煤矿三维信息管理系统方案

1、煤矿三维信息管理系统开发技术方案耐特斯达（太原）软件有限公司低碳节能事业部2013年4月18日21 / 21目录1项目概述32建设背景43三维系统的特点54项目目标55总体设计65.1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87数据建设的需求97.1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108.1系统启动后自动执行前导功能设计 108.2操作菜单的设计108.3二维导航图设计118.4操作需求1.28.5甲方需提供的资料139煤矿三维综合信息管理客户端系统内容 139.1页面设计1.39.2六

2、大系统1.49.3视频监控菜单 1.49.4隐患排查1.59.5设备管理1.69.6地测分析1.79.7应急预案1.79.8其他三维功能1.79.9导航数据编辑工具199.10导航热点删除 1.99.11导航热点更改2010煤矿三维管理系统报价20煤矿三维可视化 建设阶段i煤矿三维决策支i 持系统阶段煤矿设备数字化 三维管理系统 建设阶段第一个阶段第二个阶段第三个阶段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

3、、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。建设背景一煤矿三维可视化阶段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

4、直观显示、可准确定 位的煤矿三维GIS场景。为虚拟漫实现对地表矿区虚拟环境、地下煤层环境的虚拟漫游游和生产环境的虚拟仿真。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

5、. 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。建设背景一煤矿GIS发展Z5S三椎GIS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。3三维系统的特点结构合理清晰 高内聚低耦合采用主流 国际先进 技术构建专家系统自适应功能学习功能图三维系统的特点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

6、 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、白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系统架构平:台介乡架构*于3。平台的扩展应用现有系统数据A现有系统数据B现有系统数据。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. 矿井生产信息一一可视化B. 安全监测信息一一可视化C. 采掘工程信息一一可视化D. 地表工程与地理信息一一可视化E. 矿井地质与测量信息一一可视化F. 矿井煤炭资源信息管理一一可视化G. 采区、工作面辅助设

7、计一一可视化H. 生产设备信息管理一一可视化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

8、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数字煤炭尊网络技术*航空摄影测量技术*虚拟仿真技术点三维GIS技术尊通信技术*信息系统集成技术智慧煤炭物联网技术云技术智能感知技术模式识别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

9、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：机电桐室、水泵房、井底车场、回采面、综采、皮带、2、井下：管线：一般都有34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操作菜单的设计平台介绍应用提升煤含变咆站可搭载现有煤 矿皮用系统图操作菜单的需求最多展示

10、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. 避难桐室/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. 机电桐室导航图层20. 蓄水仓导航图层21. 煤仓导航图层22. 避难桐室导航图层23. 掘进导航图层

11、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

12、. 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：机电桐室、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9.2六大系统以段I视薮监控隐盘安全监控与水蒙豌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

13、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，连接本地白带视频数据，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设备管理设备皆理_通冈地面井下图设备管理菜单设急言涅通风管理地演扮析 £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

14、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. 测量功能蚕宜距离 地表距离空间距离坐标查询图测量功能平面面租水平距离2. 浏览切换的功能（地上浏览，地下浏览）=工疽管理k 三维浏览窟 嘉曾如 F员管理II 快速定位 地上浏览 地下浏览 巷道浏览 煤层浏览 井上井下图三维浏览3. 飞行线路功能4. 快速定位的功能口路线1口路线2 口路线3 口路线4 口路绑 口路线6 口路线T 口路嫌 -匚I路绑口路我1。图飞行线路功能太原2013/V9 1ZQ9Q3灵石矿区全易游口，巷道1巷道芝纹3"大门矿区1旷区&

15、#163;G矿区3矿区4矿区S矿区6矿区T设备1设备22013/4/9 23:40:02 2013/4/9 16:35:10 2013/4/9 1:05:08 2013/4/9 1 06:IS 2013/4/9 1:14:41 萸3/4/9 1-1T：Q7 2013/4/9 1:18:01 2013/4/3 0:58:56 2U13/V9。：59；51 2013/4/9 1:01:16 2013/4/9 1:01:53 2013/4/9 1:02:56 2013/4/9 1:04:08 2013/4/9 k04:33 2004坦 巫58:55 2013/4/S 13:01.14 oneEci 1 nA -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。绘制范围鼠标单击绘制热点