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智慧礦山三維基礎平臺解決方案1 智慧礦山的定義1.1幾何表達-是現(xiàn)實礦山的數(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內(nèi)容。 三維模型是其數(shù)據(jù)載體，是智慧礦山的基礎。1.2安全監(jiān)控-能夠與現(xiàn)實礦山互動 能實時反映生產(chǎn)、安全數(shù)據(jù)，并能進行自動化控制。 智慧礦山是動態(tài)和積極的應用系統(tǒng)。1.3 應用和分析-能提高礦山安全、生產(chǎn)和管理能力服務生產(chǎn)，是礦山專業(yè)和管理部門的日常工具。系統(tǒng)分析、預測工具，指導生產(chǎn)和生產(chǎn)成本的管理工具。2 智慧礦山的關鍵問題體系問題基于對象的，以模型為核心的GIS系統(tǒng)。1. 現(xiàn)實世界與虛擬世界有一一對應的關系，為真實的構(gòu)建虛擬礦山提供了基礎平臺。2.模型是對象的容器，是對象間關系的記錄和處理者，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；地物和設備等。2. 系統(tǒng)連接-反映礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀和互動（開采、掘進、供電、運輸、人員、風流和瓦斯、水文、地壓、溫度、設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)自動化設備控制系統(tǒng)的連接；各種路徑的邏輯拓撲關系（風，水、電、人員軌跡）。3.數(shù)據(jù)挖掘-服務生產(chǎn)和安全專業(yè)分析解算-地質(zhì)構(gòu)造、地壓、動態(tài)風網(wǎng)；礦井物流、生產(chǎn)成本分析與控制。3 智慧礦山的關鍵技術及其解決途徑特別關鍵的幾點三維模型的動態(tài)建立和可編輯技術；基于三角域的改進的Bernstein-Bzier地質(zhì)曲面拼合表示技術； 地質(zhì)實體模型（地質(zhì)透明體）巷道高級處理技術；二維、三維一體化技術；圖形模板技術；與監(jiān)、控系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)管理、模型在體積計算、人員軌跡、通風解算、巖石力學、瓦斯及防治水、生產(chǎn)成本等中的分析和應用。3.1 模型技術概述 VRMine 特有的地質(zhì)曲面表達和斷層處理技術，使多層地質(zhì)體建?？删庉嫛⒖煽刂?。 地層 地形地物 基于巷道和工作面對象技術，可精確地表達井巷工程模型和生產(chǎn)開采模型。巷道基于組合對象技術，可表達地形地物和礦井生產(chǎn)的任意物體。掘進、采煤機三維模型的動態(tài)建立和可編輯技術基于對象的表達和處理（用戶級）；充分理解礦井和組成礦井的各個對象的物理邏輯、設計靈活實用的體系和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；組合對象技術（復雜 是 簡單 的疊加）；二維、三維一體化技術（二維編輯一樣可以用于三維）；尋找或創(chuàng)新實用的數(shù)學表達技術?；谌怯虻母倪M的B-B曲面拼合表示技術復雜的地質(zhì)曲面是簡單的基于三角域的改進的B-B曲面的拼合；斷層處理技術（核心：有限制邊的Delaunay三角形，難點：逆斷層處理-交換或分裂算法）；曲面化問題-速度；考慮地層的產(chǎn)狀（傾向和傾角）。巷道高級處理技術現(xiàn)有技術：幾何表示：截面（三角形/四邊形；點數(shù)固定/動態(tài)；形態(tài)固定/動態(tài)）；拓撲關系：點線；技術類型截面（四邊形；點數(shù)動態(tài)；形態(tài)動態(tài)）同類截面點數(shù)固定；形態(tài)固定；但類型可任意改變；點線的拓撲關系 + 接頭技術。3.5 二維、三維一體化技術對象和模型，圖形和光照顯示要分立；體系結(jié)構(gòu)上要支持。優(yōu)點：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、修改和應用是基于同一個數(shù)據(jù)模型，保持了數(shù)據(jù)的唯一和實時高效。模型二維 = 剖切 + 符號化三維 = 線、面的分解 + 光照3.6 圖形模板技術對象和模型，圖形和光照顯示要分立；體系結(jié)構(gòu)上要支持；對象化 - 動態(tài)生成、強類型、可命名、可檢索、可組合；專有對象（圖表、圖框、自定義圖形）；多種坐標形態(tài)（絕對、相對、局部，浮動）；對象的主從關系，圖形、模型的嵌入和連接；任意比例尺技術；3.7 生產(chǎn)監(jiān)控關鍵技術：控件技術；通信、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫技術。OPC（自動化設備）。實現(xiàn)途徑：通信 或 數(shù)據(jù)服務器；控件; OPC標準；業(yè)務邏輯 + C# + WEB ；3.8 專業(yè)應用基礎數(shù)據(jù)管理人員定位；通風動態(tài)解算；體積計算儲量、水量。通風分析系統(tǒng)通風圖表形功能。通風網(wǎng)絡解算功能 通風設計功能生產(chǎn)設計系統(tǒng)巷道斷面圖，平巷交叉點（單軌單側(cè)，雙軌單側(cè)，雙軌單側(cè)彎道，單軌對稱，雙軌單側(cè)分岔和彎道交岔點等），硐室（采區(qū)絞車房、采區(qū)變電所、吸入式礦井泵房、壓入式礦井泵房、非隔開式井下調(diào)度室和充電整流室等）。