煤矿三维信息管理系统
基于GIS的矿山信息系统及数字矿山系列
产安全多媒体数 据库图形 和报 表 的浏 览 、安全 生产空 间信息 的 网上 远程调 阅与交 换 、环境 与灾 害网
上分析及救灾方案确定 、基于 Ｇ Ｓ的生产信息空间分析与决策支持 等功能。 Ｉ 该系列研究 等现代空 间信息技术运用到矿 山，提高 了煤矿生产及 管理 的效率 、效果及合理性 、科 学性 ，加快了信 息技术改造提 升传统 的采矿 工业 、提 高矿 山信 息化水 平 的进程 ，有 助 了实 现煤矿安
信息 的采集 、实时传输处理、图形显示 、统计分析 、图形和数据的存 储管理 与属性 的双向查询 、图层管理 、分层 显示 、距离量 测 、多 比例显示 等功 能 ；
具 有 安 全 生 产 、灾 害事 故 的地 理 空 间分 析 、快 速 空 间 定 位 搜 索 和 查 询 、图形 处 理 表 达 、空 间模 拟 和 空 问决 策 支 持 等 能 力 ；具 有 环 境 安 全 监 测 、工 况 监 测 、供 电管 理 、考 勤 管 理 、工 业 电视 图像 的监 控 、生
行联 网。
操作人员在地 面监控室通过计 算机 控制井 下各胶 带输送 机及 给煤机 的顺序启 、停 控制 ，实现集 中 自动控制。地面集控室有三种控制方式 ：地面集 中 自动控制 、地 面集 中手动控制和地面远方试验控
制。
在井 下 控 制 分 站 的操 作 台可 对 胶 带 输 送 机 和 给 煤 机 进 行 就 地 控 制 ，有 三 种 工 作 方 式 ：就 地 手 动
矿 安 全 生产 、减 人 提 效 和 科 学 管 理 具 有 重 要 意 义 。
基 于 Ｇ Ｓ的 矿 山信 息 系 统 及 数 字 矿 山 系 列 Ｉ
基于 Ｖ Ｒ— Ｉ ＧＳ的煤矿安全与生产调度信息 系统设 计与开发基 于地理信 息系统 （ Ｉ） ＧＳ 、虚拟现实
煤矿安全数字化安全管理系统
应用服务器
实时服务
内容管理
工作流引擎
信息流引擎
协同引擎
安全、负载平衡
内容数据库
数据库、文件系统、XML
系统网络结构
安全管理系统工作区
安全日志工作区 一通三防工作区 瓦斯监测工作区 隐患排查台帐工作区 安全检查工作区 地质通知工作区 伤亡统计工作区 安全市场工作区 网络办公工作区 工作计划工作区 网络视频工作区 手机短迅工作区 数据引擎工作区 方针体系工作区 体系发布工作区 管理手册工作区 程序文件工作区 作业文件工作区 规程规范工作区 部门记录工作区 危害辨识工作区 事故事件工作区 安全培训工作区 内部审核工作区 应急预案工作区
煤 矿 安 全 管 理 数 字 化 系 统
合作单位
北京华信科技开发有限公司 澳大利亚Mincom公司 国家煤矿安全监察局科技学会
合 作 单 位
开滦集团 永城煤电集团 北京大学 河北理工大学 广州协程科技开发有限公司
项目开发成员
组 长：夏文宁 ——北京华信科技有限公司 副 组 长：窦永山 ——中国职业安全健康协会 常文杰 ——中国开滦集团 何晓群 ——中国开滦集团 技术 总 负责：黄燕翔 ——广州略达科技有限公司 —— 专业技术负责：于子忠 ——中国开滦集团 周凤增 ——中国开滦集团 朱 明 ——河北理工大学 李子伟 ——北京格宝科技开发公司 陈成桥 ——中国开滦集团 软件技术负责：张长江 ——中国开滦集团 马晓明 ——北京大学 煤矿安全技术指导：傅建华 ——国家煤矿安全监察局 宋袁明 ——国家煤矿安全监察局
Mincom全球办公室 全球办公室
Mincom Offices Worldwide
都柏林 巴斯
斯蒂芬艾 治 毛斯 特 布拉格 北京
煤矿井上下三维可视化系统
煤矿井上下三维可视化系统一、北京龙软:（一）地测空间管理信息系统：主要包括地质数据库管理系统、测量数据库管理系统、水文数据库管理系统、储量（三量）数据库管理系统、地质图形系统、测量图形系统、素描图形系统。
?????主要实现功能：????（17）自动生成巷道测量剖面图；????（18）自动生成“三书”报告等。
1、地质数据库子系统??? 主要功能：完成地层、勘探线、钻孔、煤层资料、断层数据等的管理、查询，同时为动态成图提供适时数据。
地质数据库系统-钻孔数据管理2、测量数据库子系统??? 主要功能：实现对井上、下测量基础数据的计算、管理；标定解算；动态查询以及为填图提供动态数据。
测量数据库系统-导线成果3、水文数据库子系统?????主要功能：实现对矿井涌水量、突水资料、长观孔水源井、抽水与水质与防治水数据资料的管理、查询，以及为图形的绘制提供所需的数据，并自动打印出表；水文数据库系统-矿井涌水量基础数据管理断层时，相关的地层自动处理；能够根据断层的落差自动调整断层两侧的地层；能够从数据库中提取数据自动注记地层、煤层结构；能够自动注记勘探线方位；能够快速、自动生成任意比例尺的勘探线剖面图、煤岩层对比图。
数据来源于数据库；能够高精度地处理数字化地质和地震剖面，使相应的坐标系统为地理坐标系统；能够修改地层的厚度，在地层中绘制巷道断面；能够在煤层中处理顶煤、底煤及采空能够处理推断煤层；能够处理不整合等地层界线；能够自动处理地层与断层间的楔形相交；能够从数据库提取数据自动充填钻孔柱状岩性；能够自动处理第四系水文地质岩性图例的填充；能够修改断层的参数；能够任意配置勘探线剖面图；地质图形系统地质图形系统-等值线生成地质图形系统-储量计算地质图形系统-剖面生成6、测量图系统子系统??? 主要专业功能：能够对任意比例尺的填图参数进行配置；能够通过极坐标和实际坐标方式完成任意比例尺采掘工程平面图的自动绘制。
