煤矿安全生产信息化管理系统.pdf

第 9期 2 0 0 9年 9月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n No ． 9 Se p ． 2 0 09 文章 编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 0 9 0 9 0 0 9 0 一O 3 煤矿安全生产信息化管理系统 吴 义祥 龙口矿业集团信息中心 ， 山东 龙 口 2 6 5 7 0 0 摘要 文章介绍了龙 口矿业集团开发的煤矿安全生产信息化管理系统， 分析 了系统结构及 实现的主要 目 标， 并给 出了系统整体架构， 详 细阐述了煤矿空间数据存储平台、 煤矿专业应用平台及 we b服务决策平台等 关键技 术 的 实现 。 关键词 煤矿 ； 安 全 生产 ； 信 息化 管理 ； GI S ；We b 中图分 类号 T D 6 7 2 文献标 识码 B 0 引言 随着信息技术在煤炭企业 的不断应用和深化， 煤矿安全生产的自动化水平、 监测监控能力 、 信息化 程度 在不断 提 高 。近 年 来 ， 国内很 多 煤 炭企 业 都 在 开发 研究基 于安 全 、 采 煤 、 掘进 、 机 电 、 运输 、 通风 、 地 测 、 调 度 、 防治水 等安 全 生 产 的 多专 业 、 一 体化 管 理 信息系统。但是 ， 由于这些系统的业务流程还是采 用传统的思路 编制， 不能共享基础信息 ， 同时缺乏 三维 可视化 表达 ， 以致 没有 很 好 地 实现 煤 矿安 全 生 产各 类多 源信息 的有效 集成 和共享 ， 因此 ， 不能 有效 地满足企业管理层面多部 门、 多专业 的动态监督管 理 的要求 。为 了解决 以上 问 题 ， 实 现煤 矿 安全 生 产 的信息化管理 ， 龙 口矿业集 团开发了煤矿安全生产 信息化管理系统 。 该系统基于 GI S 、 We b G I S 、 三维可视化技术 ， 实 现 了集 团公 司 与各个 矿井 的地质 、 测量 、 通风 、 安 全 、 生产 、 机 电、 调 度 、 安全 监 测监 控 、 综 合 自动 化 、 运销 管理 、 瓦检 员管 理等生 产 多源信 息的有效 集成 ； 实现 了井下安全 生产应用 的三维 空 间实 体数据 建模 、 三维可视化表达、 统一的地理信息系统的多维数据 管理与应用平台； 同时， 基于 I n t e r n e t ／ I n t r a n e t 实现 了集团公司、 生产矿井 的不同层面管理层、 技术层的 单点登录、 流程管理、 安全生产监督 管理、 信息查询 与决策服务等功能 ， 解决了安全生产多源多维数据 收稿 日期 2 0 0 9 0 5 0 4 作者简介 吴义祥 1 9 6 5 一 ， 男， 山东平度人 ， 高级工程 师， 中国 矿业大学控制理论 与控制工程专业在读硕士研 究生 ， 现任龙 口矿业 集 团信息中心副 主任 ， 主要 从事企 业信息化 管理工 作。联 系 电话 0 5 3 5 8 6 5 0 7 9 9 ；E ma i l wu y i x i a n g l k j t ． n e t 的统一组织管理问题 ， 实现 了基于工作流的安全生 产信息化管理功能， 提高了煤炭企业管理效率与管 理水平。煤矿安全生产信息化管理系统总体结构如 图 1所示 。 全生产信 测 管 理 信 息 子 系 统 量 标 准 化 管 理 信 息 子 系 统 通 防 管 理 信 息 子 系 统 寓 调 度 管 理 信 息 子 系 统 产 技 术 管 理 信 息 子 系 统 电 设 备 管 理 信 息 子 系 统 全 管 理 信 息 子 系 统 下 三 维 可 视 化 信 息 子 系 统 统 管 理 子 系 统 图 1 煤矿安全生产信息化管理 系统 总体结构图 1系统 实现 的主要 目标 1 构建 了统一的地理信息系统平 台， 实现 了 组 件式 开发与专 业应 用开发 功能 。 2 开展 了面 向信息 化 管 理 模 型 的研 究 ， 提 出 了煤炭企业安全生产各专业信息集成的数据驱动模 型、 面向多部门信息共享的应用模型、 基于工作流的 信息化管理模型。 3 系 统 地 研 究 开 发 了 基 于 3 D GI S的 矿 井 三维可视化信息系统， 实现 了二维 GI S与三维 GI S 的集成应用 ， 动态构建了三维模型。 4 整合 了安全监测监控、 综合 自动化 、 运销管 理 、 瓦检员管理等动态信息资源 ， 实现了安全生产各 专题图形 的远程发布、 信 息查询、 决策分析应用等 功能 。 2 系统 架构 安全生产信息化管理系统分为 3个部分 煤矿 2 0 0 9年第 9期 吴义祥 煤矿 安全 生产 信 息化 管理 系统 9 1 空间数据存储 平台、 煤矿专业应用平 台、 We b服务 决策 平 台。