《河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿 数字煤矿总体设计方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿 数字煤矿总体设计方案.doc（75页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案北京中遥地网信息技术有限公司2010年3月8日目录1.概况31.1.城郊煤矿概况31.2.城郊煤矿现有系统61.2.1.调度通讯部分61.2.2.网络系统71.2.3.井下各自动化信息子系统71.2.4.地面信息子系统91.2.5.井下将要安装的自动化信息子系统111.3.现有系统分析111.3.1.系统不完善111.3.2.系统之间信息不能共享121.3.3.系统实用性差121.3.4.系统设计缺乏统一性131.4.迫切需要解决的问题131.4.1.网络系统131.4.2.硬件系统131.4.3.系统统一规划设计141.4.4.信息共享141
2、.4.5.系统集成141.4.6.基于数字煤矿的地理信息管理系统的建设145.5.5.1.数据库设计与建设145.5.5.2.地理信息管理系统设计与建设151.4.7.其它需要设计与开发的系统161.4.8.需要加强的监控系统162.总体设计的目标183.总体设计的主要内容204.技术流程244.1.技术流程确定244.2.系统现状调研分析244.3.确立设计开发内容254.4.系统设计264.5.拟定开发计划264.6.经费预算274.7.软、硬件设备的选择与购置274.8.系统构建274.9.应用软件开发284.10.系统测试284.11.系统安装、运行与提交285.系统设计305.1.关
3、键技术305.2.系统设计的原则325.3.系统体系结构345.3.1.系统逻辑结构355.3.2.系统网络拓扑结构365.3.3.系统软件体系结构375.3.4.系统使用的软件平台395.3.4.1.操作系统395.3.4.2.数据库395.3.4.3.地理信息系统395.3.4.4.管理系统软件开发平台395.3.5.数据库设计405.3.5.1.数据分类与编码405.3.5.2.空间数据库设计435.3.5.3.基础信息数据库设计485.3.6.基于地理信息系统（GIS）的管理系统设计515.3.6.1.图层管理设计525.3.6.2.图形管理535.3.6.3.井下监测、监控信息管理5
4、65.3.6.4.井下定位信息管理625.3.6.5.供电网络信息管理系统635.3.6.6.排水系统管理系统645.3.6.7.通信网络信息管理系统645.3.6.8.通风安全信息管理系统655.3.6.9.计算机网络信息管理系统655.3.6.10.井下事故救援模拟指挥系统665.3.6.11.综采工作面三维动态监测管理系统665.3.6.12.井下设备安全运行维护管理系统665.3.6.13.调度管理系统675.3.6.14.生产辅助设计系统675.3.6.15.生产管理系统675.3.6.16.井下救生、广播系统685.3.7.基于信息管理系统（MIS）的系统设计685.3.7.1.档
5、案管理系统685.3.7.2.工程项目管理系统695.3.7.3.办公自动化系统705.3.7.4.人员生产考核系统705.3.7.5.煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统705.3.7.6.培训管理系统715.3.7.7.系统管理716.实施计划727.提供成果73河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案1. 概况1.1. 城郊煤矿概况河南省永城市城郊煤矿属于河南省正龙煤业有限公司，为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险。矿井于1999年底开工建设，2003年10月竣工投产，创造了“当年投产、当年达产、当年盈利”的国内煤矿建设奇迹，被誉为集团公司“快、好、省”的经典力作。矿井采用立井多水平上
