數(shù)字化礦山建設(shè)建議書

1、.PAGE ：.；PAGE - 26 -河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山建立一期工程礦山信息集成管理平臺(tái)開發(fā)方案建議書河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)研討院東北大學(xué)系統(tǒng)工程研討所東北大學(xué)秦皇島分校2021年11月10日目 錄 TOC o 1-3 u 1 工程提出的背景及意義 PAGEREF _Toc273562641 h 12 建立數(shù)字礦山的作用和意義23 數(shù)字化礦山的總體方案及其建立進(jìn)程 PAGEREF _Toc273562645 h 43.1數(shù)字礦山建立的目的43.2 數(shù)字化礦山的邏輯構(gòu)造43.3河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山的總體需求 PAGEREF _Toc273562648 h 63.3.1數(shù)據(jù)中

2、心功能 PAGEREF _Toc273562649 h 73.3.2 三維礦業(yè)軟件運(yùn)用功能73.3.3 企業(yè)管理功能 PAGEREF _Toc273562651 h 93.3.4 消費(fèi)動(dòng)態(tài)過程管控一體化功能93.3.5 礦山信息管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新 PAGEREF _Toc273562653 h 103.3.6 與ERP系統(tǒng)的兼容 PAGEREF _Toc273562654 h 103.4 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山建立進(jìn)程安排104 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析 PAGEREF _Toc273562656 h 114.1 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息管理平臺(tái)研發(fā)內(nèi)容 PAGEREF _Toc2

3、73562657 h 114.1.1 數(shù)字礦山建模與GIS平臺(tái)開發(fā) PAGEREF _Toc273562658 h 114.1.2 GIS平臺(tái)開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc273562659 h 144.1.3 GIS平臺(tái)開發(fā)的原那么 PAGEREF _Toc273562660 h 144.2 礦山信息集成管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)流程155 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案155.1 系統(tǒng)開發(fā)的總體思緒155.2系統(tǒng)架構(gòu)硬件軟件165.3 運(yùn)用軟件系統(tǒng)的主要功能175.4 運(yùn)用軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計(jì)175.4.1 礦山信息的構(gòu)造特征175.4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方案195.5 系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)226

4、系統(tǒng)開發(fā)的可行性236.1 技術(shù)可行性236.2 經(jīng)濟(jì)可行性247 系統(tǒng)開發(fā)流程、進(jìn)度方案安排24河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山建立一期工程礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)方案建議書1 工程提出的背景及意義河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司目前正以“新礦業(yè)、大礦業(yè)的開展要求，努力打造“國內(nèi)最大、國際一流的礦山企業(yè)。礦業(yè)公司以科學(xué)開展觀為指點(diǎn)，以效力鋼鐵主業(yè)為目的，以打造鋼鐵糧倉為目的，按照集團(tuán)公司“掌控資源、增產(chǎn)增效、做大做強(qiáng)的總要求，高起點(diǎn)謀劃，高質(zhì)量打造，高效率推進(jìn)，加快實(shí)施“雙一體兩翼一補(bǔ)充開展戰(zhàn)略，力爭到“十二五末，使鐵精礦產(chǎn)能到達(dá)3500萬噸規(guī)模。公司以四個(gè)一流即“管理一流、隊(duì)伍一流、產(chǎn)品一流、環(huán)境一

5、流為目的，重點(diǎn)加強(qiáng)精細(xì)管理。礦業(yè)公司最近根據(jù)省委省政府和集團(tuán)公司“十二五開展規(guī)劃編制視頻會(huì)議精神，研討部署了礦業(yè)公司“十二五開展規(guī)劃編制和公司當(dāng)前及明年重點(diǎn)任務(wù)。礦山設(shè)計(jì)研討院按照礦業(yè)公司的部署，目前正在研討編制科技創(chuàng)新和科技開展方面的開展規(guī)劃。在編制科技開展規(guī)劃的同時(shí)，礦山設(shè)計(jì)研討院根據(jù)四個(gè)一流的精細(xì)管理目的，提出了數(shù)字化礦山建立的思緒，其主體思想是：緊緊圍繞公司的開展要求和總體目的，以數(shù)字礦山建立為技術(shù)平臺(tái)和重要手段，真實(shí)落實(shí)精細(xì)管理方針，實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理目的。 “數(shù)字化礦山(Digital Mine)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速開展近幾年提出來的新概念?！皵?shù)字化 H

6、YPERLINK baike.baidu/view/122827.htm t _blank 礦山是對(duì)真實(shí)礦山整體及其相關(guān)景象的一致認(rèn)識(shí)與 HYPERLINK baike.baidu/view/32947.htm t _blank 數(shù)字化再現(xiàn)，是一個(gè)可以真實(shí)反映礦山本體、礦山開發(fā)與運(yùn)轉(zhuǎn)過程的“虛擬礦山。數(shù)字礦山是以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)為手段，把礦山的一切空間和有用屬性數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ)、傳輸、表述和深加工，運(yùn)用于各個(gè)消費(fèi)環(huán)節(jié)與管理和決策之中，以到達(dá)消費(fèi)方案優(yōu)化、管理精細(xì)化和決策科學(xué)化的目的。數(shù)字礦山的特點(diǎn)為根底信息數(shù)字化、消費(fèi)過程虛擬化、管理控制一體化、決策處置集成化。 礦業(yè)公司的數(shù)字化礦山建立以精細(xì)

7、化管理為中心義務(wù)，在礦山技術(shù)、管理規(guī)范、規(guī)范、制度的建立與執(zhí)行的約束環(huán)境下，建立礦山系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、三維地質(zhì)信息模型、礦山地理信息系統(tǒng)、礦山平安監(jiān)測系統(tǒng)、采礦技術(shù)、方案和設(shè)計(jì)效力系統(tǒng)、選礦工藝流程監(jiān)控、管控系統(tǒng)、礦山消費(fèi)運(yùn)營管控系統(tǒng)。 本項(xiàng)數(shù)字化礦山建立與ERP系統(tǒng)相結(jié)合，與ERP系統(tǒng)相銜接。數(shù)字化礦山建立主要以礦山地質(zhì)、資源儲(chǔ)量、采礦技術(shù)方案、設(shè)計(jì)、礦業(yè)公司各礦山地理信息和礦山全息數(shù)據(jù)信息、礦山平安監(jiān)測、礦山消費(fèi)工藝監(jiān)控等工程為主要管控目的，實(shí)現(xiàn)公司對(duì)各礦山資源、采選消費(fèi)工藝、平安系統(tǒng)的可查、可控、可追逆、可優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)指點(diǎn)對(duì)礦山系統(tǒng)信息的在線即時(shí)掌控，到達(dá)即時(shí)、全面、準(zhǔn)確地管控礦山的平安與消費(fèi)

8、運(yùn)營情況，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的目的。數(shù)字化礦山概念包含三個(gè)層次：(1) 將礦山中的固本信息即與空間位置直接有關(guān)的相關(guān)固定的信息，如地表地形地貌 , 水文地質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造、礦山地質(zhì)儲(chǔ)量、開辟開采方案、已完成的采礦工程等數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來一個(gè)數(shù)字礦山，全面、詳盡地描寫礦山的整體容顏；(2) 在礦山固本信息數(shù)字化根底上，進(jìn)一步嵌入礦山開發(fā)與運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)信息即空間位置間接有關(guān)的相對(duì)變動(dòng)的信息，如儲(chǔ)量、平安、機(jī)電設(shè)備、人事、消費(fèi)、技術(shù)、營銷等等組成一個(gè)意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。(3) 在多維數(shù)字礦山根底上，交融現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、管理決策技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)等對(duì)整個(gè)礦山的開發(fā)與運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)展科學(xué)的預(yù)測、規(guī)