系统 结构 采用浏 览器 ／ 服务 器 客户 端／ 服务 器方式 c ／ s B ／ S结 构 。本 系 统 实现 的技 术 难点主要体现在统一架构地理信息系统平台与多源 数据存储 、 集成开发专业应用平台与远程管理平台 基 于集 团层 面的 安全 生 产 管理 信息 系 统 2个 方面。 地理信息系统平台是核心 ， 多源数据存储是系 统运行的血液， 煤矿专业应用平台是安全生产专业 管理的现代化工具 ， We b服务决策平台是领导决策 的工具 ， 4个部分相互衔接， 构成煤矿安全生产信息 化管理系统 。系统整体架构如图 2所示 ， 其 中图形 库采用 G I S 、 VC与 Ac t i v e X技术开发 ， 远程管理采 用 ． NE T 技 术 开发 ， 并 运 用 We b F o r m、 D a t a S e t 、 Ad o ．NE T、 J a v a S c r i p t 、 S QL S e r v e r 2 0 0 0等 相 关 技 术 实 现网络应用功能。图 2中各类层次用户在信息共享 与 We b协作过程 中， 先访问空间元数据库获取相关 元数据信息。 联机分析处理 卜 ． 集团公司用户 卜 ． 叫 上级主管部门 矿井生产用户 I 态 l 修 l 改 l 信 J 息 ＼ 兰 二 兰 竺 里 竺 ，⋯⋯⋯⋯- _●I ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ． ． - 【 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ． ； 广 一I ] l 用 户 提 交 的 空 间 查 询 请 求 l l 墨 兰 I 二 二 亘 亘 亘 丑 二 蚕 匝 F a v a l J a v a sc r ip t ] 查询 结果集 垂匦固决 策 层 夏至圃管 理 层 ⋯⋯ 专家层 生 盘 技 术 层 应用服务器 、W e b 服务器 空 间S Q L 查 询 l I { 丽 M L 煤矿空间数据库r 1 煤矿空间元数据库 图形库l l图象库【I 属性库 专业模型库 -． __- -_- 、’ ’- _- __ ___ _．_，、 _- -__ __ __ _一，、’ -’_ -_- __ __。 一 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯L⋯ ． ． 地 质 空 间 信 息 系 统 最 新 数 据卜 _ J I J程 序 服 务 元 数 据 库 动态修改模型 煤矿专业应用平台 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯一 r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘ 信息共享与W e b 协作平台 图 2 煤矿安全生产信息化管理系统整体架构图 3关键 技 术研究 3 ． 1煤矿 空 间数 据存储 平 台 煤矿空间数据是其它各种应用的基础信息 ， 它 随着时间动态地积累和更新 ， 同时 ， 其它应用 通风 、 设计 、 供电等 也依存于它而产生变化。在开发该系 统前， 煤矿空间数据多以文件的形式存储图形数据 ， 煤矿各部 门之间信息共享困难 。例如通风部门编制 通风系统 图时， 需要提取地测部门提供的最新采掘 工程平面图， 在此基础上进行巷道整理和通风 图例 符号的添加工作 。当地测信息发生变化时 ， 通风系 统 图 、 生 产设计 图件 就需 要 重 新 编 制 ， 费 时 费力 、 效 率低下。在本系统 中， 煤矿空间数据存储平 台主要 采用空间数据和属性数据统一由空间数据库管理的 形式实现多源数据的统一组织管理 。这与传统的文 件存储模式相 比， 具有以下优越性 1 数据的共享。在三维空 间中某一空间对象 如断层、 导线点 、 巷道、 等高线 、 煤柱、 风门、 探头 在 数据库 中只存储 1次， 即可使相关专题图形 、 专题内 容动态 更新 。 2 可以充分利用数据库 的并发控制 ， 提高数 据编辑的效率 。 一一一一一一一一一一一一～一一 9 2 工矿 自动化 2 0 0 9年 9月 3 可以提高空间数据的安全性。 4 空间数据统一组织存储可以有效地综合分 析和应用图形， 简化各种专业制图的流程 ， 提高工作 效率 。 3 ． 2 煤矿 专业应 用 平 台 煤矿专业应用平台是整个煤矿空间信息化管理 系统的核心， 负责对空间数据进行处理 、 编辑、 显示、 查询 、 分析等。煤矿地测、 通防、 质量标准化、 调度、 生产 技术 、 机 电 、 安 全 等 专 业 应 用 系 统 和 We b GI S 发布系统都是在其基础上建立的。 