淮北礦業(yè)煤礦GIS管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用

魏祥平

摘 要本文主要通過淮北礦業(yè)煤礦GIS管理系統(tǒng)信息化建設(shè)過程中，為實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)據(jù)、技術(shù)資料高度集成共享及綜合利用，打造“一張圖”管理理念，實(shí)現(xiàn)兩化融合，為礦區(qū)協(xié)同管理、精準(zhǔn)采礦、災(zāi)害預(yù)控、智能分析提供技術(shù)支撐，對系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)、主要功能及使用管理方式進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞GIS;信息化;集成;共享

0 前言

淮北礦業(yè)集團(tuán)從2000年開始，逐步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)制圖，至2017年，礦圖管理仍停留在電子制圖上，且多套專業(yè)繪圖軟件并存，各軟件之間互不兼容，技術(shù)信息共享程度低、數(shù)據(jù)報(bào)送費(fèi)時(shí)費(fèi)力、信息滯后，數(shù)據(jù)綜合利用不夠，決策服務(wù)能力欠缺等問題，嚴(yán)重制約著集團(tuán)公司發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)礦圖數(shù)據(jù)、技術(shù)資料高度集成共享及綜合利用，打造礦山“一張圖”管理理念，實(shí)現(xiàn)兩化融合，為礦區(qū)協(xié)同管理、精準(zhǔn)采礦、災(zāi)害預(yù)控、智能分析提供技術(shù)支撐，開展了煤礦GIS管理系信息化建設(shè)工作。

1 系統(tǒng)構(gòu)架

淮北礦業(yè)煤礦GIS管理系統(tǒng)構(gòu)架是基于淮北礦業(yè)的內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)雙網(wǎng)模式運(yùn)行，即數(shù)據(jù)中心和系統(tǒng)平臺采用集中式部署，分布使用架構(gòu);PC客戶端原則上走有線的內(nèi)網(wǎng)模式，移動客戶端用基于互聯(lián)網(wǎng)的無線模式運(yùn)行。

集團(tuán)級用戶和礦級用戶都可以直接從公司管控一體化信息系統(tǒng)集成平臺實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一認(rèn)證、單點(diǎn)登陸、待辦事項(xiàng)辦理、網(wǎng)上申請權(quán)限等功能。并根據(jù)不同角色進(jìn)行權(quán)限管控。

實(shí)現(xiàn)地測、采礦設(shè)計(jì)、通防、機(jī)電等專業(yè)的所有數(shù)據(jù)、圖形、屬性、報(bào)表和文檔通過網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器，按照制定的流程和規(guī)則進(jìn)行聯(lián)動、更新和疊加，完成“提交、審批、會審、批閱、推送、發(fā)布”等全流程管理，滿足信息的自動傳遞和互聯(lián)互通。

2 系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容和功能

2.1 基于統(tǒng)一的GIS平臺，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有礦圖及數(shù)據(jù)庫的完整轉(zhuǎn)換

對原有多套專業(yè)繪圖軟件的圖紙及數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換至統(tǒng)一的軟件格式，轉(zhuǎn)換后的圖件線型、圖式、注記、符號等均符合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范要求。

2.2 構(gòu)建集團(tuán)、礦井兩級GIS管理系統(tǒng)

構(gòu)建集團(tuán)、礦井兩級煤礦GIS大數(shù)據(jù)協(xié)同管理系統(tǒng)，提供集團(tuán)“一張圖”綜合信息服務(wù)。實(shí)現(xiàn)礦井端礦圖填繪、更新及采礦設(shè)計(jì)，各類圖紙通過聯(lián)動刷新實(shí)時(shí)信息共享，技術(shù)資料鏈接、影像圖形套入等編輯功能及數(shù)據(jù)入庫功能;實(shí)現(xiàn)集團(tuán)端及礦井端圖形統(tǒng)一協(xié)同管控，圖形信息分層疊加管理、活動頭面閃爍及快速定位查詢、技術(shù)資料調(diào)閱、圖紙審查及流程管控等功能。

2.3 集成水文監(jiān)測、瓦斯監(jiān)測、瓦斯抽采等在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)在GIS系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示

2.4 系統(tǒng)主要功能

2.4.1 實(shí)現(xiàn)了公司管控一體化信息系統(tǒng)集成平臺統(tǒng)一認(rèn)證、單點(diǎn)登陸、待辦事項(xiàng)辦理、網(wǎng)上申請權(quán)限等功能。

2.4.2 系統(tǒng)分瀏覽版、編輯版及手機(jī)版，礦井布設(shè)了瀏覽版、編輯版及手機(jī)版，集團(tuán)布設(shè)了瀏覽版及手機(jī)版。

瀏覽版實(shí)現(xiàn)了圖紙審批、會審、分發(fā)、分層疊加、聯(lián)動實(shí)時(shí)刷新、新填繪采掘信息自動閃爍及編輯修改留痕、屬性查詢、技術(shù)資料鏈接、對象快速查找定位、多煤層巷道自動疊加、多煤層綜合鉆孔信息、監(jiān)測監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息顯示等功能。

礦井編輯版實(shí)現(xiàn)了地測專業(yè)、通防專業(yè)、采礦設(shè)計(jì)專業(yè)圖紙編繪功能，實(shí)現(xiàn)了地測數(shù)據(jù)庫錄入及成圖功能。

手機(jī)版實(shí)現(xiàn)移動辦公（圖紙審批、會審、分發(fā)等）、一張圖查閱、WEBGIS功能、基于WEBGIS的監(jiān)測監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢，重要通知查看和新聞動態(tài)查看等功能，并將手機(jī)端部署到外網(wǎng)。