实际坐标可以输入，也可以来源于测量数据库的最终成果。
基于网络的三维数字矿山综合监控系统-应用案例
基于网络的三维数字矿山综合监控系统应用案例北京威远图易数字科技有限公司2009年3月一、应用背景随着煤矿安全生产新技术的不断推广应用和管理水平的不断提高，矿井安全生产综合监控已经不只是考虑加快生产过程中某一环节的速度和效率，而是将整个生产过程作为一个整体来考虑，形成全生产过程的综合监控。
考虑到各业务子系统都处于相互独立的状态，各成体系，维护量大，整体可靠性差，维修、维护困难，信息不能互通，信息资源共享和利用效率低下，很难从系统的角度对矿山自动化进行统一管理，形成了“信息孤岛”现象，现有信息资源无法有效整合。
如何做到“共建共享”、“分建共享”?因此建设统一的综合信息管理系统平台，使设备工况、控制及环境参数在统一的平台传输和集成，实现信息资源的综合利用，提高安全生产调度管理水平，实现对工矿设备及安全环境的集中监测与控制迫在眉睫。
二、应用目标本系统定位在综合监控上。
主要在安全监测、人员定位、工业视频监视、束管监测已经基础通信等取得广泛的应用，综合监控系统在基于上述专业子系统的基础上，总结既有经验，全面推广，并在子系统的基础上搭建综合监控主控系统。
基于网络的三维数字矿山综合监控是在矿山基础信息（空间、设施、管理）的基础上，通过对矿山企业自然状况的分析（系统），对管理规章制度的执行情况的监控，对设备开停的监测甚至包括日后的远程控制（物），让企业的各级领导可以层层管理，层层控制企业的安全生产状况，并可以依据系统反应的实时生产情况判断生产作业是否合理，安全管理制度是否到位（管理和制度），相关的政府管理部门也可依据系统所反应的实时情况随时监控企业的安全生产状况，以网络和可视化三维空间的高科技手段对四个安全因素进行管理和监督，为企业安全建设提供强有力的信息支撑和保障。
综合监控系统可以实现集团各矿井安全生产有关的远程集中监控。
保证煤矿的安全生产，及时发现事故隐患，提供事故抢修应急指挥，实现企业的有序高效运营。
对子系统比较完善的煤矿建设一套综合监控系统，可以接入下列专业子系统：1）生产自动化系统2）供电监控系统3）安全监控系统4）人员定位系统5）束管火灾预报监测系统6）煤炭计量管理系统7）调度通讯系统8）工业电视监测最终建设一整套具有煤矿企业管理特色，实用、易用、可靠的信息化集成系统。
基于三维gis的矿井通风信息系统
第31卷第5期辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2012年10月V ol.31No.5Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ）Oct.2012收稿日期：2012-04-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（41172250）作者简介：张敬宗（1970-），男，河北唐山人，硕士，讲师，主要从事安全工程、GIS 应用面的研究.本文编校：曾繁慧文章编号：1008-0562(2012)05-0634-04基于三维的矿井通风信息系统张敬宗1，高文龙2（1.北方工业大学建筑工程学院，北京100144；2.冀中能源峰峰集团有限公司物资供销分公司，河北邯郸056200）摘要：为了实现矿井通风管理的信息化和自动化，基于三维地理信息系统（GIS ）技术，构建了矿井通风系统图的三维数据模型和几何模型，利用OpenGL 中的拾取机，以ADO 作为数据库引擎，开发了三维GIS 矿井通风信息系统，实现了矿井通风系统的三维可视化建模和风流模拟，并可对巷道属性和通风属性进行动态交互式查询.系统的开发对提高矿井通风的管理效率具有很大的作用，增强矿井生产的安全性，提高煤矿生产的经济效益，具有较强的应用前景.关键词：三维GIS ；数据模型；几何模型；矿井通风系统；可视化；建模；模拟；动态查询中图分类号：TD 735文献标志码：AMine ventilation information system based on 3D GISZHANG Jingzong 1,GAO Wenlong 2（1.College of Architecture,Nor th China University of Technology ,Beijing 100144,China ;2.Materials Supply and Mar keting Division,Jizhong Ener gy Fengfeng Gr oup Co.,Ltd,Hebei 056200,China ）Abstra ct:In order to realize the informatization and automation of mine ventilation management,a 3D data and geometry model of mine ventilation system is developed