基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統分析

張宗強

（天地（常州）自動化股份有限公司，江蘇常州 213000）

基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統分析

張宗強

（天地（常州）自動化股份有限公司，江蘇常州 213000）

煤礦資源是我國最為重要的資源之一，對于社會經濟建設和國家發展都有著至關重要的意義。在當前的煤礦開采工作當中，機電設備是一種非常重要的設備，因此為了進一步提升工作效率，在機電設備中，對GIS進行了應用。基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統，能夠有效的提升機電設備的管理質量和管理效率，對于煤礦開采生產效率的提升十分有幫助。

GIS 煤礦機電設備 可視化管理系統

在當前的煤礦企業當中，隨著技術的不斷發展進步，應用的機電設備數量不斷增加，技術含量也越來越高，但在管理方面卻沒有得到應有的提升。目前很多煤礦企業實現了電氣化、機械化的生產，應用了大量先進的機電設備。而為了更好的提升生產效率和經營效益，應當加強對煤礦機電設備的管理。在這一領域當中，基于GIS煤礦機電設備的可視化管理是一種十分有效的管理方式，能夠促使煤礦機電設備更好的發揮作用。

1　系統需求及設計

1.1系統的總體需求

在系統需求的分析當中，需要對用戶的實際需求進行了解，并利用軟件需求規格說明書的形式進行體現。在GIS開發準備的階段當中，應以分析和調查用戶需求和用戶情況為基礎。通過分析，將系統用戶結構進行確定，進而對系統功能、程序接口、應用界面等進行設計［1］。對軟件的性能、功能等，應當進行深入的描述，對軟件接口細節、軟件設計限制等加以確定，并對軟件有效性需求進行定義。通過對需求進行分析，對軟件的需求進行細化，對軟件處理數據域進行描述。同時，提供一種功能與數據，能夠轉化為過程設計、結構設計、數據設計等，從而更好的進行系統設計開發。

1.2系統的結構設計

在系統總體設計中，應滿足控制性能好、可變性強、運行效率高等要求。因此可以應用模塊化的設計方法，將系統看作一個模塊，根據不同功能，進行不同層次模塊的劃分，每個模塊對一種功能進行執行，每種功能通過一個模塊實現，從而提升系統的生命力和可變形。在數據輸入當中，對字符、數字出錯檢驗方法進行設定，并針對數據文件的應用建立相應口令，確保數據的安全［2］。在系統當中，包含了統計報表、生產管理、設備布置模擬圖編輯、設備布置模擬圖操作、系統管理、設備查詢、設備事故、設備報廢、設備提醒、設備制作加工、設備維修、設備領用發放、設備購置入庫、基礎數據管理等模塊。系統總體結構如圖1所示。

1.3系統數據庫設計

在系統數據庫設計當中，主要包含物理設計、邏輯設計等過程。在邏輯設計中，將數據庫邏輯結構從概念模型中進行都出，實現滿足用戶實際需求的可擴充性、一致性、完整性、性能、功能等。在物理設計中，基于已經確定的邏輯數據庫結構模型，對其物理模型、存儲結構等進行設計。在數據庫當中，主要包括數據庫應用系統、數據庫管理系統、數據庫都能夠部分［3］。在計算機物理介質中，地理空間數據、以及GIS的存儲等，是由空間數據庫實現的，在邏輯、語義等方面，對物理介質中存儲的地理空間數據進行定義，并對相應的存取、檢索等功能進行提供。為了更好的實現空間數據管理系統，可以直接擴充數據庫管理系統功能，也可將空間數據庫引擎加在常規數據庫管理系統之上。

2　系統開發及工具

2.1 系統開發工具

在基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統開發當中，有很多不同的開發工具，其中能夠直接對空間信息進行處理和分析的，只有GIS軟件平臺。在系統中，對分布式B/S模式進行了應用，軟件平臺選用了Web GIS，在平臺開發過程中，有很多不同的方法，而應當根據系統的實際需求，以及煤礦的實際工作情況，對其進行相應的選擇，在GIS開發當中，通過對WWW技術、Internet技術的應用，產生了Web GIS技術，能夠對GIS互操作加以實現。在Internet當中，用戶可以通過各個節點，對Web GIS中的空間分析、空間信息檢索、制作專題圖、空間數據等進行瀏覽。