9、劃、方案、組織、控制和檢測，提高礦山資源利用程度、提高礦山企業(yè)消費(fèi)運(yùn)作效率，提高礦山企業(yè)平安消費(fèi)程度、加強(qiáng)礦山企業(yè)的競爭力，使之實(shí)現(xiàn)可繼續(xù)的開展。2 建立數(shù)字礦山的作用和意義數(shù)字礦山的主要研討內(nèi)容包括礦山科學(xué)技術(shù)開展戰(zhàn)略、共享礦山數(shù)據(jù)資源、礦山可繼續(xù)開展戰(zhàn)略、礦山經(jīng)濟(jì)開展、礦山平安和礦山科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的需求等，它把關(guān)于礦山系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成可以了解的信息，轉(zhuǎn)換成具有礦山經(jīng)濟(jì)價(jià)值的知識(shí)。數(shù)字化礦山是在丈量、地質(zhì)、采礦、選礦、平安等各個(gè)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)資料比較完備的根底上,結(jié)合相應(yīng)軟件建立起來的三維模擬圖形,可以相當(dāng)真實(shí)地立體展現(xiàn)地質(zhì)形狀和消費(fèi)現(xiàn)場實(shí)踐情況。礦業(yè)數(shù)字礦山模型是把地質(zhì)勘探、資源估計(jì)儲(chǔ)

10、量、丈量數(shù)據(jù)搜集等導(dǎo)入成三維視圖,同時(shí)交融了露天采礦和地下采礦設(shè)計(jì)等,它涵蓋了地面情況、礦體賦存、斷層、水文地質(zhì)等從地表到地下的、完好的、詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù);還能設(shè)計(jì)多種現(xiàn)場消費(fèi)方案及采區(qū)閉坑復(fù)墾方案、模擬方案實(shí)施效果,模擬再現(xiàn)消費(fèi)現(xiàn)場的調(diào)度指揮。管理者不僅可以經(jīng)過不同設(shè)計(jì)方案的比較,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的管理;站在整個(gè)礦山或公司的角度,整體評(píng)價(jià)和管控各個(gè)礦山、礦區(qū)、作業(yè)面的消費(fèi)方案,合理調(diào)配消費(fèi)所需的各種資源;還可以在整體設(shè)計(jì)平臺(tái)之上,進(jìn)展動(dòng)態(tài)技術(shù)信息交流,及時(shí)改良丈量、采礦、地質(zhì)任務(wù)和消費(fèi)管理過程中出現(xiàn)的缺乏和破綻。各消費(fèi)單位也可借助整體設(shè)計(jì)平臺(tái),根據(jù)消費(fèi)現(xiàn)狀科學(xué)合理地進(jìn)展日常消費(fèi)方案安排。數(shù)字化礦山還

11、可以作為檢驗(yàn)監(jiān)測手段,將礦山邊坡、排土場、尾礦庫、地下采場和采空區(qū)等已發(fā)生危險(xiǎn)的部位所設(shè)置的監(jiān)控設(shè)備一致進(jìn)展在線監(jiān)控，進(jìn)展平安的監(jiān)控預(yù)防；將其他協(xié)作單位提交的丈量、勘探、設(shè)計(jì)等技術(shù)資料進(jìn)展復(fù)核,找出其需求進(jìn)一步完善的部分,提高工程成果的準(zhǔn)確度,使設(shè)計(jì)能和礦山實(shí)踐消費(fèi)活動(dòng)相結(jié)合,科學(xué)推進(jìn)礦山長久開展。數(shù)字化礦山的意義主要表達(dá)在以下兩個(gè)方面：1改動(dòng)礦山的消費(fèi)方式，在礦山設(shè)計(jì)、施工、開采、平安、管理、教育、可繼續(xù)開展、土地利用規(guī)劃以及科學(xué)決策等方面產(chǎn)生寬廣的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)大型產(chǎn)業(yè)的增長，提供更多的產(chǎn)業(yè)時(shí)機(jī)、平安監(jiān)測及決策管理效力等；2為礦山科學(xué)技術(shù)的開展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。使礦山規(guī)劃管理具有更高

12、的效率、更豐富的表現(xiàn)手法、更多的信息量、更高的分析才干和準(zhǔn)確性，從而提高礦山消費(fèi)和管理的時(shí)效性、有效性、資源優(yōu)化配置程度、綜合實(shí)力，促進(jìn)礦山的可繼續(xù)開展，在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的多維虛擬環(huán)境中進(jìn)展規(guī)劃、決策和管理，在處置礦山復(fù)雜系統(tǒng)問題時(shí)協(xié)助 人們更好地建立直觀感和全局觀念。對(duì)于采礦業(yè)來說,要走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源耗費(fèi)低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揚(yáng)的新型工業(yè)化道路,數(shù)字化、信息化是其開展的必然趨勢。3 數(shù)字化礦山的總體方案及其建立進(jìn)程數(shù)字化礦山的根本特征是以高速企業(yè)網(wǎng)為“路網(wǎng)、以采礦CADMCAD、虛擬現(xiàn)實(shí)VR、仿真CR、科學(xué)計(jì)算SC與可視化VS為“車輛、以礦業(yè)數(shù)據(jù)和礦

13、業(yè)運(yùn)用模型為“貨物、以真三維地學(xué)模型擬3DGM和數(shù)據(jù)發(fā)掘?yàn)椤鞍b、以多源異質(zhì)礦業(yè)數(shù)據(jù)采集與更新系統(tǒng)為“保證和以礦山GISMGIS為“調(diào)度。數(shù)字化礦山的最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、智能化與高效平安開采，直至遙控采礦和無人采礦方式。數(shù)字化礦山建立是一個(gè)典型的多學(xué)科技術(shù)交叉的新領(lǐng)域，涵蓋了礦山企業(yè)消費(fèi)運(yùn)營的全過程。由于礦山企業(yè)普遍具有消費(fèi)對(duì)象資源的不確定性、消費(fèi)過程的動(dòng)態(tài)性、消費(fèi)環(huán)境的惡劣性，因此，數(shù)字化礦山既不是GIS概念的簡單延伸，也不是普通加工企業(yè)ERP概念的簡單復(fù)制，而是一個(gè)包含兩者特征的嶄新的概念。所謂數(shù)字化礦山是采用現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和過程智能化控制技術(shù)，在

14、礦山企業(yè)消費(fèi)活動(dòng)的三維尺度范圍內(nèi)，對(duì)礦山消費(fèi)、平安、運(yùn)營與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)與消費(fèi)要素實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、模型化、可視化、集成化和科學(xué)化管理，使礦山企業(yè)消費(fèi)呈現(xiàn)平安、高效、低耗的局面。3.1數(shù)字礦山建立的目的 1運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和礦山消費(fèi)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的運(yùn)營、消費(fèi)決策、平安消費(fèi)管理和設(shè)備控制等信息的有機(jī)集成。 2經(jīng)過運(yùn)用軟件，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營管文科學(xué)化，消費(fèi)方案、消費(fèi)平安調(diào)度、消費(fèi)過程控制最優(yōu)化。3保證礦山消費(fèi)平安，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競爭才干。 4促進(jìn)礦山規(guī)范化、規(guī)范化、示范化目的的實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字化山最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、高效率、高平安

