礦山工程中計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

鄒凱華

（甘肅省平?jīng)鰴C(jī)電工程學(xué)校，甘肅 平?jīng)?743400）

礦山工程其主要是指在礦山上對資源進(jìn)行開采的一個(gè)工程。礦山工程在施工過程中主要分為地上工程與地下工程，在整個(gè)生命周期，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)繁雜且數(shù)據(jù)量較大，并且這些數(shù)據(jù)多為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，因此，在礦山工程實(shí)際開展過程中，需運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)化管理工程施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升礦山工程數(shù)據(jù)信息的整體利用效率[1,2]。根據(jù)我國現(xiàn)階段對礦山工程計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀可知，我國礦山管理系統(tǒng)存在的主要弊端為信息調(diào)取速度較慢以及利用效率較低等問題，因此，針對該問題，本文運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化。

1 礦山工程中計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

在礦山工程管理系統(tǒng)地研發(fā)與設(shè)計(jì)中，相關(guān)研發(fā)人員首先基于當(dāng)前正在應(yīng)用的信息系統(tǒng)，并在傳統(tǒng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，將當(dāng)前比較先進(jìn)的硬件設(shè)備、以及相關(guān)的信息技術(shù)應(yīng)用到信息系統(tǒng)[3]。本文通過對系統(tǒng)的綜合性設(shè)計(jì)與研發(fā)，最終為這類工程建構(gòu)一個(gè)覆蓋數(shù)據(jù)信息整理與處理、施工環(huán)節(jié)監(jiān)測、預(yù)警于一體的智能化計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。

1.1 安裝計(jì)算機(jī)信息管理硬件系統(tǒng)設(shè)備

礦山工程中的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)主要應(yīng)用的模塊為服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)客戶端等組成。其中服務(wù)器模塊由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器構(gòu)成。在服務(wù)器運(yùn)行中，系統(tǒng)中的資料庫伺服器在運(yùn)行時(shí)，能夠接收用戶對該系統(tǒng)所有工作的需求信息，并根據(jù)需求信息發(fā)出相應(yīng)指令。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)處理和分析該工程施工中產(chǎn)生的所有空間資料。其中獲得到的數(shù)據(jù)都被存儲于SQLServer2000 數(shù)據(jù)庫。在該數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行過程中，能夠根據(jù)不同的礦山工程，為相關(guān)工作人員提供有關(guān)工程的多方面的數(shù)據(jù)參數(shù)，并且可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)工程中的儲量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與更新。除此之外，該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)還運(yùn)用了 IIS 模型，此模型的應(yīng)用能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行調(diào)用，因此，在應(yīng)用過程中，具有比較理想的地圖引擎服務(wù)支持以及較強(qiáng)的互操作能力。

1.2 搭建礦山工程信息管理數(shù)據(jù)庫

在礦山工程施工運(yùn)行過程中，產(chǎn)生的信息量較大且非常繁雜，為方便對礦山工程的全過程、系統(tǒng)化管理，研發(fā)人員針對工程施工中采集與接收到的不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)，按照特點(diǎn)對其進(jìn)行分類整理并儲存[4]。同時(shí)滿足實(shí)際施工與相應(yīng)的管理需求，將施工中產(chǎn)生的信息以表格的形式存儲到該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫中，并將數(shù)據(jù)屬性劃分為：礦山工程基本信息、設(shè)備信息、地質(zhì)環(huán)境信息、人員信息和開采信息等（表1）。

表1 礦山工程信息的儲存結(jié)構(gòu)表

通過分析上表的數(shù)據(jù)可知，在該系統(tǒng)的應(yīng)用中，研發(fā)人員需要結(jié)合系統(tǒng)功能，建構(gòu)數(shù)據(jù)儲存環(huán)節(jié)。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的存儲過程是由SQL語句組成的存儲功能的集合，使工作人員能夠隨時(shí)隨地查詢礦產(chǎn)工程中的數(shù)據(jù)。

