數(shù)字化礦山建設(shè)建議書

1、- 1 - 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山建設(shè)一期工程 礦山信息集成管理平臺(tái)礦山信息集成管理平臺(tái) 開發(fā)方案建議書開發(fā)方案建議書 河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)研究院河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)研究院 東北大學(xué)系統(tǒng)工程研究所東北大學(xué)系統(tǒng)工程研究所 東北大學(xué)秦皇島分校東北大學(xué)秦皇島分校 2010 年年 11 月月 10 日日 - 2 - 目目 錄錄 1 項(xiàng)目提出的背景及意義項(xiàng)目提出的背景及意義.1 2 建設(shè)數(shù)字礦山的作用和意義建設(shè)數(shù)字礦山的作用和意義.2 3 數(shù)字化礦山的總體方案及其建設(shè)進(jìn)程數(shù)字化礦山的總體方案及其建設(shè)進(jìn)程.4 3.1 數(shù)字礦山建設(shè)的目標(biāo).4 3.2 數(shù)字化礦山的邏輯結(jié)構(gòu).4 3.3 河北鋼鐵集團(tuán)礦

2、業(yè)公司數(shù)字化礦山的總體需求.6 3.3.1 數(shù)據(jù)中心功能.7 3.3.2 三維礦業(yè)軟件應(yīng)用功能.7 3.3.3 企業(yè)管理功能.9 3.3.4 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)過程管控一體化功能.9 3.3.5 礦山信息管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新.10 3.3.6 與 erp 系統(tǒng)的兼容.10 3.4 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山建設(shè)進(jìn)程安排.10 4 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析.11 4.1 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息管理平臺(tái)研發(fā)內(nèi)容.11 4.1.1 數(shù)字礦山建模與 gis 平臺(tái)開發(fā).11 4.1.2 gis 平臺(tái)開發(fā)環(huán)境.14 4.1.3 gis 平臺(tái)開發(fā)的原則.14 4.2 礦山信息集

3、成管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)流程.15 5 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.15 5.1 系統(tǒng)開發(fā)的總體思路.15 5.2 系統(tǒng)架構(gòu)（硬件軟件）.16 5.3 應(yīng)用軟件系統(tǒng)的主要功能.17 5.4 應(yīng)用軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì).17 5.4.1 礦山信息的結(jié)構(gòu)特征.17 5.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案.19 5.5 系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù).22 6 系統(tǒng)開發(fā)的可行性系統(tǒng)開發(fā)的可行性.23 6.1 技術(shù)可行性.23 6.2 經(jīng)濟(jì)可行性.24 7 系統(tǒng)開發(fā)流程、進(jìn)度計(jì)劃安排系統(tǒng)開發(fā)流程、進(jìn)度計(jì)劃安排.24 - 1 - 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山建設(shè)一期工程 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)

4、開發(fā)方案建議書礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)方案建議書 1 項(xiàng)目提出的背景及意義項(xiàng)目提出的背景及意義 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司目前正以“新礦業(yè)、大礦業(yè)”的發(fā)展要求，努力打 造“國(guó)內(nèi)最大、國(guó)際一流”的礦山企業(yè)。礦業(yè)公司以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以服 務(wù)鋼鐵主業(yè)為宗旨，以打造鋼鐵糧倉(cāng)為目標(biāo)，按照集團(tuán)公司“掌控資源、增產(chǎn) 增效、做大做強(qiáng)”的總要求，高起點(diǎn)謀劃，高品質(zhì)打造，高效率推進(jìn)，加快實(shí) 施“雙一體兩翼一補(bǔ)充”發(fā)展戰(zhàn)略，力爭(zhēng)到“十二五”末，使鐵精礦產(chǎn)能達(dá)到 3500 萬(wàn)噸規(guī)模。公司以四個(gè)一流即“管理一流、隊(duì)伍一流、產(chǎn)品一流、環(huán)境一 流”為目標(biāo)，重點(diǎn)加強(qiáng)精細(xì)管理。礦業(yè)公司最近根據(jù)省委省政府和集團(tuán)公司 “十二五”

