XX煤矿数字化矿山建设方案报告

监控数据中心与监控子系统的根据系统软件接口及标准的信息协议是软件整合能否实现的关键，对于各现场控制单元(子系统)，接入组件支持业界普遍认同的一些标准接口接入。

2.2.2.1 OPC接口

OPC(OLE for Process Control)是被工控领域广泛遵循的一种标准，它规范了应用程序与现场设备或数据源之间数据存取的接口协议，它是基于微软的组件技术(COM/DCOM)设计，采用客户/服务器体系结构。它既可存取本地OPC服务器数据，又可存取分布在网上其它节点的OPC服务器，并且具有高效、安全的特点。它是目前存取现场数据最理想的方法。

2.2.2.2 DDE/NetDDE接口

NetDDE是基于网络的动态数据交换(DDE)技术解决应用程序之间数据的动态交换。也采用客户/服务器体系结构。它既可存取本地DDE服务器数据，又可存取分布在网上其它节点的DDE服务器，它比OPC在速度和安全性方面要逊色。但对一些动态刷新系统它仍不失为一种简单有效的方法。 2.2.2.3 ODBC接口

现场控制单元(子系统)可将一些对实时性要求不高(如统计等)信息周期性地通过数据接口写入指定的共享数据库(如MS Access 或MS SQL等)的表中，综合自动化系统通过数据库接口获取相关信息。

2.2.2.4 FTP传送

现场控制单元(子系统)将实时数据周期性地写入指定的文件中，文件的结构符合统一的信息描述，子系统通过FTP上传至管控服务器设置好的FTP服务器。

2.2.3 搭建XX煤矿矿用空间数据中心

矿用空间数据中心主要是指在井田范围内以空间三维坐标为基础组织起来的井上、井下地理空间基础信息。主要包括空间煤层、岩层、地表、地质构造、巷道以及构成采、掘、机、运、通生产系统的矿用设备、材料、配件、设施在井巷或地表

空间布置位置和拓扑关系。在煤矿这些空间数据采集是以地测信息系统中地质数据库和测量数据库为基础采集和整理的，数字矿山基础信息平台与主流的地测系统兼容(煤科总院西安分院、北京龙软科技、西安集灵)，可以直接访问地质数据库和测量数据库，从而为井巷系统和煤层、岩层等地质体等空间信息建立打下了基础。

井巷系统建立起来，实际上建立起来了矿井井下的空间参考，以井巷导线点建立起来的井下空间参考作为采掘机运通等生产系统布置的坐标参考。

数字矿山基础信息平台空间数据中心主要内容分两个层次管理基础数据，一个层次面向关系数据库，管理和组织矿井对象的几何基础数据、空间拓扑规则和几何网络信息，另一个层次管理矿井对象，面向平台其他模块提供矿用对象使用维护功能。

2.2.3.1基础空间信息的组织管理

矿井生产系统由设备、设施、配件、井巷、材料、工作面、区域等对象及其相互关系构成，该功能完成基本对象的空间信息的结构定义、编码及其新增、更新、删除、查询、枚举等数据库操作。

2.2.3.2矿用对象组织管理

数据中心支持设备、设施、配件、井巷、材料、工作面、区域等矿用对象及其关系面向对象的管理功能，其他生产系统基于该机制使用对象，进行二次开发。 2.2.4 构建XX煤矿各种专业算法库

数字矿山不仅要实现数据采集和可视化表现，而且要实现数据的增值利用， 需要在基于基础信息平台对采掘、供电、运输、通风、给排水等各生产子系统的工作原理进行仿真模拟，不断开发专业分析软件包，为煤矿安全生产经营管理提供决策支持。这一块任务需要与按生产系统专业结合，开发适用的专业分析功能。 2.4.5 构建XX煤矿数字矿山基础信息平台

大量的矿井空间数据和属性数据需要统一组织管理，这些基础信息在使用过程中是按照生产系统(井巷系统、通风系统、供电系统等)、矿用对象(井巷、地质体、设备、配件、材料、设施等对象)、基础数据(地质、测量、钻孔、监控、管理等数据)的层次向下挖掘利用的，所以数字矿山必须面向关系数据库管理矿井基础信息，以矿用对象为主题组织基础信息，以生产系统为主题组织矿用对象，这样从下到上管理矿井基础数据，开发基础信息管理引擎、矿用对象管理中心和丰富的专业分析算法(通风解算、供电网络整定分析等)，构成数字矿山基础库，基于基础库可以二维矢量图形成图算法、开发三维空间建模算法，利用3DGIS渲染引擎可视化矿井;可以开发专业分析软件包，为辅助决策和生产管理服务;可以开发安全管理、物质供应、煤炭运销等管理信息系统，提升矿井管理水平。

数字矿山基础信息平台必须以3DGIS的数据规范为基础组织管理数据，以3DGIS可视化平台为数据的集成支撑平台，开发专用的空间建模算法，可实现矿井的可视化表现。这一块主要实现矿井基础信息的可视化表现，通过2D矢量图和3D模型实现矿井的直观表现。

由以上分析可见，数字矿山基础信息平台、3DGIS可视化支撑平台和专业分析软件包构成了数字矿山基础信息平台的主要核心内容，基本搭建成数字矿山的基础应用框架，基于该框架可以开发各类应用系统的开发，所以数字矿山建设必须首先构建数字矿山基础信息平台。

2.4.6 构建XX煤矿数字矿山专业应用软件 详细见第3章《数字矿山系统简介及应用》。 3数字矿山系统简介及应用 3.1 数字矿山平台 3.1.1 2DGIS数字矿山平台

平台具备CAD、2DGIS所有功能，可以轻松应对日常生产制图、出图及管理功能。2DGIS功能在此处不再详细列举。

图3-1-1地理信息系统平台主界面 3.1.2 3DGIS数字矿山平台

3DGIS数字矿山平台采用全新的面向矿用对象实体和拓扑的数据组织方式进行数据管理，实现了多种三维模型数据的一体化存储管理;平台中一个三维矿用对象要素可由三维几何特征和属性组成，也可由多个其它矿用对象要素组合成一个新的矿用对象要素;

通过建立煤矿三维空间数据库，平台做到了对海量三维数据的存储管理的支持。此外，平台还支持三维矿用对象要素的本地存储和网络数据库存储，目前支持的数据库包括ORACLE、SQL Server等常见的商业数据库。