6、、下山开拓方式，可采煤层四层，主要可采煤层二2煤，具有较好的开采条件。矿井建设坚持“井上文明化、井下标准化、管理制度化、工作规范化、责任流程化”的工作思路，从严要求、从严管理、从严治矿，努力建塑自主管理型区队，积极创建学习型组织，全力推进技术创新，2008年，矿井科技创新成果达146项，取得国家实用新型技术职务专利10项，条带开采、扇形回采和三角煤柱回收采煤工艺的成功运用，使矿井资源回收率提高到90以上。矿井机械化作业程度属国内一流水平，矿井设两个综合机械化采煤队，煤巷施工全部采用综合机械化作业方式。综采工作面配备液压支架、无链牵引采煤机、中双链双速刮板输送机、可伸缩胶带输送机。井下煤炭运输采
7、用强力胶带输送机，井下辅助运输采用架线电机车。矿井采掘队伍专业素质高，综合能力强，所属两个综采队年生产能力双双超过200万吨，创河南省同类型矿井综采产量最高记录。矿井先后荣获“全国特级安全高效矿井”、“全国煤炭工业双十佳煤矿”、“全国煤炭系统文明煤矿”、“中国煤炭企业科技创新示范矿（厂）”和“河南省级文明单位”、“河南省五优矿井”等20多项荣誉称号。煤矿自建设开工以来，连年安全生产无事故，实现了“从零开始，向零奋斗”的安全目标。优秀的文化，先进的管理，高素质的员工队伍，创出了全国煤炭系统多项辉煌业绩。承载着未来美好希望的正龙煤业，在集团公司的正确领导及全体员工的共同努力下，将不断抢抓机遇，创新
8、管理，夯实基础，开拓市场，以昂扬奋进、厚积薄发的雄姿，向着更高、更远、更辉煌的目标迈进，为河南煤业化工集团进入世界500强做出积极贡献！公司以“信息化、数字化、生态化、人文化、安全本质化、管理现代化”为理念，打造一流的大型现代化、数字化煤矿；开创以信息化、数字化为导向的现代化煤矿开发、建设、管理新模式；建设具备国内外一流管理技术和先进设备的现代化煤矿，进一步提高企业生产发展管理水平、大力提升企业形象。“数字煤矿”是以先进的煤矿机电一体化技术、计算机技术、3S技术、现代企业管理技术为基础，以网络技术为纽带，以煤矿安全生产、高产高效、可持续发展为目标，实现多源煤矿信息的采集、输入、存储、检索、查询
9、与空间分析，实现多源信息的多方式输出、实时联机分析处理与决策、专家会诊煤矿安全事故与调度指挥等。随着我国煤炭事业的发展及安全形势的要求，煤矿对生产过程监控、全矿井生产安全环境监控、生产过程信息综合利用等方面的网路化、自动化和智能化提出了新的要求。要求煤矿井上、井下的各种子系统能在一个统一网络平台上运转，矿调度室集中监控、控制全矿井环境、安全信息，控制矿井机电设备，做到信息共享和增值，建立一流的数字化煤矿信息管理系统。近年来，随着电子化、信息化、网络化、计算机化、遥控遥测等技术的发展，针对煤矿开发的应用系统多种多样，然而各个系统的开发来自不同的公司与单位，系统的设计风格、理念、使用方式、技术特征
10、、数据格式、建设时间等均有较大差别，数据不能共享，系统之间数据无法交换使用。安全生产监测监控信息不能很好的整合、利用，缺乏把安全生产信息及时、准确的传送到各级相关人员手中的有效手段。给企业的生产管理带来诸多不便，甚至影响到企业生产管理的成效。要提高管理水平，实现现代化科学管理，就迫切要求对各个系统进行统一规划、整合集成，对安全生产监测监控信息进行有效的整合利用。用现代化技术手段把安全生产信息及时、准确的送到各级相关人员手中。在煤矿生产管理中，80%的信息都与图形有关，传统数据库不能处理数字图形和空间数据，互联网地理信息系统（Web GIS）克服了这种弊端，能够对图形和空间信息进行数字化描述、分
11、析、表达、与数据库无缝集成。基于计算机网络技术、三维地理信息系统技术、远程监控技术、无线射频技术、数据库技术于一体而开发的数字煤矿系统，能够将现有不同时期、不同种类、不同技术的安全生产监测监控系统和新建数字化信息系统、现代企业管理系统等多平台系统整合在统一的平台上，使企业的各个生产管理环节协调一致，使煤矿企业的安全生产、管理工作达到高技术、现代化的水平。该系统的网络结构采用先进的B/S(浏览器/服务器)结构；远程部门间的数据采集采用光纤通讯方式；GIS(地理信息系统)技术采用先进的网络地理信息系统（Web GIS）；对煤矿安全生产实行数字化监测与监管，通过网络对煤矿井下瓦斯浓度、采煤作业面的工
