礦山工程中計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

鄒凱華

（甘肅省平?jīng)鰴C(jī)電工程學(xué)校，甘肅 平?jīng)?743400）

礦山工程其主要是指在礦山上對(duì)資源進(jìn)行開(kāi)采的一個(gè)工程。礦山工程在施工過(guò)程中主要分為地上工程與地下工程，在整個(gè)生命周期，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)繁雜且數(shù)據(jù)量較大，并且這些數(shù)據(jù)多為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，因此，在礦山工程實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中，需運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)化管理工程施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升礦山工程數(shù)據(jù)信息的整體利用效率[1,2]。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)礦山工程計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀可知，我國(guó)礦山管理系統(tǒng)存在的主要弊端為信息調(diào)取速度較慢以及利用效率較低等問(wèn)題，因此，針對(duì)該問(wèn)題，本文運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化。

1 礦山工程中計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

在礦山工程管理系統(tǒng)地研發(fā)與設(shè)計(jì)中，相關(guān)研發(fā)人員首先基于當(dāng)前正在應(yīng)用的信息系統(tǒng)，并在傳統(tǒng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，將當(dāng)前比較先進(jìn)的硬件設(shè)備、以及相關(guān)的信息技術(shù)應(yīng)用到信息系統(tǒng)[3]。本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的綜合性設(shè)計(jì)與研發(fā)，最終為這類(lèi)工程建構(gòu)一個(gè)覆蓋數(shù)據(jù)信息整理與處理、施工環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)、預(yù)警于一體的智能化計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。

1.1 安裝計(jì)算機(jī)信息管理硬件系統(tǒng)設(shè)備

礦山工程中的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)主要應(yīng)用的模塊為服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)客戶端等組成。其中服務(wù)器模塊由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器構(gòu)成。在服務(wù)器運(yùn)行中，系統(tǒng)中的資料庫(kù)伺服器在運(yùn)行時(shí)，能夠接收用戶對(duì)該系統(tǒng)所有工作的需求信息，并根據(jù)需求信息發(fā)出相應(yīng)指令。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)處理和分析該工程施工中產(chǎn)生的所有空間資料。其中獲得到的數(shù)據(jù)都被存儲(chǔ)于SQLServer2000 數(shù)據(jù)庫(kù)。在該數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行過(guò)程中，能夠根據(jù)不同的礦山工程，為相關(guān)工作人員提供有關(guān)工程的多方面的數(shù)據(jù)參數(shù)，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程中的儲(chǔ)量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與更新。除此之外，該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)還運(yùn)用了 IIS 模型，此模型的應(yīng)用能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行調(diào)用，因此，在應(yīng)用過(guò)程中，具有比較理想的地圖引擎服務(wù)支持以及較強(qiáng)的互操作能力。

1.2 搭建礦山工程信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)

在礦山工程施工運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生的信息量較大且非常繁雜，為方便對(duì)礦山工程的全過(guò)程、系統(tǒng)化管理，研發(fā)人員針對(duì)工程施工中采集與接收到的不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)，按照特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)整理并儲(chǔ)存[4]。同時(shí)滿足實(shí)際施工與相應(yīng)的管理需求，將施工中產(chǎn)生的信息以表格的形式存儲(chǔ)到該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并將數(shù)據(jù)屬性劃分為：礦山工程基本信息、設(shè)備信息、地質(zhì)環(huán)境信息、人員信息和開(kāi)采信息等（表1）。

表1 礦山工程信息的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)表

通過(guò)分析上表的數(shù)據(jù)可知，在該系統(tǒng)的應(yīng)用中，研發(fā)人員需要結(jié)合系統(tǒng)功能，建構(gòu)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存環(huán)節(jié)。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的存儲(chǔ)過(guò)程是由SQL語(yǔ)句組成的存儲(chǔ)功能的集合，使工作人員能夠隨時(shí)隨地查詢礦產(chǎn)工程中的數(shù)據(jù)。

1.3 礦山工程計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)中的軟件功能

1.3.1 對(duì)工程信息的實(shí)時(shí)收集與規(guī)范化處理

為保障整個(gè)礦山的安全穩(wěn)定開(kāi)展工作，在礦山工程開(kāi)采之前，工作人員將工程中的實(shí)際地理位置圖像、施工方式、施工數(shù)據(jù)以及施工人員個(gè)人信息等數(shù)量較多的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。在此過(guò)程中，由于數(shù)據(jù)來(lái)源方式比較復(fù)雜，工作人員得到的數(shù)據(jù)資料形式以及數(shù)據(jù)格式也各不相同，因此，相關(guān)工作人員需要統(tǒng)一數(shù)據(jù)的格式，完成格式統(tǒng)一化后，將其傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)。以礦山工程中需要的圖像信息為例，通常來(lái)說(shuō)，每一層圖像元素均需進(jìn)行針對(duì)性處理，在此可以運(yùn)用ArcToolbox軟件中的ConversionTolls功能，將圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為shape格式。通過(guò)改處理方式，將礦山工程所在地區(qū)中的事物以點(diǎn)、線、面等要素進(jìn)行合理分層，使其能夠有效滿足礦山工程施工過(guò)程中對(duì)地形要素以及其他要素的實(shí)際需求。除此之外，研發(fā)人員還可運(yùn)用MapInfo軟件的轉(zhuǎn)換功能，將圖像元素的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為tab數(shù)據(jù)以后，隨即將其處理成為shape格式。

