矿井通风与避灾动态演示系统的开发与应用.pdf

2 0 1 I ‘【第 届 仝围煤矿机械与救援装备高脏旰甘蒈靳产品技术交流会沧史集 矿井通风与避灾动态演示系统的开发与应用 何宗明 安徽恒源煤电股份冉限公司恒源煤∥．安徽淮北2 3 5 1 6 2 摘要通风系统是矿井安幸巾产的基础，对矿 f 安全生产的重要性不言而喻．随着矿井生产的进行，矿 井通风系统也H 益复杂；井下避灾路线降l 足指导避灾的重要的技术贷料，但从宴际运用看，无论是通风系 统阿还是避灾路线圈都是静态的，对掌握通风系统或者避灾路线的效果不理想。如何提高通风系统图、井 下避灾路线圈的应H j 效果，让员工更好地、蜓有效率地掌握矿井通风系统和避灾路线成为迫切需要解决 的问题。针对上述睛况，我开发了矿扑通风与避灾动态演不系统，能够动态演尔选定地点的通风系统与 避灾路线，对于熟悉、掌握通风系统和避灾路线、救灾指挥等效果十分明显。 关键词通风避灾动态演示视域榨制 背景 煤矿安全规程第十二条规定，井丁煤矿必 须及时填绘反映实际情况的通风系统图、计下避 灾路线图。通风系统是矿井安全生产的基础，对矿 井安全生产的重要性不言而喻，随着矿井生产的 进行，矿井通风系统也日益复杂；井下避灾路线图 是指导避灾的重要的技术资料，但从寅际运用看． 无论是通风系统嘲还是避灾路线图都是静态的， 对掌握通风系统或者避灾路线的效果不理想。如 何提高通风乐统图、井F 避灾路线阿的应用教果， 让员工更好地、史有效率地掌握矿井通肛l 系统和 避灾路线成为迫切需要解决的问题。 针对上述情况，我开发了矿井通风与避灾动 态演示系统，能够动态演示选定地点的通风系统 与避灾路线，对于熟悉、掌握通风系统和避灾路 线、救灾指挥等效果十分明显。 2 、程序开发 2 1 程序主界面 程序主界面由演币类别选项、演不地点列表 框、视域范围控制和演币速度控制等几部分组成， 如罔1 所示。 演不类别选项包括通风、避火 瓦斯 、避水 降『1 系统主界面 2 0 1 l ‘ 第 届 全国煤矿机械与救援装备高层研讨暨新产品技术交流会论史豢 等。演示地点列表框选择需要演示其通风系统或 者避灾路线的地点。 演不地点是与演示类刷芰联的．当用户选择 某一演示类”5 时，程序自动确定与之对应的、n f 供 演不的地点及其路径数据 视域范围和演示速度滚动条川以拧制演示 的视域范围和演示谜度。 2 ．2 程序运行 程序启动厉，将以设定的耐扑T 稃平柳图为 背景，在进行必莹的铆始化T 作 包括州人基础数 据、初始视u 的确定等 之后显示主界㈨ 在程序的铷始化r 作- l t 还将直询名为“世道 线”的图层井确定为当| j i 『H 层，这一点根重要．吲 为以后演示时视域范围是相对于当前图层的当前 视口缩放的，因此耍把需要的图层设置为当前图 层 进人主界m 幅，选择演不类别和演币地点、确 定税域范⋯和演乐速度控制数据后，单击“演示” 按钉【开始演币， 开始演示时，桃点首先移动到选定的演示地 点的演不路衽人n 处，随后拉近镜头，显示细节和 “ 始演小娄别动态图兀。初始演示类别动态图元 的觏色和形状随州p 在主界嘶巾选择的演示类别 的不吲而不同，其中避火 瓦斯 的初始演坼类别 动态图兀为红色爆炸状，如图2 所币。 之后，个指不当前运动位置和方向的箭头 阿2 避火 瓦斯 的切始演示类别动态网兀 图元将沿没定的演不路径运动，并拖出一条绿色 的轨迹线，其速艘取决十半界面巾“演爪速度”滚 动条的设定．其角度随盾行路径的方位角自动倜 整。‘●初始演示类别动忿图兀类似．箭头阿元自々颜 色啦州r 1 在丰界面巾选择的演示类刖的不同而不 同。 网3 至蚓5 为不同演示类别的演币效果微 闭． - ⋯1 _ - _ _ _ ⋯u 芷茎 ”。。．． ．_ i ”i * 二 ‘j ． 图3 避火 M 斯牖小过程中的故目 2 0 I 【． 第二届 全局煤矿机械与救援装备高层研讨暨新产品技术交流会论文橐 在到达演示路径的末端时 水、火、瓦斯避灾 路线的术端往往是风井或者副井 ．箭头罔元停止 运动，显不动态放大的“升井”宁样，类似于图6 的 效果。 阁6 到达避水演示路径结束点时的状态 此时，程序并不退出或者返回主界面。而是提 示用户可以移动、缩放窗口，回顾演示轨迹。只有 当有击窗体时才删除阿形上的演币轨迹，返回主 界面。 3 、配套程序的开发路径关键点坐标值 的自动获取 上述程序运行时图元的运动路径取决于事先 - 殳定的荛键点坐标，矿井中需要演示的地点和路 径多且经常调整，每一路径又有多个关键点数据， 对于这些数据．如果采用于T 的方式采集和整理． 则T 作量很大，且极易产生错误，无法满足实际需 要。