5、發(fā)展規(guī)劃編制視頻會(huì)議精神，研究部署了礦業(yè)公司“十二五”發(fā)展 規(guī)劃編制和公司當(dāng)前及明年重點(diǎn)工作。礦山設(shè)計(jì)研究院按照礦業(yè)公司的部署， 目前正在研究編制科技創(chuàng)新和科技發(fā)展方面的發(fā)展規(guī)劃。在編制科技發(fā)展規(guī)劃 的同時(shí)，礦山設(shè)計(jì)研究院根據(jù)四個(gè)一流的精細(xì)管理目標(biāo)，提出了數(shù)字化礦山建 設(shè)的思路，其主體思想是：緊緊圍繞公司的發(fā)展要求和總體目標(biāo)，以數(shù)字礦山 建設(shè)為技術(shù)平臺(tái)和重要手段，切實(shí)落實(shí)精細(xì)管理方針，實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理目標(biāo)。 “數(shù)字化礦山”(digital mine)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù) 和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展近幾年提出來的新概念?！皵?shù)字化礦山”是對(duì)真實(shí)礦山 整體及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)與數(shù)字化再現(xiàn)，

6、是一個(gè)能夠真實(shí)反映礦山本體、 礦山開發(fā)與運(yùn)行過程的“虛擬礦山”。數(shù)字礦山是以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)為手段， 把礦山的所有空間和有用屬性數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ)、傳輸、表述和深加工，應(yīng) 用于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)與管理和決策之中，以達(dá)到生產(chǎn)方案優(yōu)化、管理精細(xì)化和決 策科學(xué)化的目的。數(shù)字礦山的特點(diǎn)為基礎(chǔ)信息數(shù)字化、生產(chǎn)過程虛擬化、管理 控制一體化、決策處理集成化。 礦業(yè)公司的數(shù)字化礦山建設(shè)以精細(xì)化管理為中心任務(wù)，在礦山技術(shù)、管理標(biāo) 準(zhǔn)、規(guī)范、制度的建立與執(zhí)行的約束環(huán)境下，建立礦山系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、三維地 - 2 - 質(zhì)信息模型、礦山地理信息系統(tǒng)、礦山安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、采礦技術(shù)、計(jì)劃和設(shè)計(jì) 服務(wù)系統(tǒng)、選礦工藝流程監(jiān)控、管控系統(tǒng)、礦

7、山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管控系統(tǒng)。 本項(xiàng)數(shù)字化礦山建設(shè)與 erp 系統(tǒng)相結(jié)合，與 erp 系統(tǒng)相銜接。數(shù)字化礦山 建設(shè)主要以礦山地質(zhì)、資源儲(chǔ)量、采礦技術(shù)計(jì)劃、設(shè)計(jì)、礦業(yè)公司各礦山地理 信息和礦山全息數(shù)據(jù)信息、礦山安全監(jiān)測(cè)、礦山生產(chǎn)工藝監(jiān)控等項(xiàng)目為主要管 控目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)公司對(duì)各礦山資源、采選生產(chǎn)工藝、安全系統(tǒng)的可查、可控、可 追逆、可優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)礦山系統(tǒng)信息的在線即時(shí)掌控，達(dá)到即時(shí)、全面、 準(zhǔn)確地管控礦山的安全與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的目標(biāo)。 數(shù)字化礦山概念包含三個(gè)層次： (1) 將礦山中的固本信息（即與空間位置直接有關(guān)的相關(guān)固定的信息，如地 表地形地貌 , 水文地質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造、礦山地質(zhì)儲(chǔ)量、開拓

8、開采方案、已完成的 采礦工程等）數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來一個(gè)數(shù)字礦山，全面、詳盡地刻畫 礦山的整體面貌； (2) 在礦山固本信息數(shù)字化基礎(chǔ)上，進(jìn)一步嵌入礦山開發(fā)與運(yùn)行相關(guān)信息 （即空間位置間接有關(guān)的相對(duì)變動(dòng)的信息，如儲(chǔ)量、安全、機(jī)電設(shè)備、人事、 生產(chǎn)、技術(shù)、營(yíng)銷等等）組成一個(gè)意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。 (3) 在多維數(shù)字礦山基礎(chǔ)上，融合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、管理決策技術(shù)，自 動(dòng)控制技術(shù)等對(duì)整個(gè)礦山的開發(fā)與運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)、規(guī)劃、計(jì)劃、組織、 控制和檢測(cè)，提高礦山資源利用水平、提高礦山企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作效率，提高礦山 企業(yè)安全生產(chǎn)水平、增強(qiáng)礦山企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，使之實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。 2 建設(shè)數(shù)字礦