3 解決的主要技術(shù)難題

1）圖紙及數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換方面：解決了原有軟件系統(tǒng)圖紙轉(zhuǎn)換面CAD時(shí)出現(xiàn)圖形信息丟失、亂碼、線型不規(guī)范;原有數(shù)據(jù)庫格式與現(xiàn)有多個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫格式不兼容且部分?jǐn)?shù)據(jù)錄入不全、不規(guī)范問題，實(shí)現(xiàn)了圖紙及數(shù)據(jù)庫的完整轉(zhuǎn)換。

2）圖形處理方面：通過圖層開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了各類圖形信息的清晰調(diào)閱。解決了影像圖與井下采掘圖按坐標(biāo)進(jìn)行無縫疊加;多煤層巷道關(guān)系自動處理;多煤層綜合鉆孔信息生成;多煤層顯示自動隱藏部分煤層斷煤交線;活動頭面快速定位、相關(guān)信息快速查找、看圖角度旋轉(zhuǎn);在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)在圖中實(shí)時(shí)顯示問題。

3）流程管控方面：解決了一套領(lǐng)導(dǎo)班子及員工進(jìn)行兩套礦端系統(tǒng)圖紙流程管控及查閱;一套領(lǐng)導(dǎo)班子兩套員工進(jìn)行兩套圖紙流程管控及查閱問題。

4）技術(shù)信息集成方面：解決了地質(zhì)說明書、地質(zhì)預(yù)報(bào)、各種技術(shù)措施、各種日常生產(chǎn)局部用圖等文字、表格、圖形格式的技術(shù)信息在系統(tǒng)中進(jìn)行集成、調(diào)閱問題。

5）圖例方面：淮北礦區(qū)共有10多個(gè)可采煤層，為了統(tǒng)一圖例語言，針對系統(tǒng)特點(diǎn)，在符合《煤礦地質(zhì)測量圖例》等規(guī)范的前提下，制定了適合淮北礦業(yè)煤礦GIS管理系統(tǒng)圖例補(bǔ)充規(guī)定。

4 系統(tǒng)應(yīng)用管理

4.1 應(yīng)用管理原則

采取專業(yè)管理、聯(lián)動協(xié)作的原則進(jìn)行管理，按照原始數(shù)據(jù)誰收集誰錄入、數(shù)據(jù)共享、協(xié)同刷新獲取其他專業(yè)信息來管理本系統(tǒng)。

4.2 職責(zé)劃分

1）明確集團(tuán)公司管理部門職責(zé)：針對集團(tuán)公司地測、生產(chǎn)、機(jī)電、安全等業(yè)務(wù)部門，按其職責(zé)功能，規(guī)范、督導(dǎo)本部門職責(zé)功能里滲及GIS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理。

2）明確礦端各級管理人員職責(zé)：針對礦端圖紙及技術(shù)資料，明確科（區(qū)）長、專業(yè)副總、總工程師、礦長等管理人員職責(zé)，嚴(yán)把圖紙及技術(shù)資料質(zhì)量審核關(guān)。

3）明確各級專業(yè)技術(shù)人員職責(zé)：按專業(yè)劃分，明確地質(zhì)、測量、防治水、采礦設(shè)計(jì)、通防、機(jī)電等專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行基礎(chǔ)圖紙及技術(shù)資料的編制及上傳工作。

4.3 圖種命名及圖層管理

圖種命名是規(guī)范系統(tǒng)管理的一個(gè)重要組成部分，圖種命名需規(guī)范準(zhǔn)確且唯一;圖層管理是電子圖件管理的最大難點(diǎn)之一，必需統(tǒng)一圖層命名，規(guī)范每個(gè)圖層填繪內(nèi)容。

4.4 上傳圖種歸類

礦山圖種較多，應(yīng)分專業(yè)管理，歸類上傳，方便圖紙管理、查找、調(diào)閱。

4.5 技術(shù)資料

統(tǒng)一規(guī)定系統(tǒng)集成的各種文字、表格、圖形格式的技術(shù)資料信息及格式。

4.6 更新上傳頻率

規(guī)范圖紙及技術(shù)資料更新、上傳頻率，確保信息實(shí)時(shí)高效利用。

4.7 審核流程

圖紙及技術(shù)資料審核流程可根據(jù)其審核形式合理設(shè)置審核流程。

5 結(jié)論

淮北礦業(yè)煤礦GIS管理系統(tǒng)采取集中式部署，實(shí)現(xiàn)了煤礦GIS信息統(tǒng)一管控，打破傳統(tǒng)的管理制度，從單一的計(jì)算機(jī)制圖到大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，并將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行高度集成共享，系統(tǒng)功能構(gòu)架充分考慮了其完整性、規(guī)范性和可擴(kuò)展性，利用該系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，不僅可以完成整個(gè)礦業(yè)集團(tuán)的“一張圖”管理，而且可以擴(kuò)展到智慧礦山系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的煤礦災(zāi)害預(yù)警與防治決策、基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快速交換的多系統(tǒng)協(xié)同管控、基于智能總線的生產(chǎn)調(diào)度指揮，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的透明礦山管理、基于精細(xì)模型和智能裝備的精準(zhǔn)采礦。在兄弟煤礦單位乃至其他采礦行業(yè)以及省級以上煤炭主管部門監(jiān)管方面都具有示范意義及推廣價(jià)值。