煤礦三維信息管理系統(tǒng)方案

1、煤礦三維信息管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)方案 耐特斯達(dá)（太原）軟件有限公司低碳節(jié)能事業(yè)部2013年4月18日 目 錄1項(xiàng)目概述32 建設(shè)背景43 三維系統(tǒng)的特點(diǎn)54 項(xiàng)目目標(biāo)55 總體設(shè)計(jì)65.1系統(tǒng)架構(gòu)65.2系統(tǒng)開發(fā)方式75.3開發(fā)內(nèi)容86 煤礦三維系統(tǒng)所用到的技術(shù)87數(shù)據(jù)建設(shè)的需求97.1礦區(qū)環(huán)境三維可視化97.2井下環(huán)境三維可視化97.3設(shè)備設(shè)施三維可視化98 系統(tǒng)開發(fā)的需求108.1系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)執(zhí)行前導(dǎo)功能設(shè)計(jì)108.2 操作菜單的設(shè)計(jì)108.3二維導(dǎo)航圖設(shè)計(jì)118.4操作需求128.5 甲方需提供的資料139 煤礦三維綜合信息管理客戶端系統(tǒng)內(nèi)容139.1 頁面設(shè)計(jì)139.2 六大系統(tǒng)149.

2、3 視頻監(jiān)控菜單149.4 隱患排查159.5 設(shè)備管理169.6 地測分析179.7 應(yīng)急預(yù)案179.8其他三維功能179.9導(dǎo)航數(shù)據(jù)編輯工具199.10導(dǎo)航熱點(diǎn)刪除199.11導(dǎo)航熱點(diǎn)更改2010 煤礦三維管理系統(tǒng)報(bào)價(jià)201項(xiàng)目概述中國煤礦GIS 應(yīng)用起步較晚，與國際水平相比有較大差距，現(xiàn)有的煤礦系統(tǒng)都還只能實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的二維或者2.5維的表達(dá)和處理，而三維可視化具有直觀、空間位置關(guān)系清楚、信息量大的特點(diǎn)，加上信息查詢功能可以對礦井的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)過程、設(shè)備分布、設(shè)備狀態(tài)以及地表工業(yè)廣場等狀況有較全面的了解。因此，建立“煤礦三維綜合信息管理系統(tǒng)”，對于提高礦井生產(chǎn)管理水平、提高生產(chǎn)工作效率

3、、加快數(shù)字礦井信息化建設(shè)具有十分重要的意義。煤礦三維綜合信息管理系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的三維空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的煤礦綜合信息管理解決方案。系統(tǒng)采用快速三維模型構(gòu)建技術(shù)，融合煤礦多種動(dòng)態(tài)作業(yè)數(shù)據(jù)，利用三維技術(shù)全面構(gòu)建礦井采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各專業(yè)子系統(tǒng)仿真模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全礦井“監(jiān)測、控制、管理、保障”的一體化。 圖 煤炭三維可視化階段2 建設(shè)背景“煤礦三維綜合信息管理系統(tǒng)”根據(jù)各個(gè)煤礦的實(shí)際情況不同，目前主要分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段：煤礦三維可視化建設(shè)階段第二個(gè)階段：煤礦設(shè)備數(shù)字化三維管理系統(tǒng)建設(shè)階段第三個(gè)階段：煤礦三維決策支持系統(tǒng)階段下面主要主要介紹第一個(gè)階段：煤礦三維可視化階段主要建設(shè)兩方面內(nèi)容：