9、山的作用和意義建設(shè)數(shù)字礦山的作用和意義 數(shù)字礦山的主要研究?jī)?nèi)容包括礦山科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略、共享礦山數(shù)據(jù)資源、 礦山可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、礦山經(jīng)濟(jì)發(fā)展、礦山安全和礦山科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的需要等， 它把關(guān)于礦山系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成可以理解的信息，轉(zhuǎn)換成具有礦山經(jīng)濟(jì) 價(jià)值的知識(shí)。 數(shù)字化礦山是在測(cè)量、地質(zhì)、采礦、選礦、安全等各個(gè)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)資 料比較完備的基礎(chǔ)上,結(jié)合相應(yīng)軟件建立起來的三維模擬圖形,可以相當(dāng)真實(shí)地 - 3 - 立體展示地質(zhì)形態(tài)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。礦業(yè)數(shù)字礦山模型是把地質(zhì)勘探、資 源估計(jì)儲(chǔ)量、測(cè)量數(shù)據(jù)收集等導(dǎo)入成三維視圖,同時(shí)融合了露天采礦和地下采礦 設(shè)計(jì)等,它涵蓋了地面狀況、礦體賦存、斷層、水

10、文地質(zhì)等從地表到地下的、完 整的、具體的地質(zhì)數(shù)據(jù);還能設(shè)計(jì)多種現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方案及采區(qū)閉坑復(fù)墾方案、模擬 方案實(shí)施效果,模擬再現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度指揮。 管理者不僅可以通過不同設(shè)計(jì)方案的比較,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的管理;站在整個(gè)礦 山或公司的角度,整體評(píng)價(jià)和管控各個(gè)礦山、礦區(qū)、作業(yè)面的生產(chǎn)計(jì)劃,合理調(diào) 配生產(chǎn)所需的各種資源;還可以在整體設(shè)計(jì)平臺(tái)之上,進(jìn)行動(dòng)態(tài)技術(shù)信息交流,及 時(shí)改進(jìn)測(cè)量、采礦、地質(zhì)工作和生產(chǎn)管理過程中出現(xiàn)的不足和漏洞。各生產(chǎn)單 位也可借助整體設(shè)計(jì)平臺(tái),根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀科學(xué)合理地進(jìn)行日常生產(chǎn)計(jì)劃安排。 數(shù)字化礦山還可以作為檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)手段,將礦山邊坡、排土場(chǎng)、尾礦庫(kù)、地下 采場(chǎng)和采空區(qū)等已發(fā)生危險(xiǎn)的部位所設(shè)

11、置的監(jiān)控設(shè)施統(tǒng)一進(jìn)行在線監(jiān)控，進(jìn)行 安全的監(jiān)控預(yù)防；將其他合作單位提交的測(cè)量、勘探、設(shè)計(jì)等技術(shù)資料進(jìn)行復(fù) 核,找出其需要進(jìn)一步完善的部分,提高項(xiàng)目成果的精確度,使設(shè)計(jì)能和礦山實(shí)際 生產(chǎn)活動(dòng)相結(jié)合,科學(xué)推動(dòng)礦山長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。 數(shù)字化礦山的意義主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面： （1）改變礦山的生產(chǎn)方式，在礦山設(shè)計(jì)、施工、開采、安全、管理、教育、 可持續(xù)發(fā)展、土地利用規(guī)劃以及科學(xué)決策等方面產(chǎn)生廣闊的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益， 促進(jìn)大型產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)，提供更多的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)、安全監(jiān)測(cè)及決策管理服務(wù)等； （2）為礦山科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。使礦山規(guī)劃管理具有更高 的效率、更豐富的表現(xiàn)手法、更多的信息量、更高的分析能力和準(zhǔn)確性

12、，從而 提高礦山生產(chǎn)和管理的時(shí)效性、有效性、資源優(yōu)化配置水平、綜合實(shí)力，促進(jìn) 礦山的可持續(xù)發(fā)展，在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的多維虛擬環(huán)境中進(jìn)行規(guī) 劃、決策和管理，在處理礦山復(fù)雜系統(tǒng)問題時(shí)幫助人們更好地建立直觀感和全 局觀念。 對(duì)于采礦業(yè)來說,要走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、 人力資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路,數(shù)字化、信息化是其發(fā)展的必然 趨勢(shì)。 - 4 - 3 數(shù)字化礦山的總體方案及其建設(shè)進(jìn)程數(shù)字化礦山的總體方案及其建設(shè)進(jìn)程 數(shù)字化礦山的基本特征是以高速企業(yè)網(wǎng)為“路網(wǎng)”、以采礦 cad（mcad）、 虛擬現(xiàn)實(shí)（vr）、仿真（cr）、科學(xué)計(jì)算（sc）與可視化（vs）

