能有：

    1) 矿井生产系统组织管理：系统以采、掘、机、运、通等矿井生产系统图为地图对象，以构成生产业务系统的矿用对象为图层组织管理矿井的生产系统，使矿井各业务系统图以GIS图的格式直观地表现出来，并可通过地图对象查询其属性信息，并实现地图的放大、缩小、平移等常规的浏览操作。  

    2) 地测基础数据采集：地质测量数据是构成矿井巷道对象的基础空间数据，也是采掘工程图的空间基础数据，系统兼容目前市场上主流的地测系统，通过整理得到矿井的测量导线点数据，这些导线点数据就是生成巷道信息的空间基础数据，另外也可以矢量化纸质矿图采集测量导线点数据作为生成巷道信息的空间基础数据。

    3) 井巷系统生成：系统提取整理和采集好的测量导线点数据，通过专业的成图算法生成井巷系统图，再附加上经纬网、煤层小柱状、底板等高线、断层、陷落柱、钻孔等对象就构成了采掘工程平面图。以采掘工程平面图为底图采集布置其他矿用对象可构成供电系统图等其他业务系统图。

    4) 采掘系统布置：以回采工作面为对象，通过可视化界面选取构成回采工作面的相应巷道对象，根据不同的采煤工艺在巷道中布置采煤机、液压支架、刮板机、转载机、顺槽胶带机等装备，就完成了回采工作面系统的布置；以掘进工作面为对象，通过界面选取构成掘进工作面的相应巷道对象，根据不同的掘进工艺在相应巷道中布置掘进机、转载机、胶带机、局扇、风筒等装备，就完成了掘进工作面系统的布置。

    5) 供电系统采集布置：以采掘工程平面图为底图，选择布置供电设备、配件、电缆等对象，通过定义对象之间的连接关系可构成矿井的供电系统布置图，供电系统布置图不仅包含了供电对象的空间位置，更重要的是包含了供电对象之间的空间拓扑关系，为供电系统的网络分析奠定了基础。

    6) 给排水系统采集布置：以采掘工程平面图为底图，选择布置水泵设备、管线配件、管线等对象，通过定义对象之间的连接关系可构成矿井的给排水系统布置图，给排水系统布置图不仅包含了给排水对象的空间位置，更重要的是包含了给排水对象之间的空间拓扑关系，为给排水系统的网络分析奠定了基础。

    7) 通风系统采集布置：通风系统由巷道网络和通风设施构成，所以通风系统的采集布置主要完成构成通风网络巷道的选择和局扇、密闭、风筒、风门等通风设施的采集布置。

    8) 主运系统采集布置：主运系统以采掘工程平面图为底图，通过定义煤仓、胶带机、给煤机和提升机等对象之间的连接关系可构成矿井的主运系统布置图，主运系统布置图不仅包含了煤流对象的空间位置，更重要的是包含了煤流对象之间的空间拓扑关系，为煤流系统的网络分析奠定了基础。

    9) 辅运系统采集布置：辅运系统主要布置轨道和副井提升系统，主要包括车场轨道、绞车和副井提升系统的箕斗等对象。

    10) 监测监控系统采集布置：主要实现环境监控、人员定位、设备、视频、通讯等传感器的布置。

    11) 地面工业广场采集布置：以地面工业广场平面图为底图，以地形图为参考，把工业广场划分为道路、硬化地面、草地、树木、建筑物等对象，通过交互界面对每一种对象所包含的面区域的空间位置进行定义，为地面工业广场三维建模提供数据。

    12) 洗选系统采集布置：地面洗选系统的空间数据采集比较复杂，系统支持通过第三方建模工具软件构建洗选系统，通过系统支持的模型导入功能完成采集。 

4.4企业应用平台功能

    企业应用平台可以实现：

    1) 三维工程目录：系统按照矿井生产系统组织三维模型数据，主要有地面系统、井巷系统、采掘系统、供电系统、给排水系统、通风系统、主运系统、辅运系统等，通过三维工程目录树可以在场景中定位模型对象，并可以查询对象的属性信息。

    2) 二维工程目录：系统按照生产系统组织二维矢量数据，二维工程目录与三维工程所表达的信息是一样的，只是从不同角度满足客户对同一对象查看的需要，同时可以实现2D数据和3D数据的联动和相互定位。