12、作生产状况、井下人员动态分布状况、输送皮带运转状况、矿车停放分布状况、风机开停状况、主要设备分布状况、设备匮缺和断电状况等等进行全天候的高效快捷实时监控。1.2. 城郊煤矿现有系统1.2.1. 调度通讯部分调度通讯：矿井通讯系统由行政交换机（飞利浦SOPHO IS 3000型）与调度交换机（华仁达512C型）组成，两交换机采用数字中继通讯，可相互直拨。主副井绞车房、井底车场、运输调度室、井下变电所、水泵房、上下山绞车房、带式输送机集中控制硐室、电机车库、火药库、材料库、采掘工作面泵站、工作面设备列车处、掘进面迎头等均安装有调度电话。行政电话和调度电话均可直拨调度室。采用两套电话录音系统，一套为
13、嵌入式录音系统，可对进出调度交换机用户通话实行全数字录音，一套为16路电话录音系统，对调度台所有的电话进行录音。1.2.2. 网络系统城郊煤矿局域网络系统由井下西门子环网交换机组成的工业以太网和地面由华为交换机组成的树形局域网络两部分组成，井下和地面互为独立的两个网络，中间通过系统服务器相互沟通，实现井上下数据的访问。1.2.3. 井下各自动化信息子系统1）安全监控系统城郊煤矿为低瓦斯矿井，现已装备了KJ90NB型煤矿安全监控系统，该系统符合煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）规定的全部功能，具有网络服务功能，使在局域网内的电脑均能看到系统数据。2）矿压监测系统KJ216煤矿
14、顶板动态（压力）监测系统是基于以太网平台建立的可实现全矿井矿压在线监测的综合监测系统，该系统利用矿区或矿井已建立的计算机网络平台，将各生产矿井顶板动态监测系统组成监测网络，实现矿压监测的自动化和信息共享。3）井下IP电话系统内置IP语音电话接入网关，能够在网络中构建IP电话和传真系统，支持热插拔，即插即用，可在现场随时接听电话，并可与电信互联。4）KJ117 矿井水压实时监测系统KJ117系统数据通信技术采用了目前国外发展最快的现场工业控制总线CAN总线技术，作为一种具有国际标准总线，与一般通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，是系统长期稳定运行基础。用户可方便的
15、通过企业内部局域网或 Internet进行远程查询、浏览，完全实现煤矿水情信息的多级共享。5）井下胶带钢丝绳自动检测系统定时监测井下胶带机内钢丝绳的磨损情况，由矿大和华能联合开发。6）东风井、北风井、西风井在线监测系统7）主、副井提升监控系统主井提升系统为交流变频传动，电控系统为ABB生产的AC410，监控系统为AC110，使用ABB公司自身开发的可编程控制程序。具有远程控制功能。2006年装卸载站控制系统进行了国产化改造，装配了一套唐山开诚公司开发的子系统。副井为直流电机拖动，电控系统为中国矿业大学ASCS-3型控制系统，采用西门子S7-400可编程控制器作为主控和S7-300可编程控制器作
16、为辅助控制。8）胶带集控系统KTC101通讯、控制一体化系统，可实现综采、综掘工作面；顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示及语言报警等功能。9）井下考勤系统井下考勤系统采用太原海斯特电子有限公司生产的HST-A型考勤机，具有使用寿命长，错码率极低的特点。软件系统采用标准的SQL数据库，现在结合我矿自己开发的井下考勤查询软件进行网络查询。1.2.4. 地面信息子系统1）生产技术管理系统生产技术管理系统为我矿的主要信息管理平台，目前矿内各类信息均通过此系统发布，也是其他系统的入口。2）视频监控系统视频监控系统主机设在保卫科，主要监视地面广场、人员经常活动地区等进行视频监控录
17、像和实时监控，采用三个监控主机，每个主机为612摄像头服务，可实现网上监控、查看录像等功能。3）煤矿精益管理信息系统由中国矿大设计的煤矿精益管理信息系统。通过内部市场化系统了解本单位的材料费用和考核情况、物资库房配件和材料的到货、库存、单价、出库情况等。4）城郊矿安全管理系统处理安全隐患、安全评估信息等系统，使用JAVA程序编写。5）煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统城郊煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统由北京安泰万强公司设计。工程技术人员通过作业规程管理系统发送、接收、审核、审批、贯彻作业规程及技术措施。6）城郊煤矿工资计算系统由城郊矿自己研发设计的城郊煤矿工资计算系统，由VFP9.0编
