工程地理信息系统在煤炭企业的应用

刘勤贤 吕 炜 齐焕然

（1.浙江工业大学之江学院，浙江省杭州市，310024；2.杭州萧山国际机场，浙江省杭州市，311207；3.北京博能科技有限公司，北京市海淀区，100089）

工程地理信息系统在煤炭企业的应用

刘勤贤1吕 炜2齐焕然3

（1.浙江工业大学之江学院，浙江省杭州市，310024；2.杭州萧山国际机场，浙江省杭州市，311207；3.北京博能科技有限公司，北京市海淀区，100089）

煤矿企业存着大量不安全因素，可借助计算机信息技术和地理信息系统等手段进行管理和辅助决策，以保证人的安全和减少事故隐患。文章介绍了工程地理信息系统的特点及功能，通过工程地理信息系统的应用，煤矿企业实现了无形资产的数字化管理及工程项目的电子交付，最终实现“地下—地面”一体化管理。

工程地理信息系统 安全生产 系统管理 可视化

对于诸多大规模矿山这样大型工程，无论工程建设过程中还是工程建设完成后，进入运行和维护阶段必定要产生和使用大量的各式各样的信息资料，包括工程项目过程管理控制类文档、工程图档、电子表格、工程技术性文档、各种图像以及视频信息等。这些工程建设相关的信息资料，被称为“工程内容”。基于矿山工程的巨大规模、先进的技术与工艺以及项目管理的复杂性，有必要利用信息化手段对工程全过程生成的大量工程内容进行科学管理，使之能够为归档储存、数据检索、应用开发、工程技术性利用、运行维护及经营管理提供基础数据和增值应用开发。

地理信息系统（GIS）是一种以地理信息技术为基础，综合运用计算机软硬件、网络技术和通信技术，通过对一定地理区域（含相关的周边区域）各种空间数据与非空间数据进行输入、存储、查询、检索、处理、分析、显示和更新等操作的系统。经过几十年的发展，技术日趋成熟，能够实现区域资源管理、辅助决策、辅助工程建设和生产经营等目标，在国内外各行业已经有了许多成功的应用实例。

工程地理信息系统（Engine Geographic Information System，简称EGIS）通过在矿山企业建设阶段搭建工程内容管理平台，以业主为主体构建工程内容协同管理平台，对矿山工程建设全过程的工程图档进行跟踪与管理，并以建设工程的工程图档为基础，同步建设基础地理信息库，构建矿山企业建设与管理的各项可视化应用。工程地理信息系统既实现了对矿山建设和维护过程中工程图档的存储与管理，又提供了一个综合性的工程内容管理和地理信息管理平台，为矿山企业建设及运维过程中的可视化应用提供了数据与平台基础。

1 系统特点

（1）工程内容管理和地理信息系统创新性地结合，把煤矿企业的建设和运营两个分离的过程紧密地衔接在一个平台之上，能够顺利实现由煤矿工程建设向投产运行管理过渡。

（2）以煤矿建设为主体，实现工程原始图档的电子化采集与整理，不仅为档案资料管理部门提供完整的工程档案资料，而且为构造未来整个煤矿地理信息系统提供了宝贵的原始图档资料。

（3）在煤矿范围内构建工程地理信息共享与服务平台，不仅实现了对工程地理信息的存储与管理，而且为各应用共享与使用煤矿基础工程地理信息提供一个高效的IT管理应用平台。

（4）建立煤矿企业工程原始数据采集规范、工程原始数据库及地理信息库标准规范、工程地理信息应用规范等专业应用技术标准与规范。

（5）实现煤矿企业无形资产的数字化管理及工程项目的电子交付，统一管理项目在规划、设计、建设、营运过程中产生的各类工程文件和数据。

（6）有效解决海量空间数据和属性数据的存储与管理，不仅提供基于位置的信息服务，而且可以提供对矿业企业业务应用直观、可视的信息化支持手段，实现“地下—地面”一体化管理。

2 系统架构

工程地理信息系统主要由以下6个部分组成，工程地理信息系统总体架构如图1所示。

图1 工程地理信息系统总体架构示意图

（1）标准规范体系。信息标准化是信息化建设的关键环节，是实现数据共享的重要基础，是实现信息资源的有效利用、避免重复建设、提高效益的重要条件，对保证数据的整体性、协调性和信息流的畅通性，充分发挥数据的整体和集成效应意义重大。因此，EGIS系统建设第一步是制订标准规范体系。工程内容管理标准规范示意图和地理信息标准规范示意图如图2、图3所示。

（2）工程内容数据库和地理信息数据库。系统存储的数据包括煤矿区域覆盖范围电子地图数据库、井下设施设备数据库、建筑物数据库、工程编目数据库、工程文件库、多媒体数据库、方预案库、实时和历史动态信息数据库等数据库中的数据。

（3）工程地理信息共享与服务平台。包括功能内容管理（实现对所有过程工程文档数据的编目、归档、入库、安全管理、版本管理等）、地理信息管理（实现所有地理信息数据的改造、整合、入库、性能优化、安全管理等）、工程地理信息共享与服务（实现面向不同应用提供统一的系统集成接口、图层共享和服务系统、地图服务接口等，为开展业务GIS应用提供各种支撑）、实时信息接口（实现与多种实时技术系统消息通信，将各种实时信息接入到系统中）。