based on 3D geographic information system (GIS)technology.In addition,a 3D GIS mine ventilation information system is developed based on OpenGL and ADO to achieve a 3D visualized mine ventilation system and airflow simulation.Furthermore,the dynamic and interactive query of roadway attributes and ventilation properties can be achieved in the 3D mine ventilation system developed.The system development can improve the management efficiency of mine ventilation,and play a great role in improving the safety of mine production and increasing the profits of coal mine production.It has a good application potential.Key words:3D GIS;data model;geometry model;mine ventilation system;visualization;modeling;simulation;dynamic query0引言地理信息系统（Geographic Information System ，简称GIS ）是在计算机软硬件支持下采集、存储、管理、检索、分析和描述地理空间数据，用于管理和决策过程的计算机系统[1].计算机技术在矿山的广泛应用，为矿山地理信息系统的建立和发展提供了条件[2].矿山通风系统管理是煤矿生产管理的重要环节.其中大量数据属空间信息，可以利用地理信息系统对其进行管理[3].利用地理信息系统相关理论，建立矿山实体的空间拓扑关系，构建矿井通风系统空间属性数据库，开发矿山通风管理的地理信息系统势在必行.系统可以实现对通风和巷道属性数据的管理，实现矿井通风系统图的可视化，数据查询编辑等功能，对提高矿井通风的管理效率有很大的作用并有较强的应用前景[4].1三维通风系统数据模型的建立矿山中的三维对象是复杂的，既有地层、断层、褶皱等自然对象，又有巷道、钻孔等人工对象.现以巷道为例介绍三维对象的数据模型.1.1矿井巷道的数据模型矿井巷道数据结构分为点结构、线结构、面结构组成，由数据结构可以看出，任一几何元素通过拓扑关系联系在一起.基本元素类中包括构成它的第5期张敬宗，等：基于三维GIS 的矿井通风信息系统635基本元素，同时也包括了由它构成的更高一级的元素.拓扑关系如图1.1.2矿井巷道的几何建模(1)单条巷道弧的建模矿井通风系统是由大量的巷道弧组成，实现对单条巷道弧的建模至关重要.巷道弧是由巷道测量导线，断面，侧面及其他属性组成[5].如图2.模型建立步骤如下：①由巷道测量导线点的三维坐标，确定该点断面特征点的坐标，从而得到该巷道弧的起始断面和终端断面的特征点的坐标.②由起始、终端断面的特征点来确定该巷道弧的侧面特征点的坐标.③对巷道弧的侧面进行贴图处理，实现单条巷道弧的建模.(2)巷道拐点的处理对于真三维建模，必须考虑巷道拐点的处理.根据单条巷道来构建三维模型，然后再对巷道的相交处（拐点）进行处理.可简化为两种情况进行处理，一种情况如图3，第二种情况如图4.如图4，根据侧面AD 和侧面A ′D ′的方位角，以及D 、D ′的坐标就可拟合出DD ′拐点侧面，在OpenGL 中可以通过系统函数来实现拟合.(3)其它通风构筑物的模型建立通风构筑物在数据模型中是以点的方式存储的，数据库中只记录其类型，走向，位置等要素.每一类通风构筑物都有固定的形式，保存成图例的形式，需要时可以随时调用[6].2关键算法及技术研究2.1风流模拟演示的实现(1)粒子系统的改造粒子系统模型是用大量的、具有一定生命周期的粒子图元来描述自然界中不规则的模糊景物.传统的基于粒子系统的物体建模采用粒子的诞生、活动及死亡三个阶段来描述其生命周期，这三个阶段具有随机发生的特性，在某一时刻所有活动的粒子集合便构成物体模型.现对传统的基于粒子系统的方法进行改造来实现巷道风流模拟演示.具体方法是确定其生命的三个阶段的发生过程，除去其随机特性.其过程如下：①控制粒子生成的位置改变传统的粒子系统中每个粒子生成位置点的随机性.把生成粒子生成点的位置固定在风流模拟的巷道的起始点.