4、1.構(gòu)建煤礦三維可視化基礎(chǔ)環(huán)境。即基于礦山基礎(chǔ)地理信息、地測信息實(shí)現(xiàn)煤礦地面、地下；室內(nèi)、室外，礦區(qū)、巷道、掘進(jìn)面的一體化三維展示，達(dá)到直觀顯示、可準(zhǔn)確定位的煤礦三維GIS場景。2.實(shí)現(xiàn)對地表礦區(qū)虛擬環(huán)境、地下煤層環(huán)境的虛擬漫游、巷道的虛擬漫游和生產(chǎn)管理的三維虛擬仿真環(huán)境。 圖 煤礦GIS發(fā)展歷程三維可視化具有直觀、空間位置關(guān)系清楚、信息量大；可動(dòng)態(tài)集成生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)過程、生產(chǎn)狀況等信息，方便調(diào)度人員全面了解掌控煤礦信息。因此，建立“煤礦三維綜合信息管理系統(tǒng)”，對于提高礦井生產(chǎn)管理水平、提高生產(chǎn)工作效率、加快數(shù)字礦井信息化建設(shè)具有十分重要的意義。3 三維系統(tǒng)的特點(diǎn) 圖 三維系統(tǒng)的特點(diǎn)4 項(xiàng)目目

5、標(biāo)隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展及安全形勢的要求，煤礦對生成過程監(jiān)控、全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境監(jiān)控、生產(chǎn)過程信息綜合利用等方面的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化提出了新的要求。參考現(xiàn)有DEMO系統(tǒng)建立煤礦三維綜合信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)煤礦井上、井下的各種業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息對接與展示。5 總體設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)架構(gòu) 系統(tǒng)構(gòu)架圖虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了煤礦礦區(qū)的全面可視化管理其中包括：A. 礦井生產(chǎn)信息可視化B. 安全監(jiān)測信息可視化C. 采掘工程信息可視化D. 地表工程與地理信息可視化E. 礦井地質(zhì)與測量信息可視化F. 礦井煤炭資源信息管理可視化G. 采區(qū)、工作面輔助設(shè)計(jì)可視化H. 生產(chǎn)設(shè)備信息管理 可視化5.2

6、系統(tǒng)開發(fā)方式以C/S方式開發(fā)?？蛻舳诵枰惭b.Net Framework2.0版本。數(shù)據(jù)訪問支持本地?cái)?shù)據(jù)訪問和服務(wù)端數(shù)據(jù)共享訪問兩種方式。1.本地?cái)?shù)據(jù)訪問?？蛻舳撕头?wù)端均放在一臺(tái)電腦上，以“單機(jī)版”方式運(yùn)行系統(tǒng)和訪問數(shù)據(jù)，該方法部署簡單。2.服務(wù)端數(shù)據(jù)共享。該方式采用SOA系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括了客戶端和服務(wù)器端。3.DGIS平臺(tái)（煤炭行業(yè)專供版本）(1) SDK Runtime5套（單機(jī)認(rèn)證授權(quán)）(2)Server1套（單服務(wù)器授權(quán)）SOA構(gòu)架圖1.客戶端。主要實(shí)現(xiàn)煤礦三維綜合信息管理系統(tǒng)功能，提供三維地圖瀏覽，礦井虛擬場景成果數(shù)據(jù)的展示查詢，空間量測等功能。2.服務(wù)端包括：應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)服

7、務(wù)器，支撐三維數(shù)據(jù)的共享及運(yùn)算處理。5.3開發(fā)內(nèi)容本項(xiàng)目以集廣礦為試點(diǎn)，整合三維煤礦地理信息和礦井平面相對位置和屬性信息，構(gòu)建礦井井上井下一體化三維虛擬現(xiàn)實(shí)場景，實(shí)現(xiàn)重要設(shè)備、類屬的快速調(diào)閱，提供信息查詢展示，成果展示，空間量算等功能。6 煤礦三維系統(tǒng)所用到的技術(shù)主要分為數(shù)字煤炭和智慧煤炭兩個(gè)方面7數(shù)據(jù)建設(shè)的需求7.1礦區(qū)環(huán)境三維可視化建立礦區(qū)道路、辦公建筑和設(shè)備設(shè)施外部建筑（包括供電設(shè)施、傳輸設(shè)施）的三維可視化。7.2井下環(huán)境三維可視化建立巷道、井下室內(nèi)空間、設(shè)備房間的三維可視化環(huán)境7.3設(shè)備設(shè)施三維可視化提供井下，井上，地面風(fēng)機(jī)的虛擬模型。1、井下：機(jī)電硐室、水泵房、井底車場、回采面、綜采