15、和高效益。3.2 數(shù)字化礦山的邏輯構(gòu)造數(shù)字礦山是以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為硬件環(huán)境支撐，以計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和各類工具軟件為軟件環(huán)境支撐的，交融礦山管理流程、工藝流程和自然情況的大規(guī)模綜合型運(yùn)用軟件系統(tǒng)。數(shù)字礦山自下而上可分為四個(gè)主要級(jí)層，分別為：根底信息化、作業(yè)信息化、管理信息化和決策信息化，每個(gè)級(jí)層中，根據(jù)處置的義務(wù)不同，又可細(xì)化為不同功能層面。(1) 根底信息化級(jí)層主要包含根底數(shù)據(jù)管理和模型管理。根底數(shù)據(jù)庫即實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的獲取、傳送與存儲(chǔ)功能。數(shù)據(jù)獲取包括利用各種技術(shù)手段獲取各種方式的數(shù)據(jù)及其預(yù)處置；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括各類數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、圖形文件庫等。該層為后續(xù)各層提供部分或全部輸入數(shù)據(jù)。

16、模型管理即實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的籠統(tǒng)表述。如空間和礦物屬性的三維和二維塊狀模型、礦區(qū)地質(zhì)模型、采場模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫模型等。該層不僅將數(shù)據(jù)加工為直觀、籠統(tǒng)的表述方式，而且為優(yōu)化、模擬與設(shè)計(jì)提供輸入。 (2) 作業(yè)信息化層級(jí)主要包括模擬與優(yōu)化、設(shè)計(jì)規(guī)劃和執(zhí)行與控制。模擬與優(yōu)化即實(shí)現(xiàn)如工藝流程模擬、參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計(jì)與方案方案優(yōu)化等。 設(shè)計(jì)規(guī)劃即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，為把優(yōu)化解轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行方案或直接進(jìn)展方案設(shè)計(jì)提供手段。 執(zhí)行與控制是消費(fèi)方案的執(zhí)行過程，實(shí)現(xiàn)如自動(dòng)調(diào)度、流程參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測與控制、遠(yuǎn)程操作等。 (3) 管理與決策支持信息化層級(jí)包括辦公自動(dòng)化、ERP與企業(yè)外部環(huán)境供應(yīng)鏈與客戶關(guān)系管理

17、。根據(jù)各種信息和以上各層提供的數(shù)據(jù)加工成果，利進(jìn)展相關(guān)分析與預(yù)測，用決策支持軟件工具為決策者提供各個(gè)層次的決策支持。 數(shù)字化礦山的根本邏輯層次構(gòu)造如圖1所示：圖1 數(shù)字化礦山的邏輯構(gòu)造3.3河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山的總體需求數(shù)字化礦山是將數(shù)字礦山中的固有信息數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來一個(gè)數(shù)字礦山，全面、詳盡地描寫礦山及礦體的根底上再嵌入一切相關(guān)信息組成一個(gè)意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。礦山系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的、開放的巨型系統(tǒng)，各部分之間相互影響、相互制約。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，只需快速、準(zhǔn)確地了解各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并使各個(gè)子系統(tǒng)配套、一致，再在此根底上予以優(yōu)化，才干實(shí)時(shí)、科學(xué)地做出決策，

18、發(fā)揚(yáng)數(shù)字礦山系統(tǒng)的最大才干和最正確效益。圍繞數(shù)字礦山建立的詳細(xì)目的和根本內(nèi)容有：礦山地質(zhì)信息系統(tǒng)、礦體三維模型展現(xiàn)系統(tǒng)、地測地理信息系統(tǒng)、采礦技術(shù)、方案、設(shè)計(jì)系統(tǒng)、平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、井下通風(fēng)及風(fēng)機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、井下人員定位和管理系統(tǒng)、井下采礦實(shí)況仿真監(jiān)視系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測與分析系統(tǒng)、水文監(jiān)測與分析系統(tǒng)、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)、輸配電地理信息系統(tǒng)、智能化礦井通防系統(tǒng)、給排水地理信息系統(tǒng)、綜合管線管理系統(tǒng)、平安管理系統(tǒng)、設(shè)備及物資、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、礦山消費(fèi)本錢管理系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺(tái)建立、礦山綜合管理系統(tǒng)等；數(shù)字礦山建立是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不能夠一蹴而就，需求各學(xué)科、高校、科研院所和礦山企業(yè)

19、的科技人員協(xié)同作戰(zhàn)、長期斗爭才干實(shí)現(xiàn)的。基于數(shù)字礦山建立的目的和主要內(nèi)容，對(duì)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)展集成創(chuàng)新，根據(jù)不同的礦山企業(yè)的特點(diǎn)制定符合企業(yè)實(shí)踐的數(shù)字礦山建立總體技術(shù)方案。經(jīng)過對(duì)企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)用情況的調(diào)查和對(duì)國內(nèi)一些大的礦業(yè)公司的數(shù)字化建立的分析對(duì)比，確定了河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山系統(tǒng)所要具備的主要功能。3.3.1數(shù)據(jù)中心功能數(shù)據(jù)中心按數(shù)據(jù)倉庫概念進(jìn)展設(shè)計(jì)與開發(fā)。對(duì)于地質(zhì)、丈量、采掘等礦山對(duì)象的幾何根底數(shù)據(jù)、空間拓?fù)湟?guī)那么和幾何網(wǎng)絡(luò)信息分別按地段、時(shí)間、資源類別等關(guān)鍵字段進(jìn)展組織和管理；對(duì)于礦山消費(fèi)作業(yè)設(shè)備、作業(yè)形狀、平安等數(shù)據(jù)對(duì)象按發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)，性質(zhì)分類進(jìn)展組織與管理，并與根底地礦信息

20、進(jìn)展有機(jī)交融，構(gòu)成三維可視化實(shí)體信息。在實(shí)現(xiàn)海量的地礦、消費(fèi)作業(yè)數(shù)據(jù)管理的根底上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分專題深層次利用，為深化分析與決策提供輔助支持。(1)根底空間信息的組織管理：對(duì)礦山的各種資料匯總、分類存儲(chǔ)，主要包括礦山勘探報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、平面圖、剖面圖、設(shè)備、設(shè)備、配件、井巷、資料、任務(wù)面、區(qū)域等對(duì)象及其相互關(guān)系構(gòu)成，該功能完成根本對(duì)象的空間信息的構(gòu)造定義、編碼及其新增、更新、刪除、查詢等數(shù)據(jù)庫操作。(2)礦用對(duì)象管理：數(shù)據(jù)中心支持設(shè)備、設(shè)備、配件、井巷、資料、任務(wù)面、區(qū)域等礦用對(duì)象及其關(guān)系面向?qū)ο蟮墓芾砉δ??；?DGIS平臺(tái)，按照地圖、圖層組、圖層的構(gòu)造，以采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等礦山消費(fèi)系