②控制粒子运动的路径和速度将粒子运动的路径固定在巷道中，控制粒子运ABDOTF ′E ′B ′A ′D ′C(C ′)T ′点状地物构成继承点巷道弧巷道线面片断面侧面三维巷道（柱状体）面状地物图1矿井巷道的拓扑关系Fig.1topological relations of mine tunnelsIT ABTC(C ′)DD ′A ′B ′I ′巷道断面巷道测量导线ABC DEFGH巷道侧面图2单条巷道弧的建模Fig.2moldeling schema for single tunnel arc图3巷道拐点的处理方式(1)Fig.3processing method for tunnel inflexion point(1)图4巷道拐点的处理方式(2)Fig.4processing method of tunnel inflexion point(2)辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第31卷636动的速度使其与实际风流的运动速度相当.③控制粒子死亡的时间粒子的死亡时间是指其运动到巷道的末点的时刻.赋予粒子不同的颜色来区别风流为新风或是泛风.④粒子的结构粒子的结构用Partic表示，在该结构中，包括粒子的颜色，位置，速度和生命期，Partic结构如下.struct Partic{//粒子颜色属性double Cred;double Cgreen;double Cblue;//粒子的位置float fX;float fy;float fz;//粒子的运动速度float vX;float vY;float vZ;//粒子生命期int nLife;}(2)实现巷道风流模拟演示①风流模拟演示要达到的最终效果是：a.实现巷道的半透明显示；b.以巷道内部流动的短线表示风的流动；c.短线的颜色来表示风流的性质；d.短线运动的速度模拟风流速度；e.短线的粗细和密度来表示风流的大小；②主要思路粒子用点状物来表达，可用其它形状的图元来表示，本系统采用短线来表达粒子.由多条短线在巷道中的移动来模拟巷道中的风流.每一个短线就是一个粒子，短线的移动速度即为粒子的移动速度，短线的产生位置作为粒子的产生位置.③通风数据库实现风流模拟演示所需数据存储在通风数据库中，所以不需要构建新的数据库，直接从通风数据库中读取数据即可.巷道风流数据包括：巷道号、巷道长度、起点坐标、终点坐标、风量、风速、风流性质等.其中风量，风速，风流性质，风向等是从现场实时得到的.④模拟演示的实现a.粒子生成的位置从数据库中得到巷道的始点和终点，根据风流的运动方向，确定粒子的生成位置.b.粒子运动速度粒子的运动速度是粒子在下一帧显示的位置与上一帧显示的位置的差值，用粒子运动速度来表达巷道风流速度.c.粒子的生命值粒子的生命值是指粒子能存活的步数，也就是假如粒子每一帧都显示，它能在多少帧之后灭亡.对巷道风流粒子的生命值可以采用两种方法来获得：一是根据巷道的长度、粒子的长度和粒子运动的步长（即其速度）来确定该粒子的生命值.每显示一次该粒子就要将其生命之减一，当生命值为零时，该粒子消亡；二是生命值为无穷大，此时粒子的消亡不能根据生命值来判断，而是当其移动或超过巷道的终点时消亡.2.2三维对象数据查询三维对象查询以三维选择和拾取为基础，其主要技术流程如图5.（1）在屏幕上选择一个三维对象；（2）利用命中处理函数，返回对象名称（ID）；（3）该ID为一整型值，需将其转换为与后台数据库所对应的字段值；（4）利用ADO技术，查找该值所对应的记录；（5）返回用户所关心的数据.3矿井三维通风原型系统实现本系统利用Visual C++和三维可视化引擎OpenGL开发而成，通过ADO实现对Microsoft SQL Server数据库的访问[7-10].系统建立了三维矿井通风系统模型，实现了交互式数据查询操作以及巷道风流的模拟演示，库查询功能界面如图6.图5三维对象查询流程Fig.53D object query flow选择对象返回ID字段值数据库用户数据ADO转换函数命中处理第5期张敬宗，等：基于三维GIS 的矿井通风信息系统637该系统实现的主要功能如下：（1）用三维数据自动构建三维矿井通风系统.并在图上自动显示通风构筑物；（2）用户可以通过鼠标和键盘的控制，随意改变视角.从不同的角度和距离来观察三维模型，在基本属性配置面板里，用户可以配置底板颜色，可以改变光照效果，可以全屏显示；（3）进行风流模拟.根据巷道风流的实际参数来控制粒子的移动，从而实现对巷道中风流的模拟.4结论本文主要对三维GIS 在矿井通风中的应用进行了研究，提出了巷道三维数据模型和数据结构，构建了通风系统图三维模型，实现了用户基于立体通风系统图的管理工作，包括三维矿井通风系统图的平移、旋转和选择、动态数据查询显示等功能.另外，论文通过对传统的粒子系统原理进行改造，实现了巷道中的风流模拟演示.三维矿井通风原型系统程序中解决了巷道建模、巷道点选查询、数据显示、风流模拟等关键技术.由于煤矿安全的重要性，通风系统的管理尤其重要，因此，随着计算机科学的发展，三维GIS 在煤矿通风系统中的应用具有很大的前景.参考文献：[1]郏慧慧,李模其.地理信息系统在数字矿山信息系统中的应用[J].测绘标准化,2010,26(3):42-43.Jia Huihui,Li Moqi.The appl ication of GIS in the digital mine informationsystem[J ].Standardization of Surveying and Mapping,2010,26(3):42-43.[2]张清.论矿山测量中新测绘技术及其特点[J].