智慧礦山安全生產(chǎn)指揮控制系統(tǒng).doc

智慧礦山安全生產(chǎn)指揮控制系統(tǒng)解決方案6.1智慧礦山三維基礎(chǔ)平臺(tái)解決方案1 智慧礦山的定義1.1幾何表達(dá)-是現(xiàn)實(shí)礦山的數(shù)字鏡像礦層、采掘工程和生產(chǎn)系統(tǒng)的空間位置和形態(tài)表示是智慧礦山的基礎(chǔ)內(nèi)容。 三維模型是其數(shù)據(jù)載體，是智慧礦山的基礎(chǔ)。1.2安全監(jiān)控-能夠與現(xiàn)實(shí)礦山互動(dòng) 能實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)、安全數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行自動(dòng)化控制。 智慧礦山是動(dòng)態(tài)和積極的應(yīng)用系統(tǒng)。1.3 應(yīng)用和分析-能提高礦山安全、生產(chǎn)和管理能力服務(wù)生產(chǎn)，是礦山專(zhuān)業(yè)和管理部門(mén)的日常工具。系統(tǒng)分析、預(yù)測(cè)工具，指導(dǎo)生產(chǎn)和生產(chǎn)成本的管理工具。2 智慧礦山的關(guān)鍵問(wèn)題體系問(wèn)題基于對(duì)象的，以模型為核心的GIS系統(tǒng)。1. 現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，為真實(shí)的構(gòu)建虛擬礦山提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。2.模型是對(duì)象的容器，是對(duì)象間關(guān)系的記錄和處理者，是虛擬礦山的整體表示。1. 三維模型建造和表示（包括二維制圖）地質(zhì)體；井巷工程；地物和設(shè)備等。2. 系統(tǒng)連接-反映礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀和互動(dòng)（開(kāi)采、掘進(jìn)、供電、運(yùn)輸、人員、風(fēng)流和瓦斯、水文、地壓、溫度、設(shè)備的位置和工作狀態(tài)）與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的一體化；與工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)的連接；各種路徑的邏輯拓?fù)潢P(guān)系（風(fēng)，水、電、人員軌跡）。3.數(shù)據(jù)挖掘-服務(wù)生產(chǎn)和安全專(zhuān)業(yè)分析解算-地質(zhì)構(gòu)造、地壓、動(dòng)態(tài)風(fēng)網(wǎng)；礦井物流、生產(chǎn)成本分析與控制。3 智慧礦山的關(guān)鍵技術(shù)及其解決途徑特別關(guān)鍵的幾點(diǎn)三維模型的動(dòng)態(tài)建立和可編輯技術(shù)；基于三角域的改進(jìn)的Bernstein-Bzier地質(zhì)曲面拼合表示技術(shù)； 地質(zhì)實(shí)體模型（地質(zhì)透明體）巷道高級(jí)處理技術(shù)；二維、三維一體化技術(shù)；圖形模板技術(shù)；與監(jiān)、控系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)管理、模型在體積計(jì)算、人員軌跡、通風(fēng)解算、巖石力學(xué)、瓦斯及防治水、生產(chǎn)成本等中的分析和應(yīng)用。3.1 模型技術(shù)概述 VRMine 特有的地質(zhì)曲面表達(dá)和斷層處理技術(shù)，使多層地質(zhì)體建?？删庉?、可控制。 地層 地形地物 基于巷道和工作面對(duì)象技術(shù)，可精確地表達(dá)井巷工程模型和生產(chǎn)開(kāi)采模型。巷道基于組合對(duì)象技術(shù)，可表達(dá)地形地物和礦井生產(chǎn)的任意物體。掘進(jìn)、采煤機(jī)三維模型的動(dòng)態(tài)建立和可編輯技術(shù)基于對(duì)象的表達(dá)和處理（用戶級(jí)）；充分理解礦井和組成礦井的各個(gè)對(duì)象的物理邏輯、設(shè)計(jì)靈活實(shí)用的體系和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；組合對(duì)象技術(shù)（復(fù)雜 是 簡(jiǎn)單 的疊加）；二維、三維一體化技術(shù)（二維編輯一樣可以用于三維）；尋找或創(chuàng)新實(shí)用的數(shù)學(xué)表達(dá)技術(shù)?；谌怯虻母倪M(jìn)的B-B曲面拼合表示技術(shù)復(fù)雜的地質(zhì)曲面是簡(jiǎn)單的基于三角域的改進(jìn)的B-B曲面的拼合；斷層處理技術(shù)（核心：有限制邊的Delaunay三角形，難點(diǎn)：逆斷層處理-交換或分裂算法）；曲面化問(wèn)題-速度；考慮地層的產(chǎn)狀（傾向和傾角）。巷道高級(jí)處理技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)：幾何表示：截面（三角形/四邊形；點(diǎn)數(shù)固定/動(dòng)態(tài)；形態(tài)固定/動(dòng)態(tài)）；拓?fù)潢P(guān)系：點(diǎn)線；技術(shù)類(lèi)型截面（四邊形；點(diǎn)數(shù)動(dòng)態(tài)；形態(tài)動(dòng)態(tài)）同類(lèi)截面點(diǎn)數(shù)固定；形態(tài)固定；但類(lèi)型可任意改變；點(diǎn)線的拓?fù)潢P(guān)系 + 接頭技術(shù)。