18、写，同时可支持WEB查询。7）城郊煤矿劳保管理系统由城郊矿自己研发设计的城郊煤矿劳保管理系统，由VFP9.0编写，同时可支持WEB查询。8）城郊煤矿培训管理系统由城郊矿自己研发设计的城郊煤矿培训管理系统，由VFP9.0编写，采用C/S结构和B/S结构两种形式，同时可支持WEB查询，在线播放视频讲座及教材等内容。9）城郊煤矿调度报表处理及播放系统由城郊矿自己设计的城郊煤矿调度报表处理及播放系统，该系统利用Excel2003自动计算生成调度日报表，利用PowerPoint 2003自动连接到调度日报表数据，生成演示文档格式，在调度会上播放。利用VBA编程，自动初始化数据环境，自动备份报表，自动把数
19、据传送到SQL数据库中，利用Web形式查询、分析、下载数据。10）地面指纹考勤系统地面人员进行指纹考勤。11）生产辅助设计系统生产辅助设计系统研制开发了巷道断面设计、交岔点设计、炮眼布置图、采区变电所、采掘衔接编制、循环作业图表编制、单道起坡甩车场、剖面网格、填绘巷道功能。 12）通风安全管理信息系统基于统一的龙软地理信息系统平台开发，由地测图形到通风图形直接过渡，不需要任何转换，实现无缝衔接。同时在通风软件中开发了如通风系统、防尘、避灾图例库、开发了对图例操作的专业命令以及常用的通风网络图绘制专业命令、通风立体图绘制命令以及通风网络解算、风机特性曲线绘制的专业计算命令。1.2.5. 井下将要
20、安装的自动化信息子系统1）井下无人值守变电所系统2）井下视频监控系统3）井下救生、广播系统4）人员定位系统5）鼓风机监测监控系统1.3. 现有系统分析调度通讯部分、网络系统，及井下监测、监控、自动化控制信息子系统9个，地面信息子系统12个，需要进行全新设计与安装的系统5个。1.3.1. 系统不完善目前城郊煤矿除了已经安装的9个监测、监控系统能满足生产中部分需求外，监控、监测能力较差，监控、监测点布置较少很多地方不能实时监控。因此，需要增加监控、检测设备。其次，地面的12个生产管理的信息系统大部分没有使用，仅有考勤系统、调度报表处理及播放系统和生产辅助设计系统使用率相对较高。其它系统不是没有使用
21、，就是使用的人员很少。究其原因，主要是系统来源厂家不同，操作使用不够人性化，设计缺陷较多，不能满足使用需求。再次，还有一些系统没有安装，生产管理中缺乏高技术管理手段。最后，以前的系统从来没有考虑建设统一的信息化数字煤矿系统，二维、三维的地理信息管理系统在本矿还是空白。1.3.2. 系统之间信息不能共享目前矿上已有的21个系统均来之不同的公司或厂商，系统之间存在屏障，各个系统只能独立运行，系统之间无法进行联络与沟通，每个系统均是按照独立的结构与标准创建自己的数据库，数据标准与数据结构均不统一，系统间的信息数据无法共享。因此，给生产管理带来巨大不便，这也是很多地面信息管理系统不能够正常使用的重大原
22、因之一。1.3.3. 系统实用性差本矿井下安装的9个系统和地面的12个信息管理子系统，均来源于不同的公司，每个系统的设计与使用、操作风格差别较大。由此，给管理者学习掌握、使用带来较大的不便，使用者必须适应各个系统的使用风格与方法，使用相当不便。另外，地面的12个信息管理子系统多数不能满足实际工作需求，不符合管理者的日常工作管理流程，使用起来复杂、繁琐，人性化较差。因此，多数系统被搁置，无人使用，造成资源的浪费。1.3.4. 系统设计缺乏统一性系统设计缺少统一标准、统一规范。由于各个系统来源于不同的公司，每个系统的设计具有自己独立的思路和标准，系统的开发平台，数据库平台及数据库结构设计，系统操作
23、方法，软件体系结构，系统界面设计风格等均具独立性。因而，系统的可集成性较差。1.4. 迫切需要解决的问题1.4.1. 网络系统城郊煤矿现虽然已经建立了地面、井下的网络及通信系统，就现状而言还不能达到数字煤矿建设要求。因此，必须对现有的网络、通信系统进行改造。主要包括：网络系统的升级优化布局设计，网络设备的扩充，系统防火墙的加装等等。1.4.2. 硬件系统数字煤矿对硬件系统的要求性能较高，因此，城郊煤矿现有的硬件系统设备远不能满足数字煤矿系统的要求。必须对硬件进行优化更新，主要包括：购买新的服务器、计算机、加装大幅面的显示屏及其它辅助外设。1.4.3. 系统统一规划设计针对目前城郊煤矿数字化管理