13、為“車輛”、 以礦業(yè)數(shù)據(jù)和礦業(yè)應(yīng)用模型為“貨物”、以真三維地學(xué)模型擬（3dgm）和數(shù)據(jù) 挖掘?yàn)椤鞍b”、以多源異質(zhì)礦業(yè)數(shù)據(jù)采集與更新系統(tǒng)為“保障”和以礦山 gis（mgis）為“調(diào)度”。數(shù)字化礦山的最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、 智能化與高效安全開采，直至遙控采礦和無人采礦模式。 數(shù)字化礦山建設(shè)是一個(gè)典型的多學(xué)科技術(shù)交叉的新領(lǐng)域，涵蓋了礦山企業(yè) 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全過程。由于礦山企業(yè)普遍具有生產(chǎn)對(duì)象（資源）的不確定性、生 產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)性、生產(chǎn)環(huán)境的惡劣性，因此，數(shù)字化礦山既不是 gis 概念的簡(jiǎn) 單延伸，也不是一般加工企業(yè) erp 概念的簡(jiǎn)單復(fù)制，而是一個(gè)包含兩者特征的 嶄新的概念。所謂數(shù)字化礦

14、山是采用現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)和過程智能化控制技術(shù)，在礦山企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的三維尺度范圍內(nèi)，對(duì)礦山 生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)要素實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、模型化、 可視化、集成化和科學(xué)化管理，使礦山企業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)安全、高效、低耗的局面。 3.13.1 數(shù)字礦山建設(shè)的目標(biāo)數(shù)字礦山建設(shè)的目標(biāo) （1）應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和礦山生 產(chǎn)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的 有機(jī)集成。 （2）通過應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)管理科學(xué)化，生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn) 過程控制最優(yōu)化。 （3）保證礦山生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)

15、經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力。 （4）促進(jìn)礦山標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、示范化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字化山最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、高效率、高安全和高效 益。 - 5 - 3.23.2 數(shù)字化礦山的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)字化礦山的邏輯結(jié)構(gòu) 數(shù)字礦山是以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為硬件環(huán)境支撐，以計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)庫(kù)和各類工具軟件為軟件環(huán)境支撐的，融合礦山管理流程、工藝流程和自 然情況的大規(guī)模綜合型應(yīng)用軟件系統(tǒng)。數(shù)字礦山自下而上可分為四個(gè)主要級(jí)層， 分別為：基礎(chǔ)信息化、作業(yè)信息化、管理信息化和決策信息化，每個(gè)級(jí)層中， 根據(jù)處理的任務(wù)不同，又可細(xì)化為不同功能層面。 (1) 基礎(chǔ)信息化級(jí)層 主要包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和模型管理。 基礎(chǔ)數(shù)

16、據(jù)庫(kù)即實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的獲取、傳遞與存儲(chǔ)功能。數(shù)據(jù)獲取包括利用 各種技術(shù)手段獲取各種形式的數(shù)據(jù)及其預(yù)處理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括各類數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù) 據(jù)文件、圖形文件庫(kù)等。該層為后續(xù)各層提供部分或全部輸入數(shù)據(jù)。 模型管理即實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的形象表述。如空間和礦物屬性的三維和二維塊 狀模型、礦區(qū)地質(zhì)模型、采場(chǎng)模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫模型等。 該層不僅將數(shù)據(jù)加工為直觀、形象的表述形式，而且為優(yōu)化、模擬與設(shè)計(jì)提供 輸入。 (2) 作業(yè)信息化層級(jí) 主要包括模擬與優(yōu)化、設(shè)計(jì)規(guī)劃和執(zhí)行與控制。 模擬與優(yōu)化即實(shí)現(xiàn)如工藝流程模擬、參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計(jì)與計(jì)劃方案優(yōu)化等。 設(shè)計(jì)規(guī)劃即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，為把優(yōu)化解轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行方案或