21、統(tǒng)圖為地圖對(duì)象，以構(gòu)成消費(fèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的礦用對(duì)象為圖層組織管理礦山的消費(fèi)系統(tǒng)，使礦山各業(yè)務(wù)系統(tǒng)圖以GIS圖的格式直觀地表現(xiàn)出來，構(gòu)建礦山分布的數(shù)字地圖，實(shí)現(xiàn)屬性信息與空間分布的實(shí)時(shí)查詢與管理，并實(shí)現(xiàn)地圖的放大、減少、平移等常規(guī)的查詢閱讀操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)河北鋼鐵礦業(yè)礦山的一致管理。3數(shù)據(jù)中心管理包括了礦用對(duì)象空間根底信息的數(shù)據(jù)庫操作管理和面向?qū)ο蟮墓芾?，其他消費(fèi)系統(tǒng)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)其專業(yè)系統(tǒng)及其專業(yè)分析功能。3.3.2 三維礦業(yè)軟件運(yùn)用功能 系統(tǒng)應(yīng)與三維地理建模軟件3DGIS進(jìn)展無縫交融，利用三維地理建模軟件進(jìn)展礦用對(duì)象的表述與存儲(chǔ)，并在此根底上實(shí)現(xiàn)礦山、作業(yè)形狀、消費(fèi)設(shè)備的可視化監(jiān)控與跟蹤。

22、(1) 地質(zhì)部分建立空間和礦物屬性的礦山實(shí)體數(shù)字地質(zhì)、礦床模型、采場模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)模型等，用以表征礦床中礦、巖的空間分布和相應(yīng)部位的屬性數(shù)據(jù)，數(shù)字地質(zhì)模型子系統(tǒng)。其功能是根據(jù)鉆探或遙感、遙測信息建立礦床地質(zhì)構(gòu)造模型，如礦巖體、斷層、破碎帶、巖性、構(gòu)造等。數(shù)字礦床模型子系統(tǒng)。這一子系統(tǒng)的功能是建立有關(guān)礦巖屬性的空間數(shù)字模型。國際上運(yùn)用最多的是數(shù)字塊狀模型，由于大部分優(yōu)化算法以此為根底。這一模型現(xiàn)階段的主要數(shù)據(jù)來源是鉆孔、探槽和炮孔取樣。對(duì)礦山消費(fèi)最重要的是檔次模型、雜質(zhì)含量模型及價(jià)值模型，它們是礦巖圈定、礦量檔次計(jì)算和設(shè)計(jì)、方案的根底。(2) 采礦部分以地質(zhì)及礦床模型為根底，結(jié)

23、合其它關(guān)鍵信息構(gòu)造虛擬礦山，進(jìn)展數(shù)字模擬開采，完成礦山長、中、短期開采方案編制、露天礦穿爆設(shè)計(jì)、地下礦巷道規(guī)范斷面設(shè)計(jì)、峒室設(shè)計(jì)、開辟設(shè)計(jì)、采礦方法設(shè)計(jì)、穿爆設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、災(zāi)變應(yīng)變預(yù)案等任務(wù)。以優(yōu)化開采為目的，因此系統(tǒng)對(duì)礦山開采能否充分的利用資源、減少礦石的損失率和貧化率、以及獲得最大效益都具有重要意義。(3) 丈量部分導(dǎo)入全站儀、GPS等設(shè)備或南方CASS格式的丈量數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成地形、采場現(xiàn)狀等外表建模；對(duì)于AutoCAD，MapGis文件，可以直接導(dǎo)入3DGIS環(huán)境如：3DMine，利用其點(diǎn)線和屬性數(shù)據(jù)構(gòu)建三維外表模型；還可以運(yùn)用于工程量的驗(yàn)收計(jì)算，經(jīng)過恣意兩個(gè)面或面與實(shí)體的的交并布爾運(yùn)

24、算，準(zhǔn)確計(jì)算其封鎖體的體積和外表積。如，計(jì)算排土場的體積，計(jì)算填方，挖方工程量。(4) 3DGPS監(jiān)測輸入廣播協(xié)議地址與GPS動(dòng)態(tài)信息鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山消費(fèi)或設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測；保管歷史GPS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對(duì)礦山設(shè)備進(jìn)展現(xiàn)場調(diào)度，以便不用親臨現(xiàn)場就能更真實(shí)地了解施工時(shí)情況；礦山數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)查詢與監(jiān)測；可以實(shí)時(shí)顯示GPS設(shè)備傳送的位置信息；自動(dòng)演示并記錄設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)道路；視圖縮放可以詳細(xì)查看單個(gè)設(shè)備，以及設(shè)備類型、編號(hào)以及當(dāng)前所在地質(zhì)屬性信息的實(shí)時(shí)查詢；保管單個(gè)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡?；?DGIS(3DMine)的地質(zhì)資源數(shù)字化處置、基于局域網(wǎng)的數(shù)字化儲(chǔ)量管理與運(yùn)用等，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源信息在地測采環(huán)節(jié)間的無縫流

25、轉(zhuǎn)，為基于礦業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)開采優(yōu)化設(shè)計(jì)提供地質(zhì)根底保證。3.3.3 企業(yè)管理功能企業(yè)管理為企業(yè)數(shù)據(jù)管理配置中心，系統(tǒng)完成的功能主要有：(1) 礦用對(duì)象數(shù)據(jù)目錄：基于數(shù)據(jù)中心所定義的礦用對(duì)象按目錄樹的方式組織數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)象目錄樹可以查詢對(duì)象類，可以定義對(duì)象屬性數(shù)據(jù)構(gòu)造，可以新增、修正、刪除、配置對(duì)象。(2) 消費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)目錄：實(shí)踐上消費(fèi)系統(tǒng)是由各種礦用對(duì)象按照一定的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)關(guān)系構(gòu)成的，比如供配電設(shè)備和電纜及其相互的銜接關(guān)系構(gòu)成了供電網(wǎng)絡(luò)，所以消費(fèi)系統(tǒng)目錄中的對(duì)象數(shù)據(jù)包含了相應(yīng)業(yè)務(wù)信息，用戶可經(jīng)過相應(yīng)消費(fèi)系統(tǒng)查詢、配置某一對(duì)象包含的信息。圖屬互查數(shù)據(jù)：系統(tǒng)包含基于采掘工程圖的一切消費(fèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)布置圖，并

26、且實(shí)現(xiàn)了礦用對(duì)象屬性信息與消費(fèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)布置圖空間位置的關(guān)聯(lián)，任何對(duì)象經(jīng)過屬性信息定位其空間位置，經(jīng)過選擇地圖要素在列表中定位其屬性信息，從而實(shí)現(xiàn)圖屬互查功能。(3) 對(duì)象屬性構(gòu)造自定義：對(duì)任一對(duì)象用戶可以自定義屬性構(gòu)造，并且可以根據(jù)需求添加、修正、刪除屬性字段，這些由用戶自定義的屬性字段經(jīng)過系統(tǒng)支持的訪問機(jī)制。(4) 測點(diǎn)配置管理：系統(tǒng)與全礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)無縫集成，對(duì)于全礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)所包含的監(jiān)測點(diǎn)信息與對(duì)象屬性字段進(jìn)展綁定，可以實(shí)時(shí)獲取綁定測點(diǎn)信息，支持一個(gè)對(duì)象屬性綁定多個(gè)字段。(5) 數(shù)據(jù)字典管理：數(shù)字字典是支持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的根底信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)字典管理可以對(duì)諸如設(shè)備類型、設(shè)備型號(hào)