24、存在的不足，系统之间相互独立，信息数据不能共享，系统之间界面设计风格、数据库的使用、开发模式、操作使用方法等均存在较大差异。因此，建立数字煤矿系统必须以地理信息系统为基础，对煤矿的各个子系统进行统一规划与设计。1.4.4. 信息共享信息共享是目前本矿迫切需要解决的问题。主要是实现系统与系统间的数据通讯共享使用，改变目前各个系统的数据独立性，达到系统之间能够进行数据交换，并使每个系统产生的数字信息均能集成在统一的平台下使用。1.4.5. 系统集成对现有的系统在地理信息系统的平台上进行整合，实现系统的一体化操作管理。整合现有系统的图像信息、数字信息、文档信息到统一的二维、三维地理信息数字平台，并可
25、通过点击鼠标实现一平台下多系统的图像、视频、数字信息查看。1.4.6. 基于数字煤矿的地理信息管理系统的建设5.5.5.1. 数据库设计与建设1）文档数据库主要完成各部门日常办公文档资料管理数据库的设计、创建、与录入建设。2）属性数据库主要完成安全生产、管理各部门日常办公用表格数据的建库规范、标准、数据结构的设计、数据库创建、录入等。3）基础地理信息数据库制定基础信息数据库建设规范与标准，设计属性数据表格结构与地理信息数据的存储结构，建设二维、三维基础地理信息数据库，录入二维、三维基础地理信息数据，建立三维地理信息数据模型库等。5.5.5.2. 地理信息管理系统设计与建设二维地理信息系统的设计
26、与建设主要包括：二维数据库管理功能：包括数据的录入、输出、查询、修改、删除、数据库的组织与建设等多种功能。二维图形管理功能：包括图形数据录入、输出、编辑、修改、删除、查询及属性信息列表输出。图形放大、缩小、漫游。三维地理信息系统的设计与建设主要包括：三维数据库管理功能：包括数据的录入、输出、查询、修改、删除、数据库的组织与建设等多种功能。三维图形管理功能：包括三维图形数据录入、输出、编辑、修改、删除、查询及属性信息列表输出。三维模型的放大、缩小、漫游。等功能。1.4.7. 其它需要设计与开发的系统1）档案管理系统2）井下煤岩综采工作面三维动态监测管理系统3）井下事故救援模拟指挥系统4）生产计划
27、管理系统5）井下设备安全运行维护管理系统6）井下矿车定位系统7）工程项目管理系统8）办公自动化系统9）人员生产考核系统10）供电网络信息管理系统11）排水管网信息管理系统12）通讯网络信息管理系统13）计算机网络信息管理系统1.4.8. 需要加强的监控系统1）综采工作面监控系统2）掘进工作面监控系统3）主煤流运输监控系统4）矿井供配电监控系统5）井下主排水监控系统6）矿井主通风机监控系统7）矿井水处理监控系统8）电液监控系统9）烟雾报警系统2. 总体设计的目标1、把城郊矿建设成为具备现代化管理技术的、国内一流的、生产管理信息数字化的数字煤矿。实现煤矿生产的综采自动化、掘锚一体化、主运集控化、辅
28、运快捷化、通风智能化、供电远程化、管理信息化、生产清洁化、安全本质化目标。2、采用先进的数字煤矿网络，实现实时多级监测与监管，通过访问公司Web GIS网站，使各级安全、生产管理部门能够采用可视化方式，实时监测煤矿安全、生产状况。3、能够直接在数字采掘工程图上直观显示传感器及控制设备的真实位置，实时实地显示监测与监控设备的运行及控制状态；能够与各生产系统集成，进行数字图形化调度管理。能够及时、准确、可靠地进行数据及多媒体信息传输，并可在网上进行各种与企业安全生产相关的信息查询。4、基于三维可视化技术，实现三维数字煤矿地理信息的管理，并建成三维数字煤矿地理信息管理系统（3D GIS）。通过对文字
29、、数据、语言、视频、图像的传输、处理和对不同类型实时监控图像信息的集成，直接实现井下综采设备、供电设备、控制设备、监测与监控设备、运送设备、综采作业面等三维数字煤矿景观状态下的真实地显示、查看、查询与浏览。5、规范化、统一化。制定数字煤矿建设的统一规范，在统一规范的指导下进行各个子系统的设计与开发，使各个子系统达到统一的标准，使系统的管理与维护更加便捷化，使系统的运转达到最高的效能。6、系统集成化、一体化。改变现有系统孤立运行状态，达到系统的高度集成，方便管理者同机使用多个系统的多个功能，极大提高工作效率。7、信息标准化、共享化。建立统一的信息数据标准，规范数据的采集、存储、输出标准。建立信息