3 ． 2 ． 1 地 测管 理信 息子 系统 地测管理信息子系统是煤矿信息化管理的基础 部 分 ， 主要 包括 矿井 地质管 理 、 测 量管 理 、 储量 管理 、 水文管理以及相关图形生成与管理， 并依据地测数 据构建三维模型实现三维重构与应用功能 ， 是煤矿 信息化管理系统最为复杂的部分 。 3 ． 2 ． 2 质量标 准化 管理信 息子 系统 质 量标 准 化 管理 信 息子 系 统 主要 实现 采 煤 、 掘 进、 机电、 运输 、 通风、 地质、 调度等 7个专业的质量 标准化的网上打分 、 系统 自动汇总并计算相关分数、 系统 根据评 定标准 给 出等级 、 评定结 果 的浏览 、 查询 等 功能 。 3 ． 2 ． 3 一通三防管理信息子系统 一 通三 防管 理信息 子系 统实现 的功 能 1 基 本 绘 图 通 风 系统 图、 防尘 系 统 图 、 矿井 避灾路线图、 通风安全监测监控系统图、 抽放瓦斯系 统 图和瓦斯 地质 图等 。 2 自动 成 图 在 采 掘工 程 平 面 图 的基 础 上通 过 添加通 风设施 ， 生 成通风 系统 图 ； 根 据通风 网路解 算结果生成压能图； 在通风系统 图基础上生成通风 系统立体 图 ； 在通风 系统立 体 图上标 注通风设 施 、 通 风参数 等 。 同时 ， 一通三防管理信息子系统还具有通风阻 力测 定 、 通风 网路解 算等 功能 。 3 ． 2 ． 4 生产调度管理信息子系统 生产调度管理信息子系统主要实现煤矿原煤产 量、 掘进进尺 、 生产准备 、 值班情况 、 调度记录、 调度 台帐 、 生产 日报等各类 生产调度信 息的信息化管理 功能 。 3 ． 2 ． 5 生产技术管理信息子系统 生产技术 管理信息子系统 主要实现工作面信 息、 巷道信息、 生产信息、 衔接计划方案、 月度衔接计 划、 年度衔接计划 以及生产技术报表等生产内容的 信息化管理功能 。 3 ． 2 ． 6 机电设备管理信息子系统 机 电设 备管理 信息 子系统 主要实现 机 电设 备综 合管 理 机 电设备 考 核 、 机 电设 备 质量 标 准化 、 机 电 设备事故分析、 机 电设备规章制度 、 机电设备技术 管理 机 电设 备设 计 图纸 、 机 电设 备 布置 图 、 机 电设 备技术档案 、 机电设备管理 设备库存 、 使用 、 回收、 维修 、 报废 的信息化、 网络化功能。 3 ． 2 ． 7 安全管理信息子系统 安全管理信息子系统主要实现安全质量信息 日 报 干部 下井情 况 、 群监 信 息 日报 、 安 全 信 息 日报 与 三违 日报等 、 职工 安 全档 案 工 作调 动 、 安全 培训 、 违章处理与安全奖励等 、 安全隐患问题、 违章情况、 工伤事故 、 班安全 风险评价 等 内容 的信息化 管理 功能 。 3 ． 3 We b服 务 决策平 台 1 W e b发 布系统 we b发布系统通过发布地测管理信息、 调度管 理信息、 矿井安全信息、 质量标准化信息 、 一通三防 管理信息、 机 电管理信息 ， 实现了煤矿安全生产信息 的完全共享 ， 提高了工作效率 。 2 与监 控系统 的接 口集成 we b发布 系 统通 过 开发 实 时 数 据 管 理 系 统 接 口软件及 统一 的数 据表 结 构 ， 将 实时 数 据 自动 按 接 口类 型存 储于数 据 库 中 ， 并 动 态 显示 在 采 掘工 程 平 面图或 通风 系统 图上 ， 实现 了与安 全监控 系统 、 生产 自动化系统的集成 。 4 结语 龙 口矿业 集 团开发 的煤矿安 全生产 信息 化管理 系统 ， 基本 实现 了安 全生 产各专 业信息 化管理 功能 ， 极大地提高了集团公司的管理效率。但要全面发挥 系统 功能 ， 还需继 续深化 应用 ， 逐步达 到全方 位支撑 煤矿 安全 生产 的 目的。 参考文献 E 1 ] 樊书 昌． 峰峰集 团企 业信 息化应 用及研 究 [ D] ． 天 津 天津大学 ， 2 0 0 8 ． E 2 ] 李友芳． 全区 煤矿 安 全 生产 存 在 的 问题 及 发展 方 向 E J ] ． 安全生产与监督 ， 2 0 0 4 6 ． E 3 3 戴磊 ， 牛光 东 ， 钱建生 ， 等． 煤炭企业信息化管理系统 的研究E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 0 9 3 ． E 4 3 井悦． 煤 矿 安 全 生产 信 息 化现 状 及 发展 方 向E J ] ． 中国煤炭 ， 2 0 0 8 5 ． E 5 3 刘志妍． 煤 炭 企 业 信息 化 建 设 模 式 研 究 [ D] ． 徐 州 中国矿业大学 ， 2 0 0 8 ．