山西建筑,2012,38(3):224-225.Zhang Qing.On new mapping technique of survey of mine mountains and its features[J].Shanxi Architecture,2012,38(3):224-225.[3]李建忠,陈鸿章,隋刚．基于虚拟现实的综采工作面仿真系统研究[J].系统仿真学报,2007,19(18):4164-4167.Li Jianzhong,Chen Hongzhang,Sui Gang.Study on simulation system of fully mechanized mining face based on virtual reality[J].Journal ofSystem Simulation,2007,19(18):4164-4167.[4]武亚峰,林在康,杨晓威．基于虚拟现实技术的数字化矿井系统[J]．煤炭科技,2009(1):41-44.Wu Y afeng,Lin Zaikang,Y ang Xiaowei.Design and implementat ion of digital mining system based on virt ual realit y technology[J].Coal Sci ence &Technology Magazine,2009(1):41-44.[5]杨伟,杨琳琳,孙跃．辽宁大隆矿区矿井巷道空气温度的数值模拟与分析[J]．中国地质灾害与防治学报,2010,21(2):84-86.Yang Wei,Yang Linlin,Sun Y ue.Numerical simul ation of air temperature of laneway in Dalong Mine,Liaoning Province[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2010,21(2):84-86.[6]张志华,侯恩科,赵洲．一种新的3D 巷道建模方法—对称建模法[J]．金属矿山,2009,395(5):107-109.Zhang Zhihua,Hou Enke,Zhao Zhou.A new 3D tunnel modelingmethod-symmetrical modeling[J].Metal Mine,2009,395(5):107-109.[7]Richard S.Wright,Benjamin Lipchak ．OpenGL 超级宝典[M]．北京:人民邮电出版社,2004．Richard S.Wright,Benjamin Lipchak.OpenGL super collection[M].Beijing:Posts and Telecom Press,2004.[8]陈苏蓉,朱晓辉.SQL Server 2008性能优化研究[J].电脑知识与技术,2009,34(5):9837-9838.Chen Surong,Zhu Xiaohui.Research of optimizing performance of SQL Server 2008[J].Computer Knowledge and Technology,2009,34(5):9837-9838.[9]范瑛.基于SQL Server 2008安全数据库服务器的构建[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2009(S2):33-34.Fan Ying.The cons t ruction of the SQL Server 2008security of the databas e server based on[J].J ournal of Gansu Lianhe University(Natural Sci ence Edi tion),2009(S2):33-34.[10]孙荣辉,刘先林,赵文吉.基于Oracle Spatial 的Shapefile 数据存储研究[J].首都师范大学学报:自然科学版,2006,27(5):96-101.Sun Ronghui,Liu Xianlin,Zhao W enji.Res earch of GIS vector data storage based on Oracle Spatial[J].Journal of Capital Normal University:Natural ScienceEdition,2006,27(5):96-101.图6数据库查询Fig.6database query。
基于3D 管理系统的煤炭矿山三维建模及实践：以陕北某煤矿为例
