井下采矿设备GIS系统设计与实现.pdf

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1、磅蚕他第29卷第l期GEoLOGYOFSHAANXI2011年6月文章编号：1001-6996(2011)O1一oO88一O6井下采矿设备GIS系统设计与实现李巧莲，范毅(1．洛阳栾川钼业集团矿山公司，河南栾川471542}2．西安科技大学测绘学院，陕西西安710054)摘要：利用地理数据库分类管理井下采矿设备，将设备的空间位置分布和相互连接关系等用GIS图形和属性数据进行描述。采用UML统一建模语言对井下设备管理进行规范化建模，通过组件式开发，实现井下各类设备的可视化管理与分析，并通过机械模型对设备进行智能诊断。关键·词：UML通用建模语言；智

2、能诊断；设备中图分类号：TD52文献标识码：B0引言目前我国井下采矿设备管理的主要方法为：在CAD格式的井下电气设备布置图上标注设备的地理坐标，定期更新，完成设备的位置管理；定期派专业人员下井，检查机电设备运行状况，并填写相关报表，完成对机电设备运行状态的管理；若设备发生故障，则故障设备所在采区停电停工，维修或更换设备后恢复生产。该管理模式存在的缺陷包括：无法实现办公自动化，及对各类设备台账报表的快速生成、统计和分析；无法完成对设备的可视化管理，快速直观了解设备的状态、库存和历史维修记录等信息；无法在计算机上通过采掘工程平面图准确、直观了解设备空

3、间位置分布和相互连接关系。如何利用GIS系统强大的图形和属性数据功能，分类整理井下设备在巷道的空间位置分布、相互连接关系和属性信息，以便能够以可视化方式实时了解井下设备的运行状况，促进采矿作业安全生产，提高设备的使用效率，本文将对此进行探索和研究。1用UML设计井下采矿设备GIS系统1．1井下采矿设备GIS系统功能需求分析井下采矿设备GIS系统主要包括以下几个方面的功能。(1)设备运行状态管理。通过GIS软件开发，以可视化方式直观了解设备在任意时段内的状态信息。例如变电站电流电压、皮带机所受压力和滚筒温度等动态信息，可从调度室服务器直接读取，系统

4、能以柱状图、曲线图和饼图的方式，按一定的时间间隔表达这些信息收稿日期：2O1O一12—15作者简介：李巧莲，女，37岁，本科学历、测绘工程师，从事矿山GPS测绘技术与信息化管理工作．第l期李巧莲等：井下采矿设备GIS系统设计与实现89的动态变化情况。设备台账、地理数据和备用设备属性等静态信息，存储在地理数据库中，可以根据用户需求进行查询、统计和分析，并生成相关报表和专题图。(2)系统监控。使用传感器实时监控各大设备，通过井下网络系统将监测信息上传至服务器，并进行解算。当监控数据超过阈值时，系统将自动报警，并进行诊断。(3)故障分析。将设备的实时监

5、测数据输人专业数学模型，并进行解算，得到能反映设备运行状态的参数，实时诊断设备运行状况。(4)采矿工作调度：为避免因设备故障长时问造成生产停工，需系统快速确定故障设备位置，计算最短路径，以便快速更换故障设备，提高采矿工作效率。1．2并下采矿设备GIS系统结构建模用于确定系统所包含的主要类，并分析类之间的相互关系。本系统的入口类是设备管理系统界面类，它是一个窗体类，内部封装了地图打开、图形显示和操作等方法。传感器类是一个抽象类，主要功能是接收各类传感器回传的信息数据。故障诊断类是一个窗体类，主要功能是对故障信息进行智能分析，并查找故障原因和提出维护

6、方案。系统类图如图1所示图1系统类图Fig．1Diagramofthesystem1．3井下采矿设备GIS系统用例建模整个系统包括：数据预处理、功能实现和数据输出三部分。数据预处理的核心用例主要包括传感器参数设置、传感器数据解算、监测阈值初始化、设备信息初始化等。功能实现的核心用例包括实时监测、网络分析、智能诊断和办公自动化等。数据输出的核心用例包括报警信息、故障原因、维护方案和最短路径信息等。系统用例图如图2所示。1．4井下采矿设备GIS系统动态建模系统通过动态建模，可以清楚直观查看调用各个用例时，对象之间的交互过程。本系统的参与者对象为管理员

7、，边界对象包括主系统界面和子系统界面，控制对象包括监测进程、数据操作和智能诊断。实体对象为数据库。本系统的主要事件流包括设备监测和故障诊断、网络分析和最短路径选择、输出台账报陕西地质第29卷图2系统用例图Fig．2Legendusedinthesystem表和数据查询等，系统的动态建模如图3所示。图3系统时序图Fig．3Timesequenceofthesystem2井下采矿设备GIS系统实现2．1系统主界面及数据库本系统采用GIS二次开发完成，快速稳定搭建系统模型，高效管理数据。采用c／s架构，通过窗体与数据库的链接完成数据的交互显示，数据存储

8、高效，且安全方便。数据库结构表如表1所示，系统主界面如图4所示。第1期李巧莲等：井下采矿设备GIS系统设计与实现91表1井下设备数据库结