27、、巷道用途、廠家信息、效力訪問途徑等信息進(jìn)展維護(hù)管理以支持其他系統(tǒng)對(duì)根底數(shù)據(jù)的平滑運(yùn)用。3.3.4 消費(fèi)動(dòng)態(tài)過程管控一體化功能運(yùn)用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)過程、工藝、設(shè)備、儀器的自動(dòng)監(jiān)測與控制，包括如下幾個(gè)方面。(1)基于GPS的露天礦采場消費(fèi)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)(2)平安消費(fèi)管控：經(jīng)過對(duì)人員設(shè)備的定位跟蹤來實(shí)現(xiàn)平安消費(fèi)和經(jīng)過優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效利用。(3)提升、供電、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測與控制(4)礦用對(duì)象庫管理：系統(tǒng)提供礦用對(duì)象信息庫，可以對(duì)不同廠家消費(fèi)的礦用配備、配件、資料進(jìn)展管理。3.3.5 礦山信息管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新把各個(gè)礦山的信息系統(tǒng)包括三維礦業(yè)軟件作為終端的數(shù)據(jù)接口，每個(gè)礦山只掌握本人

28、礦山的數(shù)字化管理系統(tǒng)，人員、設(shè)備等定位信息在信號(hào)自動(dòng)采集的根底上可實(shí)現(xiàn)同步實(shí)時(shí)更新，地測采、礦山消費(fèi)調(diào)度部門可每隔一定時(shí)間及時(shí)更新礦體、巷道變化和消費(fèi)現(xiàn)狀等資料，暫定研討院的礦山的數(shù)字化管理系統(tǒng)為中心系統(tǒng)，讓中心系統(tǒng)和終端系統(tǒng)堅(jiān)持同步，這樣就可以真正實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)資源、消費(fèi)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握與管理。3.3.6 與ERP系統(tǒng)的兼容公司的ERP系統(tǒng)曾經(jīng)上線了消費(fèi)、銷售、財(cái)務(wù)、供應(yīng)等四個(gè)模塊，該信息系統(tǒng)要和ERP系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，充分利用現(xiàn)有資源，并在此根底上將資源的運(yùn)用最大化、最優(yōu)化。本信息系統(tǒng)更加偏重礦山消費(fèi)的技術(shù)層面，而ERP系統(tǒng)更佳突出經(jīng)濟(jì)層面的消費(fèi)運(yùn)營管理，經(jīng)過對(duì)接將技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩者完美的結(jié)

29、合起來，真正在信息化、數(shù)字化上做到“精細(xì)化管理。3.4 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山建立進(jìn)程安排數(shù)字化礦山建立是一個(gè)典型的多學(xué)科技術(shù)交叉的新領(lǐng)域，涵蓋了礦山企業(yè)消費(fèi)運(yùn)營的全過程，是一項(xiàng)投資較大、時(shí)間耐久、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。因此必需結(jié)合企業(yè)的實(shí)踐情況，采取“總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原那么逐漸進(jìn)展建立。結(jié)合礦山的現(xiàn)狀，以及目前信息技術(shù)的開展程度，數(shù)字礦山建立初步按照以下幾個(gè)階段開展實(shí)施： 第一階段：數(shù)字礦山建模與GIS平臺(tái)開發(fā)階段 第二階段：數(shù)字礦山模型在礦山地質(zhì)、丈量、采礦、方案等方面的運(yùn)用階段 第三階段：建立、完善礦山綜合通訊系統(tǒng)階段 第四階段：設(shè)備監(jiān)測、控制和平安預(yù)警系統(tǒng)建立階段 第五階段：基于完善

30、的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和先進(jìn)的消費(fèi)設(shè)備的高度自動(dòng)化的實(shí)時(shí)管理階段此次開發(fā)思索到系統(tǒng)建立階段性和穩(wěn)妥性，首先集中開展前兩個(gè)階段的任務(wù)，即進(jìn)展礦山信息集成管理平臺(tái)的研發(fā)，滿足礦山消費(fèi)建立開發(fā)中的需求，提高現(xiàn)階段的礦山技術(shù)管理程度。數(shù)字化礦山建立將首先以司家營鐵礦為首期建立義務(wù)，首先將司家營鐵礦建成數(shù)字化礦山的示范礦山，進(jìn)一步帶動(dòng)建立公司其他礦山。4 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析4.1 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息管理平臺(tái)研發(fā)內(nèi)容4.1.1 數(shù)字礦山建模與GIS平臺(tái)開發(fā)主要構(gòu)建礦山從歷史到現(xiàn)狀的地形、地質(zhì)、工程模型，滿足實(shí)踐運(yùn)用的要求，這是數(shù)字礦山建立的根底階段。礦山消費(fèi)對(duì)象是埋藏在地下的礦體，還有影響開采的圍

31、巖和地質(zhì)構(gòu)造，用真三維軟件工具將這些對(duì)象表達(dá)出來，可以為后續(xù)的地質(zhì)、丈量、采礦、方案等任務(wù)提供了根底。詳細(xì)的主要任務(wù)內(nèi)容包括：礦山地、測、采資料的搜集； 鉆孔數(shù)據(jù)以及探槽數(shù)據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)以及探槽數(shù)據(jù)是礦山資源評(píng)價(jià)和采礦設(shè)計(jì)的根底，是礦山消費(fèi)管理的重點(diǎn)。地質(zhì)數(shù)據(jù)的完善性和可靠性，直接影響一個(gè)礦山消費(fèi)運(yùn)營和決策?，F(xiàn)場采集鉆孔數(shù)據(jù)包括：鉆孔開口位置數(shù)據(jù)測斜數(shù)據(jù)礦山鉆孔樣品分析數(shù)據(jù)地質(zhì)巖性分析數(shù)據(jù) 井巷工程數(shù)據(jù) 井巷工程是礦山消費(fèi)中運(yùn)輸人員、礦石、資料等的主要通道。井巷工程數(shù)據(jù)主要為礦山開辟系統(tǒng)布置圖，即為所要建模的中段平面圖，及各種巷道斷面尺寸。 地表丈量數(shù)據(jù) 地表模型是建立三維地質(zhì)實(shí)體模型的重要組成部

32、分。一些地表工程的設(shè)計(jì)和施工包括排土場、選場、井口等位置都是以地表模型為參考的；同時(shí)，地表模型作為邊境約束條件，還直接影響到技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的和工程量的計(jì)算，因此，為了到達(dá)最好的實(shí)踐效果，地表模型必需滿足精度要求。地表丈量數(shù)據(jù)包括礦區(qū)地質(zhì)地形圖以及各礦體區(qū)域地質(zhì)地形圖包括散點(diǎn)信息或MapGis、AutoCAD 矢量化地形等高線圖。 平剖面圖 平面地質(zhì)圖：主要是中段平面布置圖，中段平面圖除在建立井巷開辟工程模型過程中運(yùn)用外，在建立礦體模型中也可做為重要參考，另外還需有勘探線總體分布平面圖，方便圖形矢量化的校驗(yàn)。地質(zhì)勘探線剖面圖：包括所要建立礦體模型區(qū)域的勘探線剖面圖地理坐標(biāo)信息附帶。以上圖形可以是Au