5.5 應急救援結(jié)合三維電子地圖模擬事故現(xiàn)場的災情影響范圍，及時提供逃生路線和救援策略，輔助應急指揮。 VRMine瓦斯預測預報 根據(jù)瓦斯地質(zhì)情況，在通風分析的基礎上，結(jié)合監(jiān)控和瓦斯巡檢資料，構(gòu)造瓦斯預測預報專家系統(tǒng)，預測瓦斯涌出量及瓦斯危險區(qū)。 4. 展 望1）. 智慧礦山剛剛開始，目前無成熟的經(jīng)驗和實例；2）. 未解決且迫切的問題：地質(zhì)實體模型，礦山瓦斯、水、地壓等安全問題；3）. 監(jiān)控和工業(yè)自動化 。應用領域： 智慧礦山基礎平臺（模型建立，制圖）； 生產(chǎn)和調(diào)度管理（地測、通風、設計、安全監(jiān)控、調(diào)度管理等）； 遠程 WEB 安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)； 通風、瓦斯、水文、防避災分析預測系統(tǒng)等。應用對象：礦山6.2 智慧礦山GIS綜合管理系統(tǒng)解決方案（請將pdf格式的智慧礦山綜合獎城管理文件放在下面）7智慧礦山實時視頻再現(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于礦山感知層以及終端的展望，目前的應用已經(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，提供一個技術手段，將更多的數(shù)據(jù)（圖像、照片、語音、控制量等），采集到地面以供分析和處理。WIFI無線移動模塊1、綜述WIFI無線移動模塊可實現(xiàn)礦用設備（IP攝像機、傳感器、IP廣播或其他數(shù)據(jù)采集單元）由有線轉(zhuǎn)換為無線，無線增加漫游移動切換的功能。該模塊，主要解決了以下問題：l 有線的IP型設備，經(jīng)過該模塊后，可以講數(shù)據(jù)透過wifi基站，以無線的方式傳輸；l 提供專有的移動數(shù)據(jù)算法，使得依靠wifi信號無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在不同的wifi基站移動（漫游）時，鏈路保持不間斷，基站間切換速度少于1秒；2、應用領域在有wifi信號部署的區(qū)域內(nèi)，通過集成WIFI無線移動模塊，可實現(xiàn)以下用途：1) 移動目標（礦車、人員、罐籠、提升等）的視頻采集回傳：小型的IP攝像機（不受限制），通過網(wǎng)口與WIFI無線移動模塊相連接，可以集成為無線移動攝像機。礦山工作人員通過無線移動攝像機實現(xiàn)井下視頻圖像實時回傳，而且在井下WIFI基站/無線AP之間實現(xiàn)智能切換，視頻圖像傳輸不間斷，切換時間1s,監(jiān)控中心隨時都可觀察到井下的實時運動情況。2) 無線移動傳感器：傳感器通過集成WIFI無線移動模塊成為無線移動傳感器，礦山監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)可利用無線移動傳感器實時獲取井下各處的監(jiān)測數(shù)據(jù)。3) 無線移動廣播：礦山可以借助此模塊，實現(xiàn)IP廣播通信話站（內(nèi)置WIFI無線移動模塊的小型IP廣播話站）的無線靈活位置部署，節(jié)約線纜成本、施工和維護線纜工作量，可隨時接收調(diào)度室/調(diào)度員的廣播指令和喊話。4) 無線移動數(shù)據(jù)接入模塊等。3、模塊組成：WIFI無線移動模塊由IP端口、管理端口和WIFI天線組成。1） IP端口提供一個RJ45網(wǎng)口；2） 管理端口負責WIFI無線移動模塊的IP地址注冊、訪問和管理；3） WIFI天線接口實現(xiàn)WIFI無線移動模塊和WIFI基站/無線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WAN口、1個LAN口10/100M自適應，支持端口自動翻轉(zhuǎn) 無線接入器、有線路由器合二為一 支持高達150Mbps的穩(wěn)定傳輸 提供多種工作模式：橋接模式和網(wǎng)關模式 支持 NAT/NAPT IP 共享，廣域網(wǎng)支持協(xié)議：PPPoE/Static IP /DHCP 支持虛擬服務器、DMZ主機功能 支持64/128位WEP及WPA-PSK, WPA2-PSK等最新無線安全標準 支持UPnP功能，DDNS功能 支持遠程和Web管理，全中文配置界面 提供Web管理頁面復位，恢復出廠設置 三、SIP廣播話站設計說明1、綜述新一代礦用SIP廣播開發(fā)模塊組基于SIP協(xié)議設計開發(fā)，可以直接通過IP網(wǎng)絡接入IP調(diào)度系統(tǒng)。該模組由IP廣播通信板、功放板、電源板、撥號盤等組成。2、應用領域礦山、鐵路、石化、冶金等行業(yè)，需要電話聯(lián)絡、廣播、喊話、緊急呼叫等實際調(diào)度聯(lián)絡業(yè)務。3、 設備特性1) 具備電話機的所有功能，可以和通信調(diào)度系統(tǒng)的有線調(diào)度電話、3G手機、無線WIFI手機、調(diào)度臺等終端撥號互通，全雙工。2) Rj45就近接入，或者無線接入以太網(wǎng)3) 具備一鍵呼叫調(diào)度臺的緊急呼叫功能，全雙工;4) 通過調(diào)度臺，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：實現(xiàn)語音進行放大，在通過揚聲器或喇叭放出