基于3D 管理系统的煤炭矿山三维建模及实践：以陕北某煤矿为例王议;孙伟;马冬梅;张志鹏;何培雍【摘要】As the advance of exploration techniques and mining informatization level ,three‐dimensional modeling and 3D management technology of mines become hot spots .The paper expound the coal geological 3D management system which is based on the GISplatform .Three‐dimensional modeling of coal mines need at least four kinds of data ,including topography and geological data ,drillingdata ,roadway data ,elevation and image data .The paper introduce the processing methods of these data ,and then introduce the procedure of three‐dimensional modeling for five models .The five models are coal stratum model ,drilling model ,roadway model ,mined‐out areas model and surface image model .Taking one coal mine in north Shanxi province for example , the paper also describe some problems with the 3D modeling and solution methods of them .%随着现代勘探技术的进步，矿区信息化水平的提高，使矿区三维建模与3D管理技术成为信息化研究的热点。
神东煤田三维动态信息系统的开发和地质建模
ｌ
Ｉ 据 ｌ 数
在 Ｍｉ ｏ ｎ ｃ Ｍｉｅ软件 基 础 上 进 行煤 矿 生 产 三 维 信 ｒ
息 系统 （ ｏｌ ｎ ｒ 的系统 结构 如 图 ２所示 。 Ｃａ Ｍｉｅ） 各 部 分功能 如 下 ：
｛
ｌｉ Ｍｎｌ ｃ ｉ Ｍｒ ｅ 。 ｌ 数 库 后台 据 ｌ
（） １ 基础 数据 管理 对于 钻探 工 程数 据 和 巷道 工 程 数 据进 行 管理 。
ａ 煤 质分析 对 于 各 种 煤 质 指 标 的分 析 ． 如 ． 例 灰 分 、 发分 、 挥 发热 量 、 分 的分析 ； 水 ｂ 煤 层 等厚度 分析 ．
指标 进行 分析 ：
对 开 采 的各 个 煤层 的厚度
Ｃ 煤层 顶底 板等 高线 分 析 对 于 各 个煤 层 的顶 ． 底 板 自动绘制 等 高线 ； ｄ 溃水 溃沙灾 害 预测分 析 对 于 影 响矿 井 溃水 ． 溃 沙 的因素 如松散 层厚 度 、 岩厚 度 等进 行 分 析 。 基 分 为 松散层 厚度 、 岩厚 度 和综 合 分析 三类 。 基
３ 中铁 工程设 计 咨询 集 团有 限公 司 ， 京 １ ０ ２ ） ． 北 ０００
摘 要 ： 中以神 东项 目大柳塔 矿 三维信 息管理 系统的 开发 为依 托 ， 绍 了此 软件 开发 的 系统流程 。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文 介 系
统结 构 ， 系统 的介 绍 了各 个模 块的功 能 。在 建模 过 程 中有 效 的利 用 了遥 感 图像 或遥 感 成 果 。 并 并取 得 了 良好效 果 。在 矿 山真三 维地 理信 息 系统 开发 方 面做 出 了富有 成 效的 尝试 。 关 键词 ：Ｇ ｓ Ｄ Ｍ；三维 建模 ；系统 结 构 Ｉ； Ｅ 中图分类 号 ： ２ ８ Ｐ ０ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章编 号 ：０ １～ ５ Ｘ（ ０ ７ ０ ０ ６ ０ １０ ３ ８ ２ ０ ）２— ０ ７— ３ 可 以实现矿 山的岩层 、 层 、 层 三维 模 型 的创 煤 断 建、 新、 更 编辑 、 查 等 操 作 ， 及 巷 道 工 程 、 它 辅 检 以 其
煤矿三维信息管理系统
煤矿三维信息管理系统随着科技的不断发展，各行各业正迎来着全面信息化的时代。
在矿业生产领域，煤矿三维信息管理系统正逐渐成为提升生产效率和安全性的重要工具。
这种管理系统充分利用了现代科技手段，为矿山的规划、开采、安全监控等环节提供了全面、精确的数据支持。
一、煤矿三维信息管理系统的基本概念煤矿三维信息管理系统是一种基于三维地理信息系统的煤矿信息管理平台。
它通过集成地质、测量、水文、生产等各方面的数据，构建出煤矿的三维模型，以直观、立体的方式展现矿山的地质条件、巷道布局、设备配置等信息。
二、煤矿三维信息管理系统的应用优势1、提高生产效率：通过三维模型，可以清晰地展示矿山内部的各种条件和资源，使管理人员能够准确、全面地掌握矿山生产状况，从而做出更为合理、高效的决策。
此外，三维信息管理系统还能对矿山生产数据进行实时监控和预测分析，有助于优化生产流程，提高生产效率。
2、增强安全性：煤矿三维信息管理系统能够通过对矿山内部的地质条件、巷道布局、设备配置等信息进行详细展示，有助于工作人员更加准确地判断矿山的安全状况。
此外，通过实时监控和预警系统，可以及时发现并处理潜在的安全隐患，有效提高矿山的安全性。
3、降低运营成本：通过精确的地质勘测和巷道规划，可以减少无效的掘进和采煤作业，从而降低生产成本。
同时，三维信息管理系统可以实现资源的优化配置，提高设备利用率，进一步降低运营成本。
