淮北礦業煤礦GIS管理系統關鍵技術研究及應用

魏祥平

摘 要本文主要通過淮北礦業煤礦GIS管理系統信息化建設過程中，為實現礦圖數據、技術資料高度集成共享及綜合利用，打造“一張圖”管理理念，實現兩化融合，為礦區協同管理、精準采礦、災害預控、智能分析提供技術支撐，對系統建設的關鍵技術、主要功能及使用管理方式進行論述。

關鍵詞GIS;信息化;集成;共享

0 前言

淮北礦業集團從2000年開始，逐步實現了計算機制圖，至2017年，礦圖管理仍停留在電子制圖上，且多套專業繪圖軟件并存，各軟件之間互不兼容，技術信息共享程度低、數據報送費時費力、信息滯后，數據綜合利用不夠，決策服務能力欠缺等問題，嚴重制約著集團公司發展。為了實現礦圖數據、技術資料高度集成共享及綜合利用，打造礦山“一張圖”管理理念，實現兩化融合，為礦區協同管理、精準采礦、災害預控、智能分析提供技術支撐，開展了煤礦GIS管理系信息化建設工作。

1 系統構架

淮北礦業煤礦GIS管理系統構架是基于淮北礦業的內網和外網雙網模式運行，即數據中心和系統平臺采用集中式部署，分布使用架構;PC客戶端原則上走有線的內網模式，移動客戶端用基于互聯網的無線模式運行。

集團級用戶和礦級用戶都可以直接從公司管控一體化信息系統集成平臺實現統一認證、單點登陸、待辦事項辦理、網上申請權限等功能。并根據不同角色進行權限管控。

實現地測、采礦設計、通防、機電等專業的所有數據、圖形、屬性、報表和文檔通過網絡和服務器，按照制定的流程和規則進行聯動、更新和疊加，完成“提交、審批、會審、批閱、推送、發布”等全流程管理，滿足信息的自動傳遞和互聯互通。

2 系統建設的主要內容和功能

2.1 基于統一的GIS平臺，實現現有礦圖及數據庫的完整轉換

對原有多套專業繪圖軟件的圖紙及數據庫轉換至統一的軟件格式，轉換后的圖件線型、圖式、注記、符號等均符合現行規程規范要求。

2.2 構建集團、礦井兩級GIS管理系統

構建集團、礦井兩級煤礦GIS大數據協同管理系統，提供集團“一張圖”綜合信息服務。實現礦井端礦圖填繪、更新及采礦設計，各類圖紙通過聯動刷新實時信息共享，技術資料鏈接、影像圖形套入等編輯功能及數據入庫功能;實現集團端及礦井端圖形統一協同管控，圖形信息分層疊加管理、活動頭面閃爍及快速定位查詢、技術資料調閱、圖紙審查及流程管控等功能。

2.3 集成水文監測、瓦斯監測、瓦斯抽采等在線監測數據，實現監測數據在GIS系統中實時顯示

2.4 系統主要功能

2.4.1 實現了公司管控一體化信息系統集成平臺統一認證、單點登陸、待辦事項辦理、網上申請權限等功能。

2.4.2 系統分瀏覽版、編輯版及手機版，礦井布設了瀏覽版、編輯版及手機版，集團布設了瀏覽版及手機版。

瀏覽版實現了圖紙審批、會審、分發、分層疊加、聯動實時刷新、新填繪采掘信息自動閃爍及編輯修改留痕、屬性查詢、技術資料鏈接、對象快速查找定位、多煤層巷道自動疊加、多煤層綜合鉆孔信息、監測監控實時數據信息顯示等功能。

礦井編輯版實現了地測專業、通防專業、采礦設計專業圖紙編繪功能，實現了地測數據庫錄入及成圖功能。

手機版實現移動辦公（圖紙審批、會審、分發等）、一張圖查閱、WEBGIS功能、基于WEBGIS的監測監控實時數據查詢，重要通知查看和新聞動態查看等功能，并將手機端部署到外網。

3 解決的主要技術難題

1）圖紙及數據庫轉換方面：解決了原有軟件系統圖紙轉換面CAD時出現圖形信息丟失、亂碼、線型不規范;原有數據庫格式與現有多個系統數據庫格式不兼容且部分數據錄入不全、不規范問題，實現了圖紙及數據庫的完整轉換。

2）圖形處理方面：通過圖層開關，實現了各類圖形信息的清晰調閱。解決了影像圖與井下采掘圖按坐標進行無縫疊加;多煤層巷道關系自動處理;多煤層綜合鉆孔信息生成;多煤層顯示自動隱藏部分煤層斷煤交線;活動頭面快速定位、相關信息快速查找、看圖角度旋轉;在線監測系統數據在圖中實時顯示問題。

3）流程管控方面：解決了一套領導班子及員工進行兩套礦端系統圖紙流程管控及查閱;一套領導班子兩套員工進行兩套圖紙流程管控及查閱問題。

4）技術信息集成方面：解決了地質說明書、地質預報、各種技術措施、各種日常生產局部用圖等文字、表格、圖形格式的技術信息在系統中進行集成、調閱問題。

5）圖例方面：淮北礦區共有10多個可采煤層，為了統一圖例語言，針對系統特點，在符合《煤礦地質測量圖例》等規范的前提下，制定了適合淮北礦業煤礦GIS管理系統圖例補充規定。

4 系統應用管理

4.1 應用管理原則

采取專業管理、聯動協作的原則進行管理，按照原始數據誰收集誰錄入、數據共享、協同刷新獲取其他專業信息來管理本系統。

4.2 職責劃分

1）明確集團公司管理部門職責：針對集團公司地測、生產、機電、安全等業務部門，按其職責功能，規范、督導本部門職責功能里滲及GIS系統的業務管理。

2）明確礦端各級管理人員職責：針對礦端圖紙及技術資料，明確科（區）長、專業副總、總工程師、礦長等管理人員職責，嚴把圖紙及技術資料質量審核關。

3）明確各級專業技術人員職責：按專業劃分，明確地質、測量、防治水、采礦設計、通防、機電等專業技術人員進行基礎圖紙及技術資料的編制及上傳工作。

4.3 圖種命名及圖層管理

圖種命名是規范系統管理的一個重要組成部分，圖種命名需規范準確且唯一;圖層管理是電子圖件管理的最大難點之一，必需統一圖層命名，規范每個圖層填繪內容。

4.4 上傳圖種歸類

礦山圖種較多，應分專業管理，歸類上傳，方便圖紙管理、查找、調閱。

4.5 技術資料

統一規定系統集成的各種文字、表格、圖形格式的技術資料信息及格式。

4.6 更新上傳頻率

規范圖紙及技術資料更新、上傳頻率，確保信息實時高效利用。

4.7 審核流程

圖紙及技術資料審核流程可根據其審核形式合理設置審核流程。

5 結論

淮北礦業煤礦GIS管理系統采取集中式部署，實現了煤礦GIS信息統一管控，打破傳統的管理制度，從單一的計算機制圖到大數據、網絡化轉變，并將各類數據進行高度集成共享，系統功能構架充分考慮了其完整性、規范性和可擴展性，利用該系統功能結構，不僅可以完成整個礦業集團的“一張圖”管理，而且可以擴展到智慧礦山系統建設，實現基于大數據的煤礦災害預警與防治決策、基于實時數據快速交換的多系統協同管控、基于智能總線的生產調度指揮，基于虛擬現實技術的透明礦山管理、基于精細模型和智能裝備的精準采礦。在兄弟煤礦單位乃至其他采礦行業以及省級以上煤炭主管部門監管方面都具有示范意義及推廣價值。