33、toCAD 格式或MapGis 格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集后可導(dǎo)入3DMine進(jìn)展編輯，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和建模。 2礦山現(xiàn)有各種資料的數(shù)字化 礦區(qū)地形圖、及地質(zhì)勘探平剖面圖和地質(zhì)勘探鉆孔信息的數(shù)字化； 鉆探、消費(fèi)勘探資料報(bào)告和圖紙的數(shù)字化；露天坑現(xiàn)狀實(shí)測資料的數(shù)字化；據(jù)對(duì)預(yù)建模礦區(qū)的了解，目前的主要數(shù)據(jù)，如鉆孔數(shù)據(jù)、各種剖面數(shù)據(jù)都曾經(jīng)數(shù)字化，所以該項(xiàng)任務(wù)曾經(jīng)具備相當(dāng)?shù)母住?數(shù)據(jù)的導(dǎo)入 將各種數(shù)字化的礦山資料導(dǎo)入到軟件數(shù)據(jù)庫中，分類集中管理，主要包括以下三方面的數(shù)據(jù)：鉆探、消費(fèi)勘探地質(zhì)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入； 地質(zhì)平剖面圖的導(dǎo)入； 實(shí)測現(xiàn)狀圖的導(dǎo)入；4 資源與開采環(huán)境模型構(gòu)建 對(duì)資源和開采環(huán)境進(jìn)展建模是三維軟件的根底和

34、中心，經(jīng)過對(duì)礦體、主要構(gòu)造、地表等進(jìn)展三維模型的構(gòu)建，并經(jīng)過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)展精準(zhǔn)的估算儲(chǔ)量，為下一步采礦工程的實(shí)施奠定根底。 建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫 在對(duì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)展校驗(yàn)的根底上，經(jīng)過鉆孔數(shù)據(jù)的開孔文件、測斜文件、樣品分析文件和巖性文件建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，并可以在三維環(huán)境下顯示地質(zhì)數(shù)據(jù)。 樣品數(shù)據(jù)根本統(tǒng)計(jì)分析和變異函數(shù)分析 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是塊體模型內(nèi)一切單元塊參數(shù)估值的根據(jù)，也是礦床儲(chǔ)量計(jì)算的根據(jù)，根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，統(tǒng)計(jì)樣品的值與空間分布情況，了解礦體分布規(guī)律，并為確定特高值和塊體模型估值作預(yù)備。在進(jìn)展各樣品參數(shù)的根本統(tǒng)計(jì)分析外，還需求進(jìn)展變異函數(shù)分析，以確定各參數(shù)在空間上的相關(guān)性、構(gòu)造性。 由

35、于礦體分布具有一定的方向性，區(qū)域化變量在不同方向能夠會(huì)具有不同的構(gòu)造性和變異性， 即具有空間各向異性特征。因此，在進(jìn)展變異函數(shù)的計(jì)算和分析時(shí)將針對(duì)不同的方向分別進(jìn)展。 在進(jìn)展各個(gè)方向的變異函數(shù)計(jì)算分析時(shí)，普通是分布于某個(gè)方向一定范圍內(nèi)的樣品點(diǎn)參與進(jìn)展該方向的變異函數(shù)計(jì)算。需求指定的參數(shù)包括：圓錐體的容差角、容差限、滯后距，計(jì)算的最大間隔 。由于實(shí)際變異函數(shù)參數(shù)取值的正誤對(duì)檔次估值結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常大的影響。所以要進(jìn)展交叉驗(yàn)證，目的就是對(duì)實(shí)際變異函數(shù)參數(shù)的取值進(jìn)展檢驗(yàn)，判別運(yùn)用這些參數(shù)進(jìn)展檔次估值時(shí)的估值效果。 地質(zhì)實(shí)體模型構(gòu)建 三維實(shí)體模型是由一系列相鄰三角面，包裹成內(nèi)外不透氣的實(shí)體，是建立

36、在矢量化圖紙的根底上的。經(jīng)過中段圖和剖面圖，利用軟件提供了多種方法選擇本適宜本礦山的建模方法自動(dòng)建立實(shí)體模型。地質(zhì)模型還包括地表模型，地表模型普通由假設(shè)干地形線和散點(diǎn)生成，根據(jù)每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，將一切點(diǎn)線亦由散點(diǎn)組成聯(lián)成假設(shè)干相鄰的三角 面，然后構(gòu)成一個(gè)隨著地面起伏變化的單層模型，因此需求首先用AutoCAD 矢量化地形等高線圖，然后導(dǎo)入軟件中，再用創(chuàng)建DTM 指令生成地表模型。 翻開導(dǎo)入的等高線和散點(diǎn)文件，執(zhí)行“創(chuàng)建 DTM 模型指令。 塊體模型構(gòu)建 塊體模型是礦床檔次推估及儲(chǔ)量計(jì)算的根底，建立塊體模型的根本思想是將礦床在三維空間內(nèi)按照一定的尺寸劃分為眾多的單元塊，然后對(duì)填滿整個(gè)礦床范圍內(nèi)的單

37、元塊的檔次根據(jù)知的樣品進(jìn)展推估，并在此根底上進(jìn)展儲(chǔ)量的計(jì)算。首先針對(duì)礦床的根本模型建立空白模型，后續(xù)產(chǎn)生的一切塊體模型都是在原型的根底上進(jìn)展賦屬性值。塊體建模的一個(gè)更重要的目的是對(duì)礦床的檔次進(jìn)展推估，以實(shí)現(xiàn)礦床儲(chǔ)量的計(jì)算及管理。3DMine提供了間隔 冪次反比法、克里格法、最近間隔 法等幾種品味估值方法。估值后的模型在“三維設(shè)計(jì)窗口翻開，運(yùn)用“三維配色命令根據(jù)塊體模型的檔次字段配色，可以直觀的看到塊體的檔次分布。利用邏輯約束引擎，可實(shí)現(xiàn)不同約束條件下的礦石資源/儲(chǔ)量和檔次報(bào)告。4.1.2 GIS平臺(tái)開發(fā)環(huán)境在Windows XP/2000操作系統(tǒng)和SQL Server數(shù)據(jù)庫軟件環(huán)境下，以C#、

38、3DMine 及MapInFor為開發(fā)工具進(jìn)展河北鋼鐵礦業(yè)礦山資源管理系統(tǒng)的GIS平臺(tái)開發(fā)，主要包括數(shù)據(jù)采集、分析、處置、建庫、檢索、輸出等功能，系統(tǒng)估計(jì)實(shí)現(xiàn)以下功能：文件操作、圖形圖像操作、屬性操作、數(shù)據(jù)庫查詢、數(shù)據(jù)管理、信息更新、決策分析、圖、文、表信息輸出等功能。4.1.3 GIS平臺(tái)開發(fā)的原那么根據(jù)礦山的特點(diǎn)以及開發(fā)工具的特點(diǎn)，汲取以往開發(fā)閱歷，結(jié)合最新的GIS開展現(xiàn)狀，本著適用、方便、平安、穩(wěn)定的角度進(jìn)展設(shè)計(jì)，主要遵照以下幾個(gè)原那么:1適用性原那么適用性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原那么，是衡量系統(tǒng)建立勝利與否的根本準(zhǔn)那么，從管理部門的需求出發(fā)，開發(fā)功能適用，符合管理人員任務(wù)特點(diǎn)、任務(wù)習(xí)慣和業(yè)務(wù)