17、直接進(jìn) 行方案設(shè)計(jì)提供手段。 執(zhí)行與控制是生產(chǎn)方案的執(zhí)行過程，實(shí)現(xiàn)如自動(dòng)調(diào)度、流程參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè) 與控制、遠(yuǎn)程操作等。 (3) 管理與決策支持信息化層級(jí) 包括辦公自動(dòng)化、erp 與企業(yè)外部環(huán)境（供應(yīng)鏈與客戶關(guān)系）管理。依據(jù) 各種信息和以上各層提供的數(shù)據(jù)加工成果，利進(jìn)行相關(guān)分析與預(yù)測(cè)，用決策支 持軟件工具為決策者提供各個(gè)層次的決策支持。 數(shù)字化礦山的基本邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖 1 所示： - 6 - 決策支持與商務(wù)智能 dss+bi 辦公自動(dòng)化 oa 辦公自動(dòng)化 oa 企業(yè)資源計(jì)劃 erp 供應(yīng)鏈與客戶關(guān)系管理 scm+crm 方案設(shè)計(jì)生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)工藝 安全監(jiān)測(cè)與監(jiān)控礦產(chǎn)資源管理，資源模

18、型及評(píng)估 參數(shù)檢測(cè)與傳送基礎(chǔ)自動(dòng)化過程自動(dòng)化 計(jì)算機(jī)，通信網(wǎng)絡(luò) 操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù) 庫(kù)，專業(yè)工具軟件 傳感器，控制器 支撐 支撐 支撐 支撐 決決策策信信息息化化 （經(jīng)經(jīng)營(yíng)營(yíng)決決策策模模型型 與與算算法法） 管管理理信信息息化化 （管管理理流流程程模模 擬擬，管管理理模模型型， 方方案案設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與優(yōu)優(yōu)化化 算算法法） 基基礎(chǔ)礎(chǔ)信信息息化化 （數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)，圖圖形形 文文件件，二二/三三維維 地地質(zhì)質(zhì)模模型型，采采場(chǎng)場(chǎng) 模模型型等等） 作作業(yè)業(yè)信信息息化化 （工工藝藝流流程程模模 擬擬，方方案案設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與 參參數(shù)數(shù)優(yōu)優(yōu)化化等等） 指令指令指令 信息信息 信息 圖 1 數(shù)字化礦山的邏輯結(jié)構(gòu) 3.3

19、3.3 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山的總體需求河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山的總體需求 數(shù)字化礦山是將數(shù)字礦山中的固有信息數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來一個(gè) 數(shù)字礦山，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體的基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)信息組成一 個(gè)意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。礦山系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的、開放的 巨型系統(tǒng)，各部分之間互相影響、互相制約。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，只有快速、準(zhǔn) 確地了解各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并使各個(gè)子系統(tǒng)配套、一致，再在此基礎(chǔ)上予 以優(yōu)化，才能實(shí)時(shí)、科學(xué)地做出決策，發(fā)揮數(shù)字礦山系統(tǒng)的最大能力和最佳效 益。 圍繞數(shù)字礦山建設(shè)的具體目標(biāo)和基本內(nèi)容有：礦山地質(zhì)信息系統(tǒng)、礦體三 維模型展示系統(tǒng)、地測(cè)地

20、理信息系統(tǒng)、采礦技術(shù)、計(jì)劃、設(shè)計(jì)系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè) 監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、井下通風(fēng)及風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井下人員定位和管 理系統(tǒng)、井下采礦實(shí)況仿真監(jiān)視系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)、水文監(jiān)測(cè)與分析 系統(tǒng)、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輸配電地理信息系統(tǒng)、智能化礦井通防系統(tǒng)、 給排水地理信息系統(tǒng)、綜合管線管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、設(shè)備及物資、資產(chǎn) 管理系統(tǒng)、礦山生產(chǎn)成本管理系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺(tái)建設(shè)、礦山綜合管理系統(tǒng)等； 數(shù)字礦山建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，需要各學(xué)科、高 校、科研院所和礦山企業(yè)的科技人員協(xié)同作戰(zhàn)、長(zhǎng)期奮斗才能實(shí)現(xiàn)的。基于數(shù) - 7 - 字礦山建設(shè)的目標(biāo)和主要內(nèi)容，對(duì)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成創(chuàng)

