开采沉陷信息管理系统的设计与开发

2013-11-06方振龙

机械设计与制造工程 2013年6期

方振龙

(长春职业技术学院工程分院，吉林长春 130033)

开采沉陷所导致的移动变形是一个复杂的时空过程，是许多采矿因素综合作用的结果[1]。开采沉陷的研究对国民经济的发展和人民生活水平的提高有着重要的意义，然而随着开采沉陷研究规模的增大，有关开采沉陷的信息量也相应增加，对这些信息的存储和管理也就变得相当繁琐。传统的人为管理模式会导致开采沉陷数据管理上的混乱，造成人力和物力上的过多浪费，相应的开采沉陷信息管理费用也会增加，从而造成企业的负担过重，影响整个工程的进展。因此必须开发一套合理、有效、规范和实用的信息管理系统，在对开采沉陷信息进行统一管理的同时，还要便于对这些信息进行查看和分析。随着信息和网络技术的发展，计算机和网络技术已应用到各个领域，对信息的分析处理过程完全实现了自动化，保证了数据信息的准确性。中国矿业大学、山东科技大学、安徽理工大学等工矿类院校的相关研究工作已经取得了一些重要理论和实际成果。陈宜金、黄绍东(1996)对开采沉陷信息处理软件系统各模块间关系和设计原则进行了探讨[2]。王卷乐、吴侃(2001)把空间数据可视化思想引入开采沉陷的防治中，对数据的可视化的视觉表达和分析进行了分析研究[3]。提高开采沉陷信息管理系统的工作效率，做到信息的规范管理。快速查询和科学计算，让该系统能更好地为企业单位服务已经成为当务之急。

1 系统的功能介绍

本文是以开采沉陷信息管理系统为核心，以Visual C++为开发平台，以SQL Server 2000软件为后台数据库平台进行数据的存储与管理，并综合运用MFC ODBC访问技术，来设计和实现可视化的、便捷的管理系统。该系统可以很方便地在主界面上实现观测数据的入库、查询、计算和绘图等操作，这样就可以通过该信息管理系统实现开采沉陷数据的自动化管理。该开采沉陷信息管理系统包括4个部分:

a.地表移动观测站数据管理系统。

其功能主要包括地表移动观测站观测数据的入库、查询、计算，并将计算结果绘制成地表移动和变形曲线。

b.巷道移动观测站数据管理系统。

该系统在采空区巷道内上方不同高度设置观测点，观测站的水平观测线和地表的移动观测线设在同一个竖直面内，以便于观测数据资料的对比分析与计算。其功能主要包括观测数据的入库、查询、计算以及移动变形曲线的绘制。

c.岩体内部移动观测数据管理系统。

岩体内部移动观测数据管理系统分为钻孔伸长仪和钻孔测斜仪两个方面。钻孔伸长仪部分可得出不同深度岩层的垂直位移以及每一段岩层的竖向伸长和压缩量，其功能包括观测数据入库、查询、计算以及绘制各点的下沉曲线和相邻两点间的竖向变形曲线。钻孔测斜仪部分的功能包括数据入库、查询、计算偏斜量和水平移动量等以及绘制沿各方向的水平移动曲线。

d.“两带”观测数据管理系统。

该管理系统主要是对两带(裂缝带、冒落带)开采区的一些信息进行存储和查看，所以其功能包括观测信息入库和查询两块。

2 系统实现的关键技术及技术线路图

2.1 SQL数据库设计

数据库的设计与建立是利用SQL Server2000来完成的。SQL Server建立在成熟的关系模型基础上，并能进行分布式事务处理和联机分析处理，有分布式数据库、数据仓库功能和强大的数据库管理功能。除此之外，它还提供了丰富的管理工具来支持数据的完整性、安全性和作业管理。该数据库设计的重点是系统需求分析、数据字典的创建、数据库的创建与管理、表的创建与管理(包括表的内容与结构)，如地表移动观测原始数据表结构如表1所示。

2.2 配置ODBC数据源

ODBC(Open DataBase Connectivity)是为数据库应用程序访问关系型数据库时提供的一个统一接口，对于不同的数据库，ODBC提供了一套统一的API，使应用程序可以访问任何一种提供了ODBC驱动程序的数据库。ODBC作为一个应用程序广泛地应用在数据库访问应用编程接口中，并且以标准的SQL作为其数据库访问语言。在利用MFC ODBC开发开采沉陷信息管理系统时，需要配置ODBC数据源。可以利用ODBC数据源管理器添加、修改和删除数据源。单击“添加”按钮，打开“创建新数据源”的对话框，从驱动程序列表中选择SQL Server选项，接下来再打开“创建到SQL Server的新数据源”对话框。在数据源“名称”文本框中输入要配置的数据源名称KCCX，在“服务器”下拉列表框中输入本地服务器名(96D9F2306379495)，最后利用测试数据源进行测试。

表1 地表移动观测原始数据表结构

2.3 可视化界面的实现

Microsoft Visual Studio Visual C++是Microsoft Visual Studio开发组件中较为强大的编程工具。它不仅是当今最为流行的系统级开发语言软件，而且能够与Microsoft的操作系统进行无缝式结合，开发出高性能的Windows应用程序。利用Microsoft Visual Studio Visual C++可以开发出功能强大、性能优良和界面友好的数据库应用程序[4]。

MFC是微软基础类库的简称，是微软公司实现的一个C++类库，主要封装了大部分的Windows API函数。利用Visual C++中的MFC建立一个基于对话框的KCCX工程，在该工程上实现用户登录，各个子系统中的数据入库、查询、计算等功能，并以可视化、直观便捷的界面显示出来。

2.4 技术路线图

在计算机上有Visual C++和SQL Server 2000开发平台的前提下进行开发研究，其技术路线主要包括数据库的建立，配置ODBC数据源，建立登录窗口以及在主界面上设计地表移动观测站数据管理系统、巷道移动观测站数据管理系统、岩体内部移动观测数据管理系统和“两带”观测数据管理系统，并在该主界面上实现各个子系统数据管理入库、查询、计算、绘图等功能。

3 系统的实现与应用

3.1 系统的实现步骤

第一步，建立KCCX工程。

利用 Microsoft Visual C++MFC Appwizard，建立KCCX工程。

第二步，登录模块的设计。

登录模块是指在进入主界面之前对用户身份及其权限的确定，登录模块包括3个部分:数据源的名称、用户名和密码，添加的对话框类名称为CLoginDlg，资源 ID 为 IDD_DIALOG_LOGIN，该模块的名称为“登录界面”。

第三步，主界面设计。

登录模块设计完后，接着设计主界面，主界面主要包括:地表移动观测站数据管理系统、巷道移动观测站数据管理系统、岩体内部移动观测数据管理系统和“两带”观测数据管理系统。

3.2 系统的应用

该系统已在山西和江苏等地的部分矿区试用，达到了预期效果，实现了矿山开采沉陷的智能化管理和数字化应用，从而达到了提高工作效率的目的，在生产实际中有一定的实用价值。系统的登录界面如图1所示。

图1 系统的登录界面

巷道移动观测变形曲线及钻孔测斜仪数据管理展示分别如图2，3所示。

4 结束语

矿山开采沉陷信息管理系统在矿山开采沉陷区观测数据信息入库、查询、计算，绘制地表移动和变形曲线，绘制各点的下沉曲线和相邻两点间的竖向变形曲线，计算偏斜量和水平移动量以及绘制沿各方向的水平移动曲线等方面都具有很好的实用价值，但该系统还有些不足，比如界面的美观、程序代码优化和数据转换等方面还有待改进，这些在后续的工作中还要不断进行完善。