39、流程的系統(tǒng)。2規(guī)范化原那么系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合軟件工程以及GIS的根本要求，從數(shù)據(jù)、編碼、圖形圖像符號(hào)等符合國家和行業(yè)規(guī)范。3操作簡便系統(tǒng)應(yīng)以簡約為主，在保證功能齊全的情況下，做大友好大方、簡單易懂、容易上手，功能設(shè)計(jì)根據(jù)管理要求貼近用戶，提供詳細(xì)的協(xié)助 功能。4易于維護(hù)系統(tǒng)涉及到河北鋼鐵礦業(yè)一切礦山，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)構(gòu)造復(fù)雜，圖、文、表結(jié)合嚴(yán)密，數(shù)據(jù)庫要充分思索易于維護(hù)、擴(kuò)展以及其它軟件的擴(kuò)展。5平安穩(wěn)定系統(tǒng)涉及到河北鋼鐵礦業(yè)的資源信息，屬于公司內(nèi)部運(yùn)用，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)確保數(shù)據(jù)庫的平安穩(wěn)定，確保公司商業(yè)平安。4.2 礦山信息集成管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)流程數(shù)據(jù)流程表達(dá)了計(jì)算機(jī)信息處置過程的本質(zhì)，是描畫計(jì)算機(jī)

40、運(yùn)用軟件系統(tǒng)需求和開發(fā)內(nèi)容的重要工具，可全面地描寫運(yùn)用軟件系統(tǒng)的邏輯處置流程和功能。根據(jù)以上需求描畫，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程如圖2所示。圖2 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山資源信息集成管理平臺(tái)數(shù)據(jù)流程5 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.1 系統(tǒng)開發(fā)的總體思緒 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件與軟件環(huán)境的支撐下，采用C#開發(fā)的基于WEB的數(shù)據(jù)倉庫運(yùn)用管理軟件平臺(tái)，提供用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份、各類數(shù)據(jù)包括文檔，圖象的編碼、導(dǎo)入、傳輸、存儲(chǔ)、按專題檢索、統(tǒng)計(jì)與分析功能。系統(tǒng)采用的計(jì)算方式為B/S構(gòu)造，其優(yōu)點(diǎn)是客戶端無需安裝任何運(yùn)用軟件，只需經(jīng)過閱讀器以訪問網(wǎng)站的方式即可進(jìn)展運(yùn)用，運(yùn)用簡捷

41、，便于管理和維護(hù)，同時(shí)系統(tǒng)具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性。5.2系統(tǒng)架構(gòu)硬件軟件1系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境與拓?fù)錁?gòu)造圖 3 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨副硎?軟件開發(fā)與支撐環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows 2000/XP數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：SQL Server 軟件開發(fā)工具：Visual Studio C#三維地質(zhì)圖形支撐軟件：3DMine(3) 運(yùn)用軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖 4 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)軟件架構(gòu)表示5.3 運(yùn)用軟件系統(tǒng)的主要功能河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)軟件功能如圖5所示。圖 5河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)軟件功能表示5.4 運(yùn)用軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計(jì)5.4.1

42、礦山信息的構(gòu)造特征1礦山數(shù)據(jù)特點(diǎn)礦山是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)時(shí)空宏大系統(tǒng)，其地理空間要素、資源環(huán)境信息和消費(fèi)運(yùn)營信息的內(nèi)容廣泛、綜合、復(fù)雜、變化迅速，這就決議了礦山數(shù)據(jù)具有如下特點(diǎn):海量數(shù)據(jù)由于礦山的消費(fèi)運(yùn)營管理，涉及到經(jīng)濟(jì)、生活、生態(tài)環(huán)境、資源、工程技術(shù)等各大領(lǐng)域，僅工程技術(shù)就又涉及到丈量、地質(zhì)、采礦、選礦、機(jī)械、電氣等方方面面，其數(shù)據(jù)必然是海量的。數(shù)據(jù)的多樣性與多源性礦山數(shù)據(jù)來源廣泛，既有內(nèi)部消費(fèi)運(yùn)營數(shù)據(jù)，又有外部相關(guān)數(shù)據(jù)，既涉及技術(shù)，又涉及經(jīng)濟(jì)等等;數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式有的是以數(shù)據(jù)文件方式存儲(chǔ)，有的是以文本方式存儲(chǔ)，有的是以圖形方式存儲(chǔ)等。這就要求在進(jìn)展礦山信息系統(tǒng)集成時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展規(guī)范和統(tǒng)礦山數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)

43、性 礦山數(shù)據(jù)對(duì)礦山地質(zhì)體的表達(dá)是一個(gè)由模糊到準(zhǔn)確的過程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的積累程，從礦山資源勘探、礦井開辟到消費(fèi)，礦山數(shù)據(jù)量越來越大，反映礦山實(shí)體的層次逐漸細(xì)化，反映地質(zhì)體客觀景象、規(guī)律的準(zhǔn)確程度逐漸提高。如在資源勘探階段，主要是經(jīng)過鉆探、物探、野外地質(zhì)調(diào)查獲取D級(jí)、C級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量;在礦井開辟階段，經(jīng)過補(bǔ)充勘探和開辟工程，可以獲取C級(jí)、B級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量。數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性礦山所面對(duì)的地質(zhì)體存在相互作用關(guān)系，礦體和圍巖、兩個(gè)相鄰或不相鄰地層間、構(gòu)造與礦層具有關(guān)聯(lián)性。同時(shí)礦山各消費(fèi)部門之間的信息聯(lián)絡(luò)嚴(yán)密，如地質(zhì)、丈量、采礦、充填、通風(fēng)等部門均需運(yùn)用同一采場的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。(2 )礦山數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)格式礦山數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)

44、源來源非常廣泛，既有地質(zhì)勘探部門的原始勘探資料，設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)資料，還有礦山在消費(fèi)運(yùn)營過程中的消費(fèi)運(yùn)營資料，以及礦業(yè)市場的供求信息等。礦山數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)源主要包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、辦公數(shù)據(jù)、WEB數(shù)據(jù)、外部數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)格式包括:數(shù)據(jù)庫隨著各種管理信息系統(tǒng)在礦山的廣泛運(yùn)用，數(shù)據(jù)庫己成為礦山數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的主要技術(shù)，但由于系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)庫選型的不規(guī)范，在礦山企業(yè)內(nèi)采用了各種不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，構(gòu)成了即使是管理一樣的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也采用了不同數(shù)據(jù)庫的情況。這對(duì)礦山數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)展數(shù)據(jù)抽取和集成帶來了困難，使數(shù)據(jù)抽取接口和協(xié)調(diào)比較復(fù)雜。文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是礦業(yè)領(lǐng)域早期運(yùn)用最多的一種數(shù)據(jù)記錄格式，記