30、共享机制，制定信息共享准则与约束机制，制定企业信息保密守则。8、操作规范化、人性化。软件界面设计规范化，操作界面设计风格统一化，使用操作人性化，易学习、易掌握。9、管理科学化、一流化。系统的建设使煤矿安全生产管理更加的科学化、系统化，达到国际国内一流水平，使安全生产事故消除在隐患期，达到零事故。10、技术现代化、前沿化。数字煤矿采用的技术是目前国际国内领先技术，系统建成后五年内所用技术不会滞后。由于系统设计的规范化、标准化，系统可以随着技术的发展随时进行升级和更新，可确保系统技术的持续领先。3. 总体设计的主要内容1、功能需求分析。全面、系统的对安全生产、监测、监控、监督、信息管理、日常办公等
31、各个环节进行调研分析，总结各个部门的安全生产、监测、监督、信息管理、日常办公等流程。2、制定城郊煤矿数字煤矿建设的统一规范与标准。阐明：数字煤矿建设的需求、目标、意义、遵守原则；制定规范与标准。3、城郊煤矿数字煤矿总体结构设计。包括： 硬件网络结构设计、硬件系统架构设计； 软件系统体系架构总体设计； 现有井下9个系统整合方案设计。研究现井下已安装的9个系统能够按照统一的规范集成到数字煤矿系统中，并能通过鼠标点击查看每一个监控、监测系统的数字图像的技术方案。 4、数据库设计。整合现有的煤矿生产管理信息资源，制定统一的数据规范与标准，建立数据共享机制，进行基础数据库结构设计和创建。主要包括： 设计
32、编制统一的数据规范与标准； 对已有系统的不规范的数据进行接口转换设计； 制定数据传输与共享的规则； 编制数据字典； 设计数据库表格； 文档数据库、属性数据库、图像数据库、视频数据库结构设计； 数据库管理功能设计； 创建数据库架构。5、整合现有的网络系统，对现有网络及硬件资源进行优化设计。包括： 硬件网络优化设计； 计算机设备架构设计。6、在统一规范和标准指导下按照各个部门的安全生产、监测、监控、监督、信息管理、日常办公流程，分别设计各部门的计算机管理系统软件开发技术方案。（1）对已有的地面信息管理子系统进行分析，对使用率较低或甚至没有人使用的系统进行全新的系统开发实施方案设计。主要包括： 城郊
33、煤矿安全管理系统； 煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统； 生产技术管理系统； 煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统； 生产辅助设计系统。（2）对于还没有安装或准备安装的系统，以及根据管理需求必须进行开发的系统按照数字煤矿规范和标准，进行全新的实施方案设计及系统开发。主要包括：、井下系统： 井下煤岩综采工作面三维动态监测管理系统； 井下事故救援模拟指挥系统； 井下设备安全运行维护管理系统； 井下矿车定位系统； 井下无人值守变电所遥测监控系统； 井下视频监控系统；包括：综采工作面监控；掘进工作面监控；主煤流运输监控；各种变电所监控；井下主排水监控；矿井主通风机监控。 井下救生、广播系统； 井下人
34、员定位系统； 矿车定位系统； 排水管网设备信息管理系统。、管理系统： 生产计划管理系统； 人员生产考核系统； 鼓风机监测监控系统； 工程项目管理系统； 档案管理系统； 办公自动化系统； 供电网络信息管理系统； 通信网络信息管理系统； 计算机网络设备管理系统。7、三维地理信息系统和二维地理信息系统开发方案设计与编制。主要包括：制定图层数据编码；地理信息数据结构设计；系统功能设计；8、制定数字煤矿系统安全使用规则，数字化信息数据保密守则。制定公司由上至下管理阶层使用数字煤矿系统的权限、流程及使用规则。制定针对公司所有使用者必须遵守的信息数据使用保密守则及数据传输、转移、复制等使用规则制度。9、制定
