基于网络分析的井下避险GIS模型构建与实现.pdf

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1、第6期矿山测量No．62013年12月MINESURVEYINGDec．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．06．19基于网络分析的井下避险GIS模型构建与实现木李玉萍，汪金花(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)摘要：井下避险GIS的三维巷道建模与网络分析是数字矿山建模的重要研究内容，也是紧急避险可视化研究的关键技术之一。文中分析了井下避险GIS的数据源和数据特点，依据GIS三维网络分析对数据模型的需求，分类设计了井下巷道网络、井下构筑物、监测与应急设施等重要信息的二维与

2、三维的模型，研究了一种适合井下不同作业层安全监测信息立体表达的模型，和以三维线模型为主的GIS数据组织形式，实现了不同作业层面上避险信息GIS管理，为井下避险最优路径的快速确定和立体显示提供了数据模型，对矿山安全生产与矿山救援等具有重要意义。关键词：井下避险；GIS模型构建；GIS数据组织；最优避险路径中图分类号：P208文献标识码：B文章编号：1001—358X(2013)06—0066—04利用计算机对矿山巷道的空间分布和相应的安成与否，对于井下避险GIS系统涉及的数据包含栅全信息进行三维可视化，是“六大系统”中井下避险

3、格数据、矢量数据、文本数据等；根据在应急避险空GIS系统研发的基础。数据模型与数据组织是通过间分析所起作用又分为基础数据、辅助数据及分析数据手段对现实世界的抽象，是其系统研发成败的数据。在完成系统数据向数据模型转换过程中，应关键问题，国内外学者对矿山井下信息的三维建模考虑：①参与建模的数据来源、格式与分布特征；②和数据组织等内容开展了许多研究，但在巷道三维建模对象的特征、形态与类型；③建立模型的应用目模型与空间分析的应用方面研究较少，所建立的模的与需要；④实现对模型操作功能的方便程度。型大多只具有视觉效果或仅能进行巷道断面面

4、积和1．1井下避险GIS数据源体积的计算，不能进行多种属性管理与显示，特别是为了确保矿山地下的顺利开采和安全生产，需在避险与救援等最短路径分析方面尚未开展数据模要考虑通风、排水、配电、人员避险路线(预定的)诸型的系统研究。井下避险GIS的建模要求数据模型多条件，需在井下不同水平的位置开设各种类型巷能准确地直观地显示巷道的三维视觉模型，方便地道和附属设施，如运输平巷、斜巷、溜井、泄水井以及查询巷道、安全设施、井下人员的有关信息，同时还避难硐室、水仓、水泵房、变电所、矿仓、调度室等各能完成井下紧急避险的空间网络分析，实现针对井类

5、硐室。这些构建物中最主要的是巷道网络，通风下人员个体避灾路线优化计算和立体显示。本文从系统、排水路线、人员撤退路线是依据巷道网络特有井下紧急避险GIS网络分析的角度出发，综合井巷的结构来完成实施的，相应模型也是依附在巷道网空间位置、安全信息、井下人员等数据，研究一种适络载体上的数据；井下人员、硐室、设备等元素的分合矿井下不同作业层安全监测信息立体表达模型，布或活动范围是在巷道内部完成，考虑到各种信息实现不同作业层面上避险信息的MGIS，为辅助矿山在避险GIS分析的作用各不相同，所以量化建模过安全设计、灾害救援决策等工作提供基

6、础。程采用分类设计(见表1)。井下避险GIS数据是以1井下避险GIS数据特点井下巷道网络为基础，增加了通风、排水、人员避险等附属信息共同组成。GIS系统的核心模块都是面向不同服务对象的1．2井下避险GIS数据特点数据库，数据库质量的优劣，直接影响着系统目标达根据井下避险GIS应用目的是主要实时动态显示井下人员避险各类信息和路径，系统将建模对象{基金项目：1、国家科技支撑计划项目(2011BAK07B01—04)；2、河北省自然科学基金项目(E2011209030)；3、河北省矿业开发与安全分为巷道网络信息、安全设施信息、井下

7、人员信息三技术重点实验宣。类，每类数据都有各自的特点，但整体上表现出三维第6期李玉萍等：基于网络分析的井下避险GIS模型构建与实现2013年l2月(1)巷道网络数据包含有井下基础巷道、通风、可以抽象GIS中的特定点来表示。记录人员在井下排水等基础信息。这类信息主要是巷道网络，通风的空间位置时，采用按时间段分类存贮的动态空间系统、排水路线、人员撤退路线是依据巷道网络特有信息和属性数据。结构来完成实施的。巷道是由长、宽、高组成的一个2系统GIS数据建模体域，由于井下避险GIS空间分析中主要考虑长度，因此将巷道抽象成GIS中的线，

8、用巷道中线来代替，井下避险GIS系统需要完成各种安全设施空间巷道的连接点可抽象成GIS中的点，用三维线型网查询和属性查询，完成紧急状况下透水、火灾等状况络表达空间模型，其他数据用属性数据结构完成。下最优避险路线空间分析和显示等功能，因此数据模型中通风系统、排水路线有流向要求，在模型中采模型