45、錄了大量的礦山信息。1) 數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件是礦業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用最多，而且最廣的數(shù)據(jù)記錄方式。如鉆孔數(shù)據(jù)庫包括孔口坐標(biāo)、鉆孔測斜、樣品分析化驗(yàn)值和地質(zhì)代碼4個(gè)數(shù)據(jù)文件。各數(shù)據(jù)庫主要數(shù)據(jù)項(xiàng)分別為:孔口坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)，X、Y、Z三維坐標(biāo)及孔深。鉆孔測斜數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)、測斜深度、方位角、傾角。樣品化驗(yàn)數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)、取樣起始深度、終止深度、取樣間距、巖礦芯長。地質(zhì)代碼數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)、起始深度、截止深度、巖礦心長、巖石類型。2) 文本文件各種格式的報(bào)表、技術(shù)資料、數(shù)據(jù)和參數(shù)列表等，常采用Word、Excel等格式。3) 圖形文件礦山計(jì)算機(jī)捕助設(shè)計(jì)CAD的普及，產(chǎn)生了大量DWG格式的圖形文件

46、;掃描輸入的BMP格式的圖形等。3礦山數(shù)據(jù)的多維度特征 從邏輯層面上對(duì)礦山信息進(jìn)展分析，可以清楚認(rèn)識(shí)到其具有時(shí)間維度、空間維度、業(yè)務(wù)分類維度。圖6給出了礦山數(shù)據(jù)的多維度視圖。由此可以對(duì)礦山進(jìn)展有效地組織與管理。圖 6 礦山信息的維度5.4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方案1地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計(jì)概念構(gòu)造設(shè)計(jì)是將需求分析得到的用戶數(shù)據(jù)需求進(jìn)展籠統(tǒng)并轉(zhuǎn)換為信息界構(gòu)造的過程。信息世界構(gòu)造又稱為概念構(gòu)造或概念模型(ConcePtMedel)，是按用戶觀念對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次，獨(dú)于機(jī)器和詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是各種數(shù)據(jù)模型的根底，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。實(shí)體一聯(lián)絡(luò)模型即E一R模型是目前表

47、示概念構(gòu)造的最有效的方法之一，它過抽取實(shí)體(Entity)和實(shí)體之間的聯(lián)絡(luò)(Relationship)來表達(dá)概念構(gòu)造。地質(zhì)礦產(chǎn)資料的成果主要有四類根本方式:(l)目錄薄，(2)文檔(文字資料)，(3)圖件，(4)表格。在現(xiàn)代礦床勘探過程中，由于計(jì)算機(jī)運(yùn)用，有時(shí)能夠包括電子文檔(Word文檔)、電子表格(Excel表格)、電子錄像等電子介質(zhì)資料和遙感影像、圖片、聲音、圖像、幻燈片等多媒體資料。除了包含地質(zhì)礦產(chǎn)資料的成果以外，為了保證數(shù)據(jù)庫的平安，地質(zhì)礦產(chǎn)基數(shù)據(jù)庫還必需包含一些用戶資料。對(duì)于不同的用戶運(yùn)用資料的權(quán)限必需遭到制，因此，對(duì)于各個(gè)資料均需求數(shù)據(jù)庫管理員或者部門管理員(DBA、DataBa

48、se Administrator)來設(shè)置用戶的權(quán)限，這種設(shè)置是允許讀、寫等。以上資料成果可以籠統(tǒng)為下述實(shí)體:(1)目錄條目實(shí)體:資料分類體系樹形構(gòu)造中的結(jié)點(diǎn)可以籠統(tǒng)為目錄條目，稱為目錄條目實(shí)體(DirectoryItem，記為DirItem)。(2)文檔數(shù)據(jù)實(shí)體:紙介質(zhì)文檔(勘探報(bào)告、研討報(bào)告等)、電子文檔(Word、PDF、PPT等文檔)、電子表格(Excel表格等)、多媒體資料(遙感影像、圖片聲音、圖像、幻燈片等)、軟件包等數(shù)據(jù)的表示和存儲(chǔ)，一致籠統(tǒng)為文檔數(shù)據(jù)稱為文檔數(shù)據(jù)實(shí)體(DoeumentData，記為DoeDat)。(3)文檔特征實(shí)體:對(duì)文檔數(shù)據(jù)的特征(稱號(hào)、日期等)進(jìn)展描畫的條目，

49、稱為文檔特征實(shí)體(DoeumentCharacterization，記為DoeCha)。文檔特征實(shí)體為文檔數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(Metadata)。(4)圖件數(shù)據(jù)實(shí)體:紙介質(zhì)圖件(綜合地質(zhì)圖、剖面地質(zhì)圖、中段地質(zhì)圖等)、電子圖件(各類地測圖件的掃描光柵文件、M即GIS、Maplnf。、ArcGis的矢量化文件等)等數(shù)據(jù)的表示和存儲(chǔ)，一致籠統(tǒng)為圖件數(shù)據(jù)，稱為圖件數(shù)據(jù)實(shí)體(MapData，記為MapDat)。(5)圖件特征實(shí)體:對(duì)圖件數(shù)據(jù)的特征(稱號(hào)、日期、比例尺等)進(jìn)展描畫的條目，稱為圖件特征實(shí)體(Mapeharaeterization，記為MapCha)。圖件特征實(shí)體為圖件數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。(6)表格數(shù)據(jù)

50、實(shí)體:可以用二維表格表示的數(shù)據(jù)(如樣品化驗(yàn)分析數(shù)據(jù))，統(tǒng)稱為表格數(shù)據(jù)實(shí)體(TableData，記為TabDat)。(7)表格特征實(shí)體:對(duì)表格數(shù)據(jù)的特征(稱號(hào)、日期等)進(jìn)展描畫的條目，稱為表格特征實(shí)體(TableCharaeterization，記為TabCha)。表格特征實(shí)體為表格數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。(8)孔數(shù)據(jù)實(shí)體:礦床勘探工程(如鉆孔、坑道、探槽等)在幾何外形上均為線狀，均具有工程位置、軌跡形狀、地質(zhì)編錄、樣品化驗(yàn)等數(shù)據(jù)，具有一樣的或類似的數(shù)據(jù)構(gòu)型，都可用二維表格來表示。這些勘探工程的數(shù)據(jù)是地質(zhì)分界、礦體圈定的主要數(shù)據(jù)來源，由于其類似的數(shù)據(jù)構(gòu)型，一致籠統(tǒng)為孔數(shù)據(jù)(HoleData)?？讛?shù)據(jù)包括孔

51、口坐標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)體(HoleCollarData，記為HoleCollarDat)、孔跡丈量數(shù)據(jù)實(shí)體(HoleSurveyData，記為HolesurveyDat)、地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)實(shí)體(HoleCodingData，記為Ho1eCodingDat)、樣品化驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)體(HoleSampleData，記為HolesampleDat)。(9)用戶實(shí)體:用來描畫運(yùn)用本系統(tǒng)的用戶信息的數(shù)據(jù)(如所在部門、密碼、稱號(hào)等)，稱為用戶實(shí)體。(10)權(quán)限實(shí)體:為了維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的平安，對(duì)每個(gè)條目和用戶都賦予了不同的權(quán)限(如:只能閱讀、允許一切操作等)，稱為權(quán)限實(shí)體。這些實(shí)體之間的聯(lián)絡(luò)如下:(1)目錄條目實(shí)體可以是某個(gè)目錄條目實(shí)體的子條目，也可以是其它目錄條目實(shí)體的父條目，即目錄條目實(shí)體與其子條