35、城郊煤矿数字煤矿开发与建设实施计划。制定数字煤矿建设的系统性、可行性、完整化的实施计划与步骤。为系统地、有计划、分步骤进行数字煤矿建设与实施提供统一的实施计划方案。4. 技术流程城郊煤矿数字煤矿系统总体设计与基础信息数据库建设主要包括四个方面。其一，分析调研现有的各种监测、监控、自动化系统，安全生产管理，以及日常办公管理系统；其二，根据目标与内容，对城郊煤矿数字煤矿系统进行总体设计，包括设计规范与标准制定，各个子系统的功能设计；其三，进行数据结构设计及数据库建，包括数据规范与标准制定等；其四，制定数字煤矿建设的技术及开发计划。基于上述四个方面的内容，城郊煤矿数字煤矿系统总体设计技术流程应采用统
36、一规范、统一标准、统一规划、统一设计的方针。规范化的技术流程是指导数字化煤矿的规划、开发与建设技术的航向标。4.1. 技术流程确定技术流程反映了系统建设从调研、立项、需求分析、系统设计、开发计划、经费预算、设备选型与购置、数据库建设、网络建设、设备安装、系统安装运行、系统培训、系统交付与使用等技术全过程。4.2. 系统现状调研分析对城郊煤矿目前已经安装的系统进行现状调查与分析，将现有系统划分为运行良好系统、不可取代系统、不能满足使用需改进的系统、基本不使用或停滞的系统、需要开发的系统等五个大类进行调研与分析，归纳各系统的需求状况。调研分析的主要内容包括：系统使用者生产管理部门的管理流程，部门职
37、能，功能需求分析，数据收集、归类分析与整理，调研分析报告。4.3. 确立设计开发内容综上所述城郊煤矿目前已经安装运行的系统已达20多个，主要分为监测系统类、监控系统类、自动化生产类、信息管理类、生产设计类、办公自动化类、通信自动化类、人员门禁类等七大类型。其中使用运行较好的主要是用于安全生产监测、监控、自动化、通信、门禁等五大类的系统，其它系统多数处于停滞或少量使用状态，部分甚至已弃用。鉴于目前的实际情况，对于安全生产监测、监控、自动化控制、通信类的系统不需要进行系统的开发或改造，对于这些系统使用或产生的数据要纳入到数字煤矿系统中，进行规范化的数据转换，制订可共享的数据标准、规范。集团公司要求
38、连接使用的系统设计接口参数与技术。其它处于停滞或少量使用及已弃用系统应该进行新的系统设计。主要包括：生产技术管理系统，煤矿精益管理信息系统，煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统，城郊煤矿劳保管理系统，城郊煤矿培训管理系统，生产辅助设计系统，通风安全管理信息系统等。需要全新设计的系统：文档、属性、基础地理信息等数据库的设计与建设，档案管理系统，属性数据管理系统，二维地理信息系统，三维地理信息系统，井下煤岩综采工作面三维动态监测管理系统，井下事故救援模拟指挥系统，生产计划管理系统，井下设备安全运行维护管理系统，工程项目管理系统，办公自动化系统，人员生产考核系统等。需要预留设计共享数据信息规范与标准
39、的系统：井下无人值守变电所系统，井下视频监控系统，井下救生、广播系统，人员定位系统，鼓风机监测监控系统。4.4. 系统设计以需求分析为基础，结合当今能够达到的最先进的技术，并组织有关专家和技术开发人员，进行广泛的咨询与讨论，确立系统设计的内容，明确各个专家及技术人员应完成的设计报告。系统设计的内容主要包括以下方面：l 系统达到的目标；l 系统设计的原则；l 系统设计的规范与标准；l 编码规范；l 二维、三维图形数据库；l 属性数据库的结构；l 网络结构；l 硬件结构；l 系统的功能；l 软件结构；l 系统界面；l 软件开发的技术流程图。4.5. 拟定开发计划在进行项目的充分调研，并完成系统设计
40、后，应根据各个部门的实际需求，拟定科学的开发计划，制定出系统开发的详细步骤，每一步骤应完成的开发内容，所能达到的目标，以及详尽的日程表。开发计划的拟定要具有科学的合理性，它是技术开发人员的工作依据，直接影响到系统开发的进度与质量，计划要本着“先紧后松”的原则，以便后期留有较宽松的实间余地，对系统进行充分的测试、完善，达到系统的最优运行。4.6. 经费预算经费是项目开发建设的关键，经费预算本着科学、实际、经济的原则，既要考虑到系统开发的风险性、不可预见性，又要考虑到系统开发的时间性因素，不但要保证系统建设的必要费用，又不能造成浪费。经费预算内容包括：硬件设备购置费、软件购置费、系统开发费、人工费