8、、皮帶、2、井下：管線：一般都有34條（隨后提供管線圖）3、地面風(fēng)機(jī)4、礦車三維模型8 系統(tǒng)開發(fā)的需求8.1系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)執(zhí)行前導(dǎo)功能設(shè)計(jì)1、進(jìn)入礦區(qū)方式設(shè)計(jì) 地球（暫停）太原市（暫停）靈石縣（暫停）集廣礦全景（停止，作為2、3的背景）2、以模態(tài)方式顯示一段文字信息3、以漫游方式展示礦區(qū)全貌8.2 操作菜單的設(shè)計(jì) 圖 操作菜單的需求最多展示三級(jí)菜單8.3二維導(dǎo)航圖設(shè)計(jì)提供如下導(dǎo)航圖，單擊對應(yīng)菜單時(shí)，加載對應(yīng)導(dǎo)航圖層：1. 安全監(jiān)控導(dǎo)航圖層2. 人員定位導(dǎo)航圖層3. 壓風(fēng)系統(tǒng)導(dǎo)航圖層4. 供水系統(tǒng)導(dǎo)航圖層5. 通訊聯(lián)絡(luò)導(dǎo)航圖層6. 避難硐室/救生艙導(dǎo)航圖層7. 產(chǎn)量監(jiān)控導(dǎo)航圖層8. 視頻監(jiān)控導(dǎo)航

9、圖層9. 隱患排查導(dǎo)航圖層10. 變電站導(dǎo)航圖層11. 風(fēng)機(jī)導(dǎo)航圖層12. 提升導(dǎo)航圖層13. 煤倉導(dǎo)航圖層14. 絞車房導(dǎo)航圖層15. 井底車場導(dǎo)航圖層16. 中央變電所導(dǎo)航圖層17. 采取變電所導(dǎo)航圖層18. 移動(dòng)變電所導(dǎo)航圖層19. 機(jī)電硐室導(dǎo)航圖層20. 蓄水倉導(dǎo)航圖層21. 煤倉導(dǎo)航圖層22. 避難硐室導(dǎo)航圖層23. 掘進(jìn)導(dǎo)航圖層24. 綜采導(dǎo)航圖層25. 土扇導(dǎo)航圖層26. 局扇導(dǎo)航圖層27. 測風(fēng)點(diǎn)導(dǎo)航圖層28. 瓦斯爆炸導(dǎo)航圖層29. 投水事故導(dǎo)航圖層8.4操作需求1、只有一級(jí)菜單時(shí)，點(diǎn)擊一級(jí)菜單，加載導(dǎo)航窗體內(nèi)容和3D窗體內(nèi)容。2、有二級(jí)菜單時(shí)，點(diǎn)擊一級(jí)菜單時(shí)展開二級(jí)菜單，點(diǎn)

10、擊二級(jí)菜單時(shí)加載導(dǎo)航窗體內(nèi)容和3D窗體內(nèi)容。3、加載方式和內(nèi)容如下l 導(dǎo)航窗體：菜單對應(yīng)的（地面或井下）2維全貌圖，并在有該系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的位置設(shè)置快速到達(dá)區(qū)域。l 主窗體：菜單對應(yīng)的（地面或井下）3維全貌圖，該系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備。8.5 甲方需提供的資料1.標(biāo)注了相關(guān)設(shè)備的坐標(biāo)（或位置）的每個(gè)導(dǎo)航圖層。2.系統(tǒng)用到的每種設(shè)備的全方位照片。3.地面所有建筑的名稱標(biāo)注圖。4.井下管線標(biāo)注圖。5.井下通風(fēng)走向標(biāo)注圖。6.井下：機(jī)電硐室、水泵房、井底車場、回采面、綜采、皮帶等位置標(biāo)注圖。9 煤礦三維綜合信息管理客戶端系統(tǒng)內(nèi)容9.1 頁面設(shè)計(jì)主界面如下圖：分為上部菜單欄，左側(cè)導(dǎo)航欄，中間部分為三維場景顯示內(nèi)