1.3.2 礦山工程地質(zhì)環(huán)境信息管理

在礦山工程實(shí)際施工過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行的主要目的是明確整個(gè)工程的開(kāi)采路徑以及開(kāi)采量，并以信息化的方式保障整個(gè)工程的安全性。因此，在其運(yùn)行中所作用的對(duì)象為整個(gè)工程的施工區(qū)域空間圖。在對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化管庫(kù)過(guò)程中，需對(duì)整個(gè)開(kāi)采空間的地圖以及礦塊信息等進(jìn)行詳細(xì)管理。

1.3.3 礦山工程施工人員信息管理

礦山工程在施工過(guò)程中，除了需要對(duì)人員的個(gè)人身份以及工作內(nèi)容等信息進(jìn)行整理與儲(chǔ)存外，還需對(duì)礦山地下工作人員的施工位置進(jìn)行定位。因此，在系統(tǒng)發(fā)射相關(guān)功率與天線增益基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)所接到的信號(hào)強(qiáng)度，確定信息發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的空間位置距離，進(jìn)而確定相關(guān)施工人員在礦山地下工程中的移動(dòng)距離，從而精確鎖定每個(gè)施工工人在礦山工程中的位置。該數(shù)據(jù)的求解過(guò)程為：

圖1 礦山實(shí)際儲(chǔ)量系統(tǒng)查詢

1.4 礦山工程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警管理

在礦山工程施工過(guò)程中，需要精準(zhǔn)確定工程的采掘邊界，并且在制定采掘計(jì)劃時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守行業(yè)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在確定采掘計(jì)劃后，工作人員運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)整個(gè)礦山工程的施工過(guò)程，并且在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)工程中不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方，則根據(jù)工程的實(shí)際情況，調(diào)整礦山工程的開(kāi)采方案。該功能的實(shí)現(xiàn)其主要運(yùn)用了系統(tǒng)中的地質(zhì)圖功能以及屬性信息表的互查功能，對(duì)于礦山工程中存在的超限物品或者不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方，系統(tǒng)中會(huì)直接進(jìn)行預(yù)警避過(guò)在系統(tǒng)中顯示故障點(diǎn)。

2 系統(tǒng)實(shí)施效果測(cè)試

本文以我國(guó)某地區(qū)一礦山地下工程為例，根據(jù)該工程實(shí)際運(yùn)行情況，為其設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用了客戶機(jī)專(zhuān)用配置，并安裝了ArcEngine 和 ArcGISIMS ，以此獲得 GIS 控制環(huán)境。在該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了不同類(lèi)型的管理任務(wù)指令，并將礦山開(kāi)采進(jìn)度、施工人員在施工過(guò)程中的所在位置、礦山施工最終成果的查詢、工程應(yīng)用過(guò)程中的相關(guān)設(shè)備、施工設(shè)備的故障頻率統(tǒng)計(jì)等功能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，將其運(yùn)用在礦山工程施工中，并對(duì)礦山的實(shí)際儲(chǔ)量進(jìn)行系統(tǒng)查詢，最終的查詢結(jié)果如下圖所示。

通過(guò)實(shí)例應(yīng)用本文系統(tǒng)，有效證明了該系統(tǒng)在礦山工程開(kāi)采過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用的適用性和有效性，并且在數(shù)據(jù)輸出過(guò)程中，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出時(shí)間相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，具有非常明顯優(yōu)勢(shì)，有效降低了系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間。由此可證明，將這一計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)應(yīng)用在礦山工程中，能夠有效緩解傳統(tǒng)信息系統(tǒng)中能夠存在的弊端。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)信息技術(shù)在各行各業(yè)均得到了普及與應(yīng)用。因此，在礦山工程實(shí)際施工過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極將現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與礦山工程進(jìn)行有機(jī)融合，使礦山工程在開(kāi)采過(guò)程中逐漸向著信息化、數(shù)據(jù)化的方向發(fā)展，進(jìn)而在保障施工安全和最終施工成果的基礎(chǔ)上，取得長(zhǎng)足的發(fā)展。