4、促进环保和可持续发展：通过三维信息管理系统，可以对矿山的环境状况进行全面监控和分析，为制定环境保护措施提供数据支持。
此外，该系统还可以对矿山资源进行合理规划和配置，提高资源利用率，实现矿业的可持续发展。
三、煤矿三维信息管理系统的未来发展趋势1、数据集成与共享：未来的煤矿三维信息管理系统将更加注重不同数据源的集成与共享。
通过与其他信息系统（如ERP、CRM等）的整合，实现数据的互通互联，提高数据利用效率和决策支持能力。
2、智能化决策支持：借助人工智能、大数据等技术手段，未来的煤矿三维信息管理系统将能够实现智能化决策支持。
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煤矿三维信息管理系统开发技术方案3D软件事业部2013年4月18日目录1项目概述 (3)2建设背景 (4)3三维系统的特点 (5)4项目目标 (5)5总体设计 (6)5.1系统架构 (6)5.2系统开发方式 (7)5.3开发内容 (8)6煤矿三维系统所用到的技术 (8)7数据建设的需求 (9)7.1矿区环境三维可视化 (9)7.2井下环境三维可视化 (9)7.3设备设施三维可视化 (9)8系统开发的需求 (10)8.1系统启动后自动执行前导功能设计 (10)8.2操作菜单的设计 (10)8.3二维导航图设计 (11)8.4操作需求 (12)8.5甲方需提供的资料 (13)9煤矿三维综合信息管理客户端系统内容 (13)9.1页面设计 (13)9.2六大系统 (14)9.3视频监控菜单 (14)9.4隐患排查 (15)9.5设备管理 (16)9.6地测分析 (17)9.7应急预案 (17)9.8其他三维功能 (17)9.9导航数据编辑工具 (19)9.10导航热点删除 (19)9.11导航热点更改 (20)10煤矿三维管理系统报价.......................................................错误！未定义书签。
1项目概述中国煤矿GIS应用起步较晚，与国际水平相比有较大差距，现有的煤矿系统都还只能实现空间数据的二维或者2.5维的表达和处理，而三维可视化具有直观、空间位置关系清楚、信息量大的特点，加上信息查询功能可以对矿井的生产环境、生产过程、设备分布、设备状态以及地表工业广场等状况有较全面的了解。
因此，建立“煤矿三维综合信息管理系统”，对于提高矿井生产管理水平、提高生产工作效率、加快数字矿井信息化建设具有十分重要的意义。
煤矿三维综合信息管理系统是基于网络的三维空间数据可视化技术实现的煤矿综合信息管理解决方案。
系统采用快速三维模型构建技术，融合煤矿多种动态作业数据，利用三维技术全面构建矿井采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统，实现全矿井“监测、控制、管理、保障”的一体化。
图煤炭三维可视化阶段2建设背景“煤矿三维综合信息管理系统”根据各个煤矿的实际情况不同，目前主要分为三个阶段。
第一个阶段：煤矿三维可视化建设阶段第二个阶段：煤矿设备数字化三维管理系统建设阶段第三个阶段：煤矿三维决策支持系统阶段下面主要主要介绍第一个阶段：煤矿三维可视化阶段主要建设两方面内容：1.构建煤矿三维可视化基础环境。
即基于矿山基础地理信息、地测信息实现煤矿地面、地下；室内、室外，矿区、巷道、掘进面的一体化三维展示，达到直观显示、可准确定位的煤矿三维GIS场景。
2.实现对地表矿区虚拟环境、地下煤层环境的虚拟漫游、巷道的虚拟漫游和生产管理的三维虚拟仿真环境。
图煤矿GIS发展历程三维可视化具有直观、空间位置关系清楚、信息量大；可动态集成生产环境、生产过程、生产状况等信息，方便调度人员全面了解掌控煤矿信息。
因此，建立“煤矿三维综合信息管理系统”，对于提高矿井生产管理水平、提高生产工作效率、加快数字矿井信息化建设具有十分重要的意义。
3三维系统的特点图三维系统的特点4项目目标随着我国煤炭事业的发展及安全形势的要求，煤矿对生成过程监控、全矿井生产安全环境监控、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化提出了新的要求。
参考现有DEMO系统建立煤矿三维综合信息管理平台，实现煤矿井上、井下的各种业务子系统的实时信息对接与展示。
5总体设计5.1系统架构系统构架图虚拟现实技术与GIS技术相结合，实现了煤矿矿区的全面可视化管理其中包括：A.矿井生产信息——可视化B.安全监测信息——可视化C.采掘工程信息——可视化D.地表工程与地理信息——可视化E.矿井地质与测量信息——可视化F.矿井煤炭资源信息管理——可视化G.采区、工作面辅助设计——可视化H.生产设备信息管理——可视化5.2系统开发方式以C/S方式开发。
客户端需要安装.Net Framework2.0版本。
数据访问支持本地数据访问和服务端数据共享访问两种方式。
1.本地数据访问。
客户端和服务端均放在一台电脑上，以“单机版”方式运行系统和访问数据，该方法部署简单。
2.服务端数据共享。
该方式采用SOA系统架构设计，包括了客户端和服务器端。
3.DGIS平台（煤炭行业专供版本）(1)SDK Runtime5套（单机认证授权）(2)Server1套（单服务器授权）SOA构架图1.客户端。
