淮北矿业煤矿GIS管理系统关键技术研究及应用

魏祥平

摘 要本文主要通过淮北矿业煤矿GIS管理系统信息化建设过程中，为实现矿图数据、技术资料高度集成共享及综合利用，打造“一张图”管理理念，实现两化融合，为矿区协同管理、精准采矿、灾害预控、智能分析提供技术支撑，对系统建设的关键技术、主要功能及使用管理方式进行论述。

关键词GIS;信息化;集成;共享

0 前言

淮北矿业集团从2000年开始，逐步实现了计算机制图，至2017年，矿图管理仍停留在电子制图上，且多套专业绘图软件并存，各软件之间互不兼容，技术信息共享程度低、数据报送费时费力、信息滞后，数据综合利用不够，决策服务能力欠缺等问题，严重制约着集团公司发展。为了实现矿图数据、技术资料高度集成共享及综合利用，打造矿山“一张图”管理理念，实现两化融合，为矿区协同管理、精准采矿、灾害预控、智能分析提供技术支撑，开展了煤矿GIS管理系信息化建设工作。

1 系统构架

淮北矿业煤矿GIS管理系统构架是基于淮北矿业的内网和外网双网模式运行，即数据中心和系统平台采用集中式部署，分布使用架构;PC客户端原则上走有线的内网模式，移动客户端用基于互联网的无线模式运行。

集团级用户和矿级用户都可以直接从公司管控一体化信息系统集成平台实现统一认证、单点登陆、待办事项办理、网上申请权限等功能。并根据不同角色进行权限管控。

实现地测、采矿设计、通防、机电等专业的所有数据、图形、属性、报表和文档通过网络和服务器，按照制定的流程和规则进行联动、更新和叠加，完成“提交、审批、会审、批阅、推送、发布”等全流程管理，满足信息的自动传递和互联互通。

2 系统建设的主要内容和功能

2.1 基于统一的GIS平台，实现现有矿图及数据库的完整转换

对原有多套专业绘图软件的图纸及数据库转换至统一的软件格式，转换后的图件线型、图式、注记、符号等均符合现行规程规范要求。

2.2 构建集团、矿井两级GIS管理系统

构建集团、矿井两级煤矿GIS大数据协同管理系统，提供集团“一张图”综合信息服务。实现矿井端矿图填绘、更新及采矿设计，各类图纸通过联动刷新实时信息共享，技术资料链接、影像图形套入等编辑功能及数据入库功能;实现集团端及矿井端图形统一协同管控，图形信息分层叠加管理、活动头面闪烁及快速定位查询、技术资料调阅、图纸审查及流程管控等功能。

2.3 集成水文监测、瓦斯监测、瓦斯抽采等在线监测数据，实现监测数据在GIS系统中实时显示

2.4 系统主要功能

2.4.1 实现了公司管控一体化信息系统集成平台统一认证、单点登陆、待办事项办理、网上申请权限等功能。

2.4.2 系统分浏览版、编辑版及手机版，矿井布设了浏览版、编辑版及手机版，集团布设了浏览版及手机版。

浏览版实现了图纸审批、会审、分发、分层叠加、联动实时刷新、新填绘采掘信息自动闪烁及编辑修改留痕、属性查询、技术资料链接、对象快速查找定位、多煤层巷道自动叠加、多煤层综合钻孔信息、监测监控实时数据信息显示等功能。

矿井编辑版实现了地测专业、通防专业、采矿设计专业图纸编绘功能，实现了地测数据库录入及成图功能。

手机版实现移动办公（图纸审批、会审、分发等）、一张图查阅、WEBGIS功能、基于WEBGIS的监测监控实时数据查询，重要通知查看和新闻动态查看等功能，并将手机端部署到外网。

3 解决的主要技术难题

1）图纸及数据库转换方面：解决了原有软件系统图纸转换面CAD时出现图形信息丢失、乱码、线型不规范;原有数据库格式与现有多个系统数据库格式不兼容且部分数据录入不全、不规范问题，实现了图纸及数据库的完整转换。

2）图形处理方面：通过图层开关，实现了各类图形信息的清晰调阅。解决了影像图与井下采掘图按坐标进行无缝叠加;多煤层巷道关系自动处理;多煤层综合钻孔信息生成;多煤层显示自动隐藏部分煤层断煤交线;活动头面快速定位、相关信息快速查找、看图角度旋转;在线监测系统数据在图中实时显示问题。

3）流程管控方面：解决了一套领导班子及员工进行两套矿端系统图纸流程管控及查阅;一套领导班子两套员工进行两套图纸流程管控及查阅问题。

4）技术信息集成方面：解决了地质说明书、地质预报、各种技术措施、各种日常生产局部用图等文字、表格、图形格式的技术信息在系统中进行集成、调阅问题。

5）图例方面：淮北矿区共有10多个可采煤层，为了统一图例语言，针对系统特点，在符合《煤矿地质测量图例》等规范的前提下，制定了适合淮北矿业煤矿GIS管理系统图例补充规定。

4 系统应用管理

4.1 应用管理原则

采取专业管理、联动协作的原则进行管理，按照原始数据谁收集谁录入、数据共享、协同刷新获取其他专业信息来管理本系统。

4.2 职责划分

1）明确集团公司管理部门职责：针对集团公司地测、生产、机电、安全等业务部门，按其职责功能，规范、督导本部门职责功能里渗及GIS系统的业务管理。

2）明确矿端各级管理人员职责：针对矿端图纸及技术资料，明确科（区）长、专业副总、总工程师、矿长等管理人员职责，严把图纸及技术资料质量审核关。

3）明确各级专业技术人员职责：按专业划分，明确地质、测量、防治水、采矿设计、通防、机电等专业技术人员进行基础图纸及技术资料的编制及上传工作。

4.3 图种命名及图层管理

图种命名是规范系统管理的一个重要组成部分，图种命名需规范准确且唯一;图层管理是电子图件管理的最大难点之一，必需统一图层命名，规范每个图层填绘内容。

4.4 上传图种归类

矿山图种较多，应分专业管理，归类上传，方便图纸管理、查找、调阅。

4.5 技术资料

统一规定系统集成的各种文字、表格、图形格式的技术资料信息及格式。

4.6 更新上传频率

规范图纸及技术资料更新、上传频率，确保信息实时高效利用。

4.7 审核流程

图纸及技术资料审核流程可根据其审核形式合理设置审核流程。

5 结论

淮北矿业煤矿GIS管理系统采取集中式部署，实现了煤矿GIS信息统一管控，打破传统的管理制度，从单一的计算机制图到大数据、网络化转变，并将各類数据进行高度集成共享，系统功能构架充分考虑了其完整性、规范性和可扩展性，利用该系统功能结构，不仅可以完成整个矿业集团的“一张图”管理，而且可以扩展到智慧矿山系统建设，实现基于大数据的煤矿灾害预警与防治决策、基于实时数据快速交换的多系统协同管控、基于智能总线的生产调度指挥，基于虚拟现实技术的透明矿山管理、基于精细模型和智能装备的精准采矿。在兄弟煤矿单位乃至其他采矿行业以及省级以上煤炭主管部门监管方面都具有示范意义及推广价值。