    3) 自动化实时建模：系统支持丰富的建模算法库和自动化建模工具，可以基于空间基础数据选择相应建模工具完成相应生产系统的自动化建模，并可以直观地观察矿井实时的状态。可以实现自动化实时建模的系统包括井巷系统、采掘系统、供电系统、给排水系统、主运胶带系统、辅运轨道系统、提升系统、通风系统、监测监控系统等。

    4) 对象属性查询：系统提供了通用属性框，用户可以查询三维场景中任何矿用对象的空间几何信息和属性信息，空间几何信息支持线框模型和实体模型。

    5) 三维模型交互编辑：用户通过选择井巷等对象，可以对井巷对象的纹理和材质进行维护修改，以满足特定场景的表现需要。

    6) 井巷查询漫游：系统支持井巷查询漫游功能，用户通过系统提供的交互界面设置漫游的速度和视觉高度，在查询框中选择开始漫游的巷道，系统自动进入查询漫游状态，三维场景同时切换到选择的巷道，通过按上、下、左、右箭头开始漫游，漫游只能沿着巷道进行，支持前进、后退、调头、拐弯等功能，在漫游过程中在屏幕左上角现实巷道的环境信息，遇到大型设备可以查询其运转情况的实时信息。

    7) 2D数据和3D数据联动：系统支持2D图形和3D场景三维模型的联动，通过系统提供的“一机双屏”模式，用户可以同时看到2D图形和3D场景，并且不论选择二维数据，还是在三维场景中漫游，二者都可以实现联动，互为导航功能，并且通过三维视图中的鹰眼功能看到三维场景在矿井的具体空间位置。

    8) 三维文字标注：系统支持三维文字标注功能，可以在任意合适位置对巷道、设备进行文字标注，可以在工作面顺槽进行里程标注。

    9) 事故标注：当矿井发生水、火、瓦斯、煤尘、顶板等事故时，系统支持事故标注功能，可以在事故发生地进行事故分类标注，并可以对事故进行空间定位和跟踪管理。 

    10) 视点标签：系统对任何合适的三维场景定义视点标签，并可以保存视点标签，以后通过标签列表可以快速定位、还原场景，并可以对视点标签列表进行编辑修改。

    11) 自动报警：当监控系统测点值超出规定的阀值时，与其对应的设备模型、巷道会自动进行声光报警。 

    12) 人员监控： 系统可以监控井下人员信息，查询人员所在位置，在面板左上角显示当前巷道人数，列表显示人员详细信息以及人员历史轨迹查询表现等。

    13) 地质建模及可视化：系统支持多种地质数据源的地质体建模及可视化，包括以钻孔为基础数据的层状地质体建模、基于交差剖面的复杂地质体建模、基于平行剖面的复杂地质体建模、地质体属性建模及分析。

    14) 生产系统专业分析：基于企业应用平台和数字矿山平台的数据中心，用户可以开发具体的业务生产系统，并且基于三维系统可以全方位多角度充分展示客户的需求，比如通过基于数字矿山平台的井巷网络可以进行通风网络解算，基于风网解算原理和安全监控系统实测的风速值，可以对通风网络的事故进行分析诊断，追踪事故具体位置，为矿井应急救援系统提供决策信息。

 

     3DGIS数字矿山基础信息平台由数据中心、企业管理器、空间数据采集器、企业应用平台四个软件包组成。

    数据中心是核心，主要负责空间数据的存储组织和矿用对象的管理，是关系数据库支持面向对象功能的专业化延伸，包括空间数据中心和监控数据中心；

    企业管理器为企业数据管理配置中心，该功能包一方面支持从矿用对象的角度组织数据目录，另一方面从煤矿生产系统主题的角度组织数据目录，两种模式从不同的角度管理数据，为数据配置管理、查询检索、可视化以及信息的挖掘分析提供工具，主要目标是管数据；

    空间数据采集系统基于数据中心按照煤矿各生产子系统的业务布置流程，以可视化交互的方式完成空间数据的采集功能，主要目标是做数据；

    企业应用平台同样基于数据中心把煤矿生产系统以3D模型和2D矢量图形的形式展示出来，并实现信息的查询、漫游、定位及2D和3D数据的联动，用户可通过企业管理器的配置实现与全矿井综合自动化的平滑集成，能够实现矿井设备、人员、环境状态的实时展示，同时根据客户需求基于平台提供的二次开发包开发客户化应用系统。如下图：