主要实现煤矿三维综合信息管理系统功能，提供三维地图浏览，矿井虚拟场景成果数据的展示查询，空间量测等功能。
2.服务端包括：应用服务器、数据服务器，支撑三维数据的共享及运算处理。
5.3开发内容本项目以集广矿为试点，整合三维煤矿地理信息和矿井平面相对位置和属性信息，构建矿井井上井下一体化三维虚拟现实场景，实现重要设备、类属的快速调阅，提供信息查询展示，成果展示，空间量算等功能。
6煤矿三维系统所用到的技术主要分为数字煤炭和智慧煤炭两个方面7数据建设的需求7.1矿区环境三维可视化建立矿区道路、办公建筑和设备设施外部建筑（包括供电设施、传输设施）的三维可视化。
7.2井下环境三维可视化建立巷道、井下室内空间、设备房间的三维可视化环境7.3设备设施三维可视化提供井下，井上，地面风机的虚拟模型。
1、井下：机电硐室、水泵房、井底车场、回采面、综采、皮带、2、井下：管线：一般都有3~4条（随后提供管线图）3、地面风机4、矿车三维模型8系统开发的需求8.1系统启动后自动执行前导功能设计1、进入矿区方式设计地球（暂停）→太原市（暂停）→灵石县（暂停）→集广矿全景（停止，作为2、3的背景）2、以模态方式显示一段文字信息3、以漫游方式展示矿区全貌8.2操作菜单的设计图操作菜单的需求最多展示三级菜单8.3二维导航图设计提供如下导航图，单击对应菜单时，加载对应导航图层：1.安全监控导航图层2.人员定位导航图层3.压风系统导航图层4.供水系统导航图层5.通讯联络导航图层6.避难硐室/救生舱导航图层7.产量监控导航图层8.视频监控导航图层9.隐患排查导航图层10.变电站导航图层11.风机导航图层12.提升导航图层13.煤仓导航图层14.绞车房导航图层15.井底车场导航图层16.中央变电所导航图层17.采取变电所导航图层18.移动变电所导航图层19.机电硐室导航图层20.蓄水仓导航图层21.煤仓导航图层22.避难硐室导航图层23.掘进导航图层24.综采导航图层25.土扇导航图层26.局扇导航图层27.测风点导航图层28.瓦斯爆炸导航图层29.投水事故导航图层8.4操作需求1、只有一级菜单时，点击一级菜单，加载导航窗体内容和3D 窗体内容。
2、有二级菜单时，点击一级菜单时展开二级菜单，点击二级菜单时加载导航窗体内容和3D窗体内容。
3、加载方式和内容如下导航窗体：菜单对应的（地面或井下）2维全貌图，并在有该系统相关设备的位置设置快速到达区域。
主窗体：菜单对应的（地面或井下）3维全貌图，该系统相关的设备。
8.5甲方需提供的资料1.标注了相关设备的坐标（或位置）的每个导航图层。
2.系统用到的每种设备的全方位照片。
3.地面所有建筑的名称标注图。
4.井下管线标注图。
5.井下通风走向标注图。
6.井下：机电硐室、水泵房、井底车场、回采面、综采、皮带等位置标注图。
9煤矿三维综合信息管理客户端系统内容9.1页面设计主界面如下图：分为上部菜单栏，左侧导航栏，中间部分为三维场景显示内容。
图操作主界面9.2六大系统图六大系统菜单单击“安全监控”，弹出“安全监控导航图“，在导航图中单击预设的特定位置点，能够在三维场景中定位。
该菜单下的其他子项功能需求和“安全监控“内容一致。
9.3视频监控菜单没有子菜单项。
单击后，显示对应“视频监控“导航图，在导航图中单击预设特定点，能够在三维场景中定位，并在三维场景中显示小图标，单击该图标，弹出一个视频窗口，连接本地自带视频数据，视频数据格式为FLASH格式。
图标显示如下图所示：图视频图表9.4隐患排查没有子菜单项。
单击后，显示对应“隐患排查“导航图，在导航图中单击预设特定位置，在三维场景中定位显示。
隐患导航图的制作需要提供CAD图纸，表明隐患的位置9.5设备管理图设备管理菜单图地面菜单图井下菜单单击3级菜单项时，在三维场景中显示对应的导航图，单击三维场景中的设备，可显示示例的属性信息。
其中要显示的设备名称、设备位置、设备属性，由客户提供。
9.6地测分析该功能不做实现。
9.7应急预案图井下菜单单击菜单项，弹出对应导航图，在导航图上单击对应热点位置，三维场景切换到对应的场景位置9.8其他三维功能1.测量功能图测量功能2.浏览切换的功能（地上浏览，地下浏览）。
图三维浏览3.飞行线路功能图飞行线路功能4.快速定位的功能图快速定位9.9导航数据编辑工具1.导航图数据处理通过平面设计图，处理为导航需要的图片，大小固定（如512*512），格式为BMP。
2.导航图类型切换根据不同类型数据切换到不同的导航图数据进行编辑3.导航图数据存储将热点名称、类别、范围、对应三维视点信息存储到本地文件数据库中。
热点名称和热点范围不可重复，热点范围不可重叠4.导航热点添加（1）显示范围将已存在该类型数据范围全部显示，添加时确保不要重复。
(2)绘制范围鼠标单击绘制热点范围。
(3)移动范围鼠标移动热点范围。
(4)添加记录单击添加，将该热点对应的所有记录信息添加到数据库中保存。
9.10导航热点删除20/21(1)热点绘制鼠标移动，若在热点范围内，则显示该范围(2)删除热点和绘制信息删除该条记录，并删除绘制的范围信息。
9.11导航热点更改(1)热点绘制鼠标移动，若在热点范围内，则显示该范围(2)保存三维对应视点将新的视点保存到该热点范围内。