3.5 二維、三維一體化技術(shù)對(duì)象和模型，圖形和光照顯示要分立；體系結(jié)構(gòu)上要支持。優(yōu)點(diǎn)：1.內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部表現(xiàn)的高度統(tǒng)一和協(xié)調(diào) 2.數(shù)據(jù)的維護(hù)、修改和應(yīng)用是基于同一個(gè)數(shù)據(jù)模型，保持了數(shù)據(jù)的唯一和實(shí)時(shí)高效。模型二維 = 剖切 + 符號(hào)化三維 = 線、面的分解 + 光照3.6 圖形模板技術(shù)對(duì)象和模型，圖形和光照顯示要分立；體系結(jié)構(gòu)上要支持；對(duì)象化 - 動(dòng)態(tài)生成、強(qiáng)類(lèi)型、可命名、可檢索、可組合；專(zhuān)有對(duì)象（圖表、圖框、自定義圖形）；多種坐標(biāo)形態(tài)（絕對(duì)、相對(duì)、局部，浮動(dòng)）；對(duì)象的主從關(guān)系，圖形、模型的嵌入和連接；任意比例尺技術(shù)；3.7 生產(chǎn)監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)：控件技術(shù)；通信、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。OPC（自動(dòng)化設(shè)備）。實(shí)現(xiàn)途徑：通信 或 數(shù)據(jù)服務(wù)器；控件; OPC標(biāo)準(zhǔn)；業(yè)務(wù)邏輯 + C# + WEB ；3.8 專(zhuān)業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理人員定位；通風(fēng)動(dòng)態(tài)解算；體積計(jì)算儲(chǔ)量、水量。通風(fēng)分析系統(tǒng)通風(fēng)圖表形功能。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算功能 通風(fēng)設(shè)計(jì)功能生產(chǎn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)巷道斷面圖，平巷交叉點(diǎn)（單軌單側(cè)，雙軌單側(cè)，雙軌單側(cè)彎道，單軌對(duì)稱，雙軌單側(cè)分岔和彎道交岔點(diǎn)等），硐室（采區(qū)絞車(chē)房、采區(qū)變電所、吸入式礦井泵房、壓入式礦井泵房、非隔開(kāi)式井下調(diào)度室和充電整流室等）。5.5 應(yīng)急救援結(jié)合三維電子地圖模擬事故現(xiàn)場(chǎng)的災(zāi)情影響范圍，及時(shí)提供逃生路線和救援策略，輔助應(yīng)急指揮。 VRMine瓦斯預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 根據(jù)瓦斯地質(zhì)情況，在通風(fēng)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合監(jiān)控和瓦斯巡檢資料，構(gòu)造瓦斯預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專(zhuān)家系統(tǒng)，預(yù)測(cè)瓦斯涌出量及瓦斯危險(xiǎn)區(qū)。 4. 展 望1）. 智慧礦山剛剛開(kāi)始，目前無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例；2）. 未解決且迫切的問(wèn)題：地質(zhì)實(shí)體模型，礦山瓦斯、水、地壓等安全問(wèn)題；3）. 監(jiān)控和工業(yè)自動(dòng)化 。應(yīng)用領(lǐng)域： 智慧礦山基礎(chǔ)平臺(tái)（模型建立，制圖）； 生產(chǎn)和調(diào)度管理（地測(cè)、通風(fēng)、設(shè)計(jì)、安全監(jiān)控、調(diào)度管理等）； 遠(yuǎn)程 WEB 安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)； 通風(fēng)、瓦斯、水文、防避災(zāi)分析預(yù)測(cè)系統(tǒng)等。應(yīng)用對(duì)象：礦山6.2 智慧礦山GIS綜合管理系統(tǒng)解決方案（請(qǐng)將pdf格式的智慧礦山綜合獎(jiǎng)城管理文件放在下面）7智慧礦山實(shí)時(shí)視頻再現(xiàn)及廣播系統(tǒng) 解決方案一、 智慧礦山感知以及終端的探討對(duì)于礦山感知層以及終端的展望，目前的應(yīng)用已經(jīng)提出了很多，主要是集中在音視頻和傳感器方面，思路是，要依靠整體的鏈路傳輸平臺(tái)，提供一個(gè)技術(shù)手段，將更多的數(shù)據(jù)（圖像、照片、語(yǔ)音、控制量等），采集到地面以供分析和處理。WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊1、綜述WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊可實(shí)現(xiàn)礦用設(shè)備（IP攝像機(jī)、傳感器、IP廣播或其他數(shù)據(jù)采集單元）由有線轉(zhuǎn)換為無(wú)線，無(wú)線增加漫游移動(dòng)切換的功能。