41、、差旅费、材料费、项目管理费、设备使用费、不可预见费等。4.7. 软、硬件设备的选择与购置根据系统的目标、需求及系统建设的技术，经费预算，以及当前国内外已有的软件、硬件产品，及其今后发展的潜力和动向，煤矿的要求等因素，选购性能价格比最优的软、硬件产品。包括：数据库服务器、系统服务器、用户计算机、网络设备，计算机操作平台、数据库软件、GIS软件、开发语言。4.8. 系统构建系统构建就是按照系统的设计，将购置的软、硬件设备进行安装、调试，组建网络系统，测试硬件设备及网络的性能，安装相应的地理信息系统、数据库、开发语言平台等一系列软件，为系统开发、运行做好准备。4.9. 应用软件开发应用软件的开发是
42、系统建设的关键。系统开发主要包括：软件结构的设计，数据库结构设计，软件开发的多种平台选定，软件开发流程框图设计，界面结构设计，界面关系图，模块切割，程序编制流程图，软件编程，系统集成、调试、试运行等。4.10. 系统测试在完成系统开发、集成、调试后，进行系统初次安装，组织煤矿生产管理专业人员进行系统性能测试，测试系统的完整性、可操作性、运行状况等，并根据测试反馈信息进一步对系统软件进行修改、调整，直到系统的目标全部实现，运行无错误发生，性能达到最优，同时完成系统安装说明、操作使用手册的编制。4.11. 系统安装、运行与提交完成系统测试后，将系统安装到煤矿的硬件设备中，并由煤矿应用单位和部门验收
43、通过后，向煤矿提交有关的数据、图件资料、文档说明、使用手册、安装程序、验收报告，并对使用人员进行操作培训，在使用者认可的情况下系统即可正式启动运行，同时完成向煤矿提交成果。根据以上所述，可归纳如下图所示的系统开发技术流程框图。系统调研立项需求分析系统设计开发计划经费预算软、硬件设备选购系统环境构建软件开发系统安装、验收、提交系统调试、修改图17 系统开发的技术流程图5. 系统设计系统设计是系统实施的重要步骤，直接关系着系统建设的成功与否。系统设计包括：关键性技术；系统设计的原则；系统软、硬件平台的选配与构架；系统软件组织结构；系统软件开发技术流程等。5.1. 关键技术本方案主要解决城郊煤矿数字
44、煤矿系统的建设与开发的实施技术，结合了煤矿管理应用中多种专业的技术与当今国际国内GIS技术的主流与发展方向。提出针对数字煤矿监测、监控、生产管理、信息管理等煤矿生产管理专业信息系统的关键技术。其主要技术如下：一、监测技术。利用监测技术实时、动态监测井下危害煤矿安全生产的瓦斯气体浓度、矿压、水压等，加强安全生产管理。二、遥测技术。使用遥测技术对井下设备运行状态进行检测，并远程遥控设备的工作状态，提高设备管理的技术与安全控制性。三、远程监控技术。能够及时、迅速、直观反映煤矿安全生产等动态信息，进一步加强煤矿安全生产管理措施，为安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段。四、射频识别技术（R
45、FID）。是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。为井下人员、矿车等设备的识别、定位管理提供完美、高效的技术保障。五、网络技术。采用目前比较成熟的Client/Server 结构，并实现Internet和Intranet系统并存模式。六、网络数据库技术。选用SQL server关系数据库，具备网络管理与访问功能，并具备海量存储，SQL server数据库属性数据，解决了数字煤矿记录不断追加、一对多条记录的要求，历史数据的保存、列表
46、和回溯查询等关键性技术问题七、网络地理信息系统（GIS）技术。采用二维GIS和三维GIS并存技术，二维GIS管理地面地物的地理信息，三维GIS管理矿井巷道、设备、设施、管网等物体的地理信息。八、三维仿真技术。应用三维仿真技术对巷道、设备、设施及综采工作面进行真实模拟，管理者在计算机屏幕前就像似置身于真实的井下工作环境之中，可以更加直观、真实的观测井下设备安全生产过程与状态、为安全生产管理与计划制定、快速准确调度提供第一手数据资料，进一步加强了安全生产管理的科技手段。九、组件式开发技术。采用组件式开发技术可以加快系统开发进度，提高系统使用的灵活性能，减少计算机资源的无效占用，提高计算机设备使用的性能，简化使用者操作程序，易于学习和掌握。十、在系统设计上采用多层模型，系统具有较大的灵活性和可扩充性，有利于软件模块的复用。采用模块化设计和基于的数据库工作流控制机制，不会因为机构的调整而影响系统的使用。5.2. 系统设计的原则根据城郊煤矿的实际情况要求，