（4）系统管理。系统管理是保证系统正常运行和可靠运行的技术手段，包括用户、权限、性能、日志、监控、备份、恢复等功能。

（5）工程地理信息应用服务系统。工程地理信息应用服务系统是系统展示的门户，面向不同的业务单位提供丰富多样的GIS应用功能。

（6）系统用户。不同用户获得的信息和功能权限不同。

3 系统功能

3.1 生产数据实时监测系统

通过工程地理信息系统中的实时信息接口，生产数据实时监测系统可从各种生产系统中获取各类生产数据，包括瓦斯系统、供电系统、矿压系统、井下视频、主煤流系统、主通风机系统、压风机系统、人员定位系统、水处理系统、电机车运输系统等，系统可以实现井上或井下电子地图可视化展示、查询以及分析等功能。

3.2 井下人员定位系统

通过获取井下人员的实时监测信息，井下人员定位系统可以以电子地图可视化动态图形的形式实时地展示人员的所有数据信息，实现人员实时监测、人员轨迹回放和井下巷道线路等功能。

3.3 可视化资产管理系统

将资产与空间位置相关联、将设备资产的各种信息与相应的空间和资产相关联，既利于资产维修人员的日常维修工作，又利于资产管理人员的各种统计分析与辅助决策工作。可视化资产管理系统以企业资产和设备运行历史及台账为基础，以工作单的提交、审批、执行为主线，按照缺陷处理、故障维修、计划检修、点检定修、预防性维修、预测性维修几种可能模式，综合了采购管理、库存管理和人力资源管理对资产进行全生命周期的跟踪与管理。可视化资产管理系统实现的主要功能为建立企业设备资产台账；组织、计划和调度维修工作；提供技术知识以及安全信息；有效管理备品、备件库存；降低采购成本，加强成本核算；提高设备可靠率，降低停机时间；加强成本管理，降低生产运营成本；加强生产的安全管理；对管理进行细化、规范化和标准化；全面管理公司的运营维修工作。

3.4 可视化维修管理系统

可视化维修管理系统可以提供基于电子地图的可视化设施设备维护，具体功能包括资产管理、资产电子地图查询、资产预防性维修、检修路线生成及修改、资产维修记录专题分析等。同时，基于工程地理信息系统工程内容数据库可调用维修设备安装图纸或施工图纸，便于维修工人作业。

3.5 基于GIS矿山瓦斯爆炸事故模拟系统

基于GIS矿山瓦斯爆炸事故模拟系统是利用虚拟现实模拟仿真和可视化功能以及GIS空间分析功能来对矿山瓦斯爆炸事故进行模拟预测、分析事故发生原因、评估灾害程度以及确定施救方案的模拟仿真系统。该系统可实现对矿山场景进行三维模拟、动态展示和数据存储等功能。

4 应用效果

工程地理信息系统现已在山西、陕西等多个煤矿企业中的调度室、运输部、总工室、采掘工程部、通风部等部门应用，系统运行良好，效果理想。不仅为企业生产运营管理、安全管理、指挥调度等提供强有力的支持保障服务，同时提高了生产、经营、管理、决策效率和水平，为煤矿企业的安全运营和有效管理提供了高科技的信息化手段和工具。该系统为煤矿企业基于空间地理信息可视化应用系统的建设提供了共享空间地理数据和统一平台框架，保证煤矿地理信息应用建设无需重复购买平台软件和建设基础数据库，从而节约了系统建设成本和投资。因此，工程地理信息系统在矿业企业的应用前景十分广泛。

[1] 常江，李亚博，温海燕.基于GIS的采煤塌陷地建设适宜性评价[J].中国煤炭，2010（12）

[2] 黎栋梁.地理信息综合技术在广州数字规划工程中的应用[J].遥感信息，2008（4）

[3] 王革学.国土规划信息系统中GIS网络的设计[J].科技资讯，2009（5）

[4] 冯帆，王佟.基于GIS煤炭勘查地测空间信息系统[J].中国煤炭地质，2011（4）

Application of engineering geographic information system to coal mine enterprises

Liu Qinxian1，Lv Wei2，Qi Huanran3

（1.Zhijiang College，Zhejiang University of Technology，Hangzhou，Zhejiang 310024，China；2.Hangzhou Xiaoshan International Airport，Hangzhou，Zhejiang 311207，China；3.Brilliant Technology Company，Ltd.，Beijing，Haidian，Beijing 100089，China）

So many unsafe factors existed in the coal mines could be managed by aid of computer and information technology and geographic information system to provide assistant decisions so as to ensure the staff safety and lessen the hidden accidents.The characteristics of engineering geographic information system and its functions were introduced.Its application to the coal mine enterprises showed that the"underground－groud"integrated management was achieved via digital management of invisible assets and the digital payment of engineering projects.

engineering geographic information system，safe production，system management，visualization

TD－918

B

刘勤贤（1963－），女，汉族，湖南邵阳人，浙江工业大学之江学院副教授，研究方向：智能楼宇及系统集成、矿山建设数字化。

（责任编辑 路 强）