鉴于此，我又编写了配套程序，用以自动获取 路径关键点坐标f | f ，_ r 『1 广只需根据提示确定昕要 获取的关键点坐标值的演示地点、演示类别并单 击各关键点，程序即可把这些数据包括各关键点 的辛标值按设定的格式保存。这牡数据在使用时 不需任何蒯整，矿井通风与避灾动态演示系统 自动完成数据的提取和捌用。 4 撤果分析 动态演示，生功形象。通风系统及避灾路线在 矿井安全生产r f Ir 分重要，但目前的通风系统图 和避灾路线圈都是静态的，对掌握通风系统和避 灾路线的敞果不理想，难以满足需要。本软件引对 煤矿现场的特点和需求，把一般用于静态矢量绘 图的A m r f A D 通过程序实班了通风系统与避灾路 线的动态演示，形象、生动，大大提高了观众掌握 通风系统和避灾路线的效率和效果。 演示内容丰富，扩展方便。系统有通风系统、 避火 瓦斯 、避水等多种方式供选择。演示地点与 演示类别关联，根据选择的演币类别自动确定町 以演示的地点及其路径数据。同时，系统n J 方便地 扩展应用到运输系统、供电系统- k 配套程序完善，掏建完整软件链条。尤中问瓶 颈环肖，戈键点坐标值获取高教、快捷，实现了与 矿升通风。j 避灾动态演不系统无缝连接。 演示罔元多样、动态化，效果好。根据演币类 别的不同，定义和应用了不同的初始动态图元、箭 头图元和结束点罔元．这些图元均是动态的．强化 了演示效果，更有利于观众对通风系统和避灾路 线的认汉。 演示轨迹暂留和回顾。在图元运动的过程r h I 程序会把演示轨迹同步绘制在背景之上，弗在一 次演示结束后暂时保留，此时，程序不会立即退 出，允许用户移动和缩放窗体，仔细观察、回顾演 示轨迹，为用户进一步掌握通风系统和避灾路线 提供了极大的方便。查看完毕，右击窗体，程序清 除轨迹、返网主界面，为用户的下一次操作做好准 备。 实时方向控制，艘示真实运动效果。矿井通风 系统和避灾路径中有很多方向变化，如果在演示 过程巾运动图元不随路往转向，m 0 演示效果将大 打折扣，凼此．实施方向性控制} ．分重要。对此， 矿井通风与避灾动态演示系统采用的方法是 枉演不过程巾．实时预存路释I 湔一微分线段的 角度，同时取得下一微分线段的角度，然后控制圈 元进行角度的渊整．改变运动方向，让运动图元的 指向始终与所鲐路径的角度相同，实现运动轨迹 角度与路径的统一、真实。 视域范围及演币速度可控．视点| 殳置合理。在 演示系统中，抚域范围十分重要，较大的视域范围 可以掌握更多的全貌，更好地把握当前运动所处 的位置，但范围过大则不利丁细节的观察，鉴于 此，系统主界面中设置了“视域范围”滚动条，方便 用户对枧域范围的控制，罔7 、图8 就是“视域范 嘲”渊整为较小和较大时的效果。但无论大小，在 完成演示、逗凹主界面前均可移动、缩放窗体．进 行进一步的观察。 2 0 1 1 。 第 届 全国煤矿机槭与救援装备高层研讨暨新产品技术交流会论文集 蚓7 “视城扯州’调整为较小时的效果图8 “视域范围”{ | 割整为较人时的技果 在程序的初始化T 作，l t ，j 丕将进行和始视域 的定位。每一次程序曲动后．可进行多次多个地 点、多科- 粪型的演示．其一} - 第一次演示时，将把剐 井坐标| 殳置为初始视域中心点，在奉次满目i 结束 时视点已变化．此时把乖次路径的缩求点作为下 次演示路径的韧始税点．即F 次演示时．自先 从此视电移动} 0 演乐路衽的起始点，町币冉移动 到副井位置，“避免视点小必要的跳跃。 参考文献 [ I 崔景岳，刘思沛，聂文龙煤矿供电[ M 北京煤城1 ．业{ l { 版社．1 9 8 8 [ 2 。李风华A u t o C A D2 0 0 2 ／2 0 0 0V B A 开发指 南M 】北京清华大学出版社，2 0 0 1 [ 3 ] 高盂玉，张洪顺煤矿合理通风系统的构 建方法探讨[ J ] 科技创新导报，2 0 1 0 1 R 7 3 7 3 [ 4 ] 沈能煤矿通风系统存在的问题及发展 iJ I 中国新技术新产品，2 0 1 0 2 0 1 3 7 1 3 7 [ 5 ] 成明旗．焉战峰基十V B 的A u t n C A D 一 次丌发拄术在施_ T 管理系统中的研究与应用[ J ] 水利水电技术，2 0 1 0 4 1 4 1 “ [ 6 ] 张广々7 ．高玉亮，刘淑静用V B A 二次开 发A u I f ，C A D 的探时【J ] 哈尔滨商业大学学报自 然科学版．2 0 0 1 4 4 7 _ 4 9 。7 ] 陈通A U T O C A D 2 0 0 0 入门与提高冲文 版 [ M ] 北京清华大学f f { 版社，2 0 0 0