11、容。 圖 操作主界面9.2 六大系統(tǒng) 圖 六大系統(tǒng)菜單單擊“安全監(jiān)控”，彈出“安全監(jiān)控導(dǎo)航圖“，在導(dǎo)航圖中單擊預(yù)設(shè)的特定位置點(diǎn)，能夠在三維場景中定位。該菜單下的其他子項(xiàng)功能需求和“安全監(jiān)控“內(nèi)容一致。9.3 視頻監(jiān)控菜單 沒有子菜單項(xiàng)。單擊后，顯示對應(yīng)“視頻監(jiān)控“導(dǎo)航圖，在導(dǎo)航圖中單擊預(yù)設(shè)特定點(diǎn)，能夠在三維場景中定位，并在三維場景中顯示小圖標(biāo)，單擊該圖標(biāo)，彈出一個(gè)視頻窗口，連接本地自帶視頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)格式為FLASH格式。圖標(biāo)顯示如下圖所示： 圖 視頻圖表9.4 隱患排查沒有子菜單項(xiàng)。單擊后，顯示對應(yīng)“隱患排查“導(dǎo)航圖，在導(dǎo)航圖中單擊預(yù)設(shè)特定位置，在三維場景中定位顯示。隱患導(dǎo)航圖的制作需要提

12、供CAD圖紙，表明隱患的位置9.5 設(shè)備管理 圖 設(shè)備管理菜單 圖 地面菜單 圖 井下菜單單擊3級(jí)菜單項(xiàng)時(shí)，在三維場景中顯示對應(yīng)的導(dǎo)航圖，單擊三維場景中的設(shè)備，可顯示示例的屬性信息。其中要顯示的設(shè)備名稱、設(shè)備位置、設(shè)備屬性，由客戶提供。9.6 地測分析 該功能不做實(shí)現(xiàn)。9.7 應(yīng)急預(yù)案 圖 井下菜單單擊菜單項(xiàng)，彈出對應(yīng)導(dǎo)航圖，在導(dǎo)航圖上單擊對應(yīng)熱點(diǎn)位置，三維場景切換到對應(yīng)的場景位置9.8 其他三維功能1.測量功能 圖 測量功能 2. 瀏覽切換的功能（地上瀏覽，地下瀏覽）。 圖 三維瀏覽 3. 飛行線路功能 圖 飛行線路功能 4. 快速定位的功能 圖 快速定位9.9 導(dǎo)航數(shù)據(jù)編輯工具1.導(dǎo)航圖數(shù)據(jù)處理通過平面設(shè)計(jì)圖，處理為導(dǎo)航需要的圖片，大小固定（如512*512），格式為BMP。2. 導(dǎo)航圖類型切換根據(jù)不同類型數(shù)據(jù)切換到不同的導(dǎo)航圖數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯3. 導(dǎo)航圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將熱點(diǎn)名稱、類別、范圍、對應(yīng)三維視點(diǎn)信息存儲(chǔ)到本地文件數(shù)據(jù)庫中。熱點(diǎn)名稱和熱點(diǎn)范圍不可重復(fù)，熱點(diǎn)范圍不可重疊4. 導(dǎo)航熱點(diǎn)添加（1）顯示范圍將已存在該類型數(shù)據(jù)范圍全部顯示，添加時(shí)確保不要重復(fù)。(2) 繪制范圍鼠標(biāo)單擊繪制熱點(diǎn)范圍。(3) 移動(dòng)范圍鼠標(biāo)移動(dòng)熱點(diǎn)范圍。(4) 添加記錄單擊添加，將該熱點(diǎn)對應(yīng)的所有記錄信息添加到數(shù)據(jù)庫中保存。9.10導(dǎo)航熱點(diǎn)刪除(1)熱點(diǎn)繪制鼠標(biāo)移動(dòng)，若在熱點(diǎn)范圍內(nèi)，則顯示該