2.2系統開發方法

在地理信息系統中，根據不同的內容，可分為工具型、應用型等不同類型。在基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統開發當中，可采用獨立開發、單純二次開發、集成二次開發等方式進行。獨立開發是不利用任何GIS工具軟件，而是采用某種程序語言，選擇相應的獨立編寫算法進行開發。單純二次開發是基于GIS工具軟件，對應用系統進行開發。集成二次開發則是基于GIS工具軟件，在其它編程環境之下，對系統進行開發。其中，獨立開發具有極大的難度，并且只在軟件剛剛起步、具有較強能力的開發者中較為適用。單純的二次開發具有簡單的功能，并且較為以來GIS工具，因此對于一般小功能、熟悉GIS工具的開發者較為使用，集成二次開發則具有很多方面的優勢，方便、高效、周期短等，能夠有效的實現可視化管理系統的要求。

2.3系統運行環境

在系統運行環境當中，基于用戶的實際需求，對項目管理端、客戶端等加以確定。其中，管理端包括設備布置模擬圖、統計報表、設備臺賬、設備履歷等，客戶端則包含了設備的報廢、維修、使用、入庫等管理。在系統網絡環境中，用戶可以通過網絡登錄到系統當中，對各自職責中的信息進行操作。在系統軟件環境中，應用了Windows10操作系統、微軟SQL數據庫系統、以及相應版本的瀏覽器、Web服務器、開發工具包等。在硬件環境中，采用PC機作為客戶機，選用相應的CPU服務器，輸入設備和輸出設備主要有打印機、打卡機、手寫筆、掃描儀等。

3　系統設計及實現

3.1系統詳細設計

在系統的設計當中，對其進行了多個模塊的劃分，根據一定的原則，對其進行組裝，進而對模塊與模塊、模塊功能之間的外部接口進行確定。在系統設計中，詳細設計十分關鍵，需要對各個模塊的執行過程，實現算法等進行確定，并對算法進行準確的表述。在編程當中，與系統開發的模塊功能、具體要求、算法評價設計等，在詳細設計中，主要包絡圖形工具、表格工具、語言工具等表達工具。其中圖形工具是利用圖形的方式描述過程細節，表格工具是利用表格對過程細節進行表達，語言工具則是利用高級語言對過程細節進行描述。在實際的設計當中，應當對程序流程圖、模塊、界面、輸入、輸出等方面進行詳細的設計。

3.2系統關鍵技術

在系統關鍵技術中，基于相應的開發平臺，通過GIS、SQL等技術，實現B/S結構模式。在基于GIS煤礦機電設備可視化管理系統中，主要包括空間數據統一管理、屬性數據、生產系統動畫顯示、實時繪圖技術、電子簽名等。在煤礦設備管理中，引入設備布置模擬圖，從而實現可視化的管理，煤礦設備基礎數據，以及報廢、領用、維修等過程數據，都屬于屬性數據，而設備布置模擬圖數據，則為空間數據。通過對ArcSDE技術的應用，基于SQL server技術，實現不同數據的統一管理。在生產系統中，應用了壓風網絡圖、排水網絡圖等，做成動畫式的系統生產系統網絡圖。基于隨時會改變的設備布置模擬圖，利用實時繪圖技術，實現隨著煤礦生產進度的改變而更新。

3.3系統界面實現

在基于GIS煤礦設備的可視化管理系統當中，系統界面主要包括登陸界面、主界面、井下設備布置模擬圖界面、數據管理界面、權限管理界面、設備編輯功能界面、設備查詢界面、打印地圖功能界面等。登陸界面支持用戶登錄，主界面中設置了任務欄、工具條等，用戶根據實際管理需求，對相應功能進行選擇。在某煤礦當中，應用了基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統，取得了十分良好的應用效果。相比于上一季度，倉庫囤積設備量降低了5%。通過對系統的應用，實現了設備管理業務流程的優化，提升了20%左右的工作效率。對于設備入庫到設備報廢的整個過程，都能夠在系統中進行詳細的記錄。此外，還能夠實現統計查詢、報銷入庫、報表自動生成、自動單據記賬等功能。

4　結語

煤礦資源作為我國當前最為重要的資源之一，其開采和應用情況，對于國家經濟發展，以及綜合實力的提升，將會產生很大的影響。在當前的煤礦當中，應用了大量的先進機電設備，為了提升這些幾點設備的管理效率和管理效果，采用了基于GIS煤礦機電設備的可視化管理系統，從而有效的提升了煤礦機電設備的工作運行效率。

［1］楊本生，張首正.基于VBA的礦山設備布置圖系統開發與應用［J］.河北工程大學學報（自然科學版），2014，01：70-73.

［2］喬國厚，高俊楊，楊雪，王菲，張華，仝鳳鳴.基于GIS技術的煤礦安全三維仿真平臺開發與實現［J］.中國煤炭，2013，10：59-64.

張宗強（1989—），男，江蘇邳州人，2011年畢業于常州工學院，計算機科學與技術專業，學士學位，現供職于天地（常州）自動化股份有限公司，研究方向：計算機技術。