1.3 礦山工程計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)中的軟件功能

1.3.1 對工程信息的實(shí)時(shí)收集與規(guī)范化處理

為保障整個(gè)礦山的安全穩(wěn)定開展工作，在礦山工程開采之前，工作人員將工程中的實(shí)際地理位置圖像、施工方式、施工數(shù)據(jù)以及施工人員個(gè)人信息等數(shù)量較多的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。在此過程中，由于數(shù)據(jù)來源方式比較復(fù)雜，工作人員得到的數(shù)據(jù)資料形式以及數(shù)據(jù)格式也各不相同，因此，相關(guān)工作人員需要統(tǒng)一數(shù)據(jù)的格式，完成格式統(tǒng)一化后，將其傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)。以礦山工程中需要的圖像信息為例，通常來說，每一層圖像元素均需進(jìn)行針對性處理，在此可以運(yùn)用ArcToolbox軟件中的ConversionTolls功能，將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為shape格式。通過改處理方式，將礦山工程所在地區(qū)中的事物以點(diǎn)、線、面等要素進(jìn)行合理分層，使其能夠有效滿足礦山工程施工過程中對地形要素以及其他要素的實(shí)際需求。除此之外，研發(fā)人員還可運(yùn)用MapInfo軟件的轉(zhuǎn)換功能，將圖像元素的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為tab數(shù)據(jù)以后，隨即將其處理成為shape格式。

1.3.2 礦山工程地質(zhì)環(huán)境信息管理

在礦山工程實(shí)際施工過程中，系統(tǒng)運(yùn)行的主要目的是明確整個(gè)工程的開采路徑以及開采量，并以信息化的方式保障整個(gè)工程的安全性。因此，在其運(yùn)行中所作用的對象為整個(gè)工程的施工區(qū)域空間圖。在對其進(jìn)行系統(tǒng)化管庫過程中，需對整個(gè)開采空間的地圖以及礦塊信息等進(jìn)行詳細(xì)管理。

1.3.3 礦山工程施工人員信息管理

礦山工程在施工過程中，除了需要對人員的個(gè)人身份以及工作內(nèi)容等信息進(jìn)行整理與儲存外，還需對礦山地下工作人員的施工位置進(jìn)行定位。因此，在系統(tǒng)發(fā)射相關(guān)功率與天線增益基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)所接到的信號強(qiáng)度，確定信息發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的空間位置距離，進(jìn)而確定相關(guān)施工人員在礦山地下工程中的移動距離，從而精確鎖定每個(gè)施工工人在礦山工程中的位置。該數(shù)據(jù)的求解過程為：

圖1 礦山實(shí)際儲量系統(tǒng)查詢

1.4 礦山工程動態(tài)監(jiān)測與預(yù)警管理

在礦山工程施工過程中，需要精準(zhǔn)確定工程的采掘邊界，并且在制定采掘計(jì)劃時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守行業(yè)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在確定采掘計(jì)劃后，工作人員運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測整個(gè)礦山工程的施工過程，并且在監(jiān)測過程中，發(fā)現(xiàn)工程中不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方，則根據(jù)工程的實(shí)際情況，調(diào)整礦山工程的開采方案。該功能的實(shí)現(xiàn)其主要運(yùn)用了系統(tǒng)中的地質(zhì)圖功能以及屬性信息表的互查功能，對于礦山工程中存在的超限物品或者不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方，系統(tǒng)中會直接進(jìn)行預(yù)警避過在系統(tǒng)中顯示故障點(diǎn)。

2 系統(tǒng)實(shí)施效果測試

本文以我國某地區(qū)一礦山地下工程為例，根據(jù)該工程實(shí)際運(yùn)行情況，為其設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用了客戶機(jī)專用配置，并安裝了ArcEngine 和 ArcGISIMS ，以此獲得 GIS 控制環(huán)境。在該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了不同類型的管理任務(wù)指令，并將礦山開采進(jìn)度、施工人員在施工過程中的所在位置、礦山施工最終成果的查詢、工程應(yīng)用過程中的相關(guān)設(shè)備、施工設(shè)備的故障頻率統(tǒng)計(jì)等功能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，將其運(yùn)用在礦山工程施工中，并對礦山的實(shí)際儲量進(jìn)行系統(tǒng)查詢，最終的查詢結(jié)果如下圖所示。

通過實(shí)例應(yīng)用本文系統(tǒng)，有效證明了該系統(tǒng)在礦山工程開采過程中的實(shí)際應(yīng)用的適用性和有效性，并且在數(shù)據(jù)輸出過程中，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出時(shí)間相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，具有非常明顯優(yōu)勢，有效降低了系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間。由此可證明，將這一計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)應(yīng)用在礦山工程中，能夠有效緩解傳統(tǒng)信息系統(tǒng)中能夠存在的弊端。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)信息技術(shù)在各行各業(yè)均得到了普及與應(yīng)用。因此，在礦山工程實(shí)際施工過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極將現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與礦山工程進(jìn)行有機(jī)融合，使礦山工程在開采過程中逐漸向著信息化、數(shù)據(jù)化的方向發(fā)展，進(jìn)而在保障施工安全和最終施工成果的基礎(chǔ)上，取得長足的發(fā)展。