該模塊，主要解決了以下問(wèn)題：l 有線的IP型設(shè)備，經(jīng)過(guò)該模塊后，可以講數(shù)據(jù)透過(guò)wifi基站，以無(wú)線的方式傳輸；l 提供專(zhuān)有的移動(dòng)數(shù)據(jù)算法，使得依靠wifi信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在不同的wifi基站移動(dòng)（漫游）時(shí)，鏈路保持不間斷，基站間切換速度少于1秒；2、應(yīng)用領(lǐng)域在有wifi信號(hào)部署的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)集成WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊，可實(shí)現(xiàn)以下用途：1) 移動(dòng)目標(biāo)（礦車(chē)、人員、罐籠、提升等）的視頻采集回傳：小型的IP攝像機(jī)（不受限制），通過(guò)網(wǎng)口與WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊相連接，可以集成為無(wú)線移動(dòng)攝像機(jī)。礦山工作人員通過(guò)無(wú)線移動(dòng)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)井下視頻圖像實(shí)時(shí)回傳，而且在井下WIFI基站/無(wú)線AP之間實(shí)現(xiàn)智能切換，視頻圖像傳輸不間斷，切換時(shí)間1s,監(jiān)控中心隨時(shí)都可觀察到井下的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)情況。2) 無(wú)線移動(dòng)傳感器：傳感器通過(guò)集成WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊成為無(wú)線移動(dòng)傳感器，礦山監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可利用無(wú)線移動(dòng)傳感器實(shí)時(shí)獲取井下各處的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。3) 無(wú)線移動(dòng)廣播：礦山可以借助此模塊，實(shí)現(xiàn)IP廣播通信話站（內(nèi)置WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊的小型IP廣播話站）的無(wú)線靈活位置部署，節(jié)約線纜成本、施工和維護(hù)線纜工作量，可隨時(shí)接收調(diào)度室/調(diào)度員的廣播指令和喊話。4) 無(wú)線移動(dòng)數(shù)據(jù)接入模塊等。3、模塊組成：WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊由IP端口、管理端口和WIFI天線組成。1） IP端口提供一個(gè)RJ45網(wǎng)口；2） 管理端口負(fù)責(zé)WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊的IP地址注冊(cè)、訪問(wèn)和管理；3） WIFI天線接口實(shí)現(xiàn)WIFI無(wú)線移動(dòng)模塊和WIFI基站/無(wú)線AP之間的漫游切換；規(guī)格： 符合IEEE802.11n、IEEE 802.11g、IEEE 802.11b、IEEE802.3、IEEE802.3u 支持CSMA/CA、CSMA/CD、TCP/IP、PPPoE、DHCP、ICMP、NAT協(xié)議 提供1個(gè)WAN口、1個(gè)LAN口10/100M自適應(yīng)，支持端口自動(dòng)翻轉(zhuǎn) 無(wú)線接入器、有線路由器合二為一 支持高達(dá)150Mbps的穩(wěn)定傳輸 提供多種工作模式：橋接模式和網(wǎng)關(guān)模式 支持 NAT/NAPT IP 共享，廣域網(wǎng)支持協(xié)議：PPPoE/Static IP /DHCP 支持虛擬服務(wù)器、DMZ主機(jī)功能 支持64/128位WEP及WPA-PSK, WPA2-PSK等最新無(wú)線安全標(biāo)準(zhǔn) 支持UPnP功能，DDNS功能 支持遠(yuǎn)程和Web管理，全中文配置界面 提供Web管理頁(yè)面復(fù)位，恢復(fù)出廠設(shè)置 三、SIP廣播話站設(shè)計(jì)說(shuō)明1、綜述新一代礦用SIP廣播開(kāi)發(fā)模塊組基于SIP協(xié)議設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，可以直接通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)接入IP調(diào)度系統(tǒng)。該模組由IP廣播通信板、功放板、電源板、撥號(hào)盤(pán)等組成。2、應(yīng)用領(lǐng)域礦山、鐵路、石化、冶金等行業(yè)，需要電話聯(lián)絡(luò)、廣播、喊話、緊急呼叫等實(shí)際調(diào)度聯(lián)絡(luò)業(yè)務(wù)。3、 設(shè)備特性1) 具備電話機(jī)的所有功能，可以和通信調(diào)度系統(tǒng)的有線調(diào)度電話、3G手機(jī)、無(wú)線WIFI手機(jī)、調(diào)度臺(tái)等終端撥號(hào)互通，全雙工。2) Rj45就近接入，或者無(wú)線接入以太網(wǎng)3) 具備一鍵呼叫調(diào)度臺(tái)的緊急呼叫功能，全雙工;4) 通過(guò)調(diào)度臺(tái)，可向任何一部、一組、多部SIP廣播話站播送廣播、發(fā)起喊話；5) 任何一部SIP廣播話站可以按照分組，進(jìn)行組內(nèi)通信，全雙工；4、 模塊組成：IP廣播板：廣播話站的控制核心模塊；功放板：實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音進(jìn)行放大，在通過(guò)揚(yáng)聲器或喇叭放出