21、新，根據(jù)不同的礦 山企業(yè)的特點(diǎn)制定符合企業(yè)實(shí)際的數(shù)字礦山建設(shè)總體技術(shù)方案。 通過對(duì)企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用情況的調(diào)查和對(duì)國(guó)內(nèi)一些大的礦業(yè)公司的數(shù)字化 建設(shè)的分析對(duì)比，確定了河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司數(shù)字化礦山系統(tǒng)所要具備的主 要功能。 3.3.13.3.1 數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心功能功能 數(shù)據(jù)中心按數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)。對(duì)于地質(zhì)、測(cè)量、采掘等礦山 對(duì)象的幾何基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、空間拓?fù)湟?guī)則和幾何網(wǎng)絡(luò)信息分別按地段、時(shí)間、資源 類別等關(guān)鍵字段進(jìn)行組織和管理；對(duì)于礦山生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備、作業(yè)狀態(tài)、安全等 數(shù)據(jù)對(duì)象按發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)，性質(zhì)分類進(jìn)行組織與管理，并與基礎(chǔ)地礦信息進(jìn) 行有機(jī)融合，形成三維可視化實(shí)體信息。在實(shí)現(xiàn)海量的地礦、

22、生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)管 理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分專題深層次利用，為深入分析與決策提供輔 助支持。 (1)基礎(chǔ)空間信息的組織管理：對(duì)礦山的各種資料匯總、分類存儲(chǔ)，主要包 括礦山勘探報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、平面圖、剖面圖、設(shè)備、設(shè)施、配件、井巷、材 料、工作面、區(qū)域等對(duì)象及其相互關(guān)系構(gòu)成，該功能完成基本對(duì)象的空間信息 的結(jié)構(gòu)定義、編碼及其新增、更新、刪除、查詢等數(shù)據(jù)庫(kù)操作。 (2)礦用對(duì)象管理：數(shù)據(jù)中心支持設(shè)備、設(shè)施、配件、井巷、材料、工作面、 區(qū)域等礦用對(duì)象及其關(guān)系面向?qū)ο蟮墓芾砉δ堋；?2dgis 平臺(tái)，按照地圖、 圖層組、圖層的結(jié)構(gòu)，以采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等礦山生產(chǎn)系統(tǒng)圖為地圖對(duì)象， 以構(gòu)成生產(chǎn)業(yè)務(wù)系

23、統(tǒng)的礦用對(duì)象為圖層組織管理礦山的生產(chǎn)系統(tǒng)，使礦山各業(yè) 務(wù)系統(tǒng)圖以 gis 圖的格式直觀地表現(xiàn)出來，構(gòu)建礦山分布的數(shù)字地圖，實(shí)現(xiàn)屬 性信息與空間分布的實(shí)時(shí)查詢與管理，并實(shí)現(xiàn)地圖的放大、縮小、平移等常規(guī) 的查詢?yōu)g覽操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)河北鋼鐵礦業(yè)礦山的統(tǒng)一管理。 （3）數(shù)據(jù)中心管理包括了礦用對(duì)象空間基礎(chǔ)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)操作管理和面向?qū)?象的管理，其他生產(chǎn)系統(tǒng)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)其專業(yè)系統(tǒng)及其專業(yè)分 析功能。 - 8 - 3.3.23.3.2 三維礦業(yè)軟件應(yīng)用功能三維礦業(yè)軟件應(yīng)用功能 系統(tǒng)應(yīng)與三維地理建模軟件（3dgis）進(jìn)行無縫融合，利用三維地理建模軟 件進(jìn)行礦用對(duì)象的表述與存儲(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)礦山、

24、作業(yè)狀態(tài)、生產(chǎn)設(shè)備 的可視化監(jiān)控與跟蹤。 (1)(1) 地質(zhì)部分地質(zhì)部分 建立空間和礦物屬性的礦山實(shí)體數(shù)字地質(zhì)、礦床模型、采場(chǎng)模型、地理信 息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)模型等，用以表征礦床中礦、巖的空間分布和相應(yīng)部位 的屬性數(shù)據(jù)， 數(shù)字地質(zhì)模型子系統(tǒng)。其功能是根據(jù)鉆探或遙感、遙測(cè)信息建立礦床地質(zhì) 構(gòu)造模型，如礦巖體、斷層、破碎帶、巖性、構(gòu)造等。 數(shù)字礦床模型子系統(tǒng)。這一子系統(tǒng)的功能是建立有關(guān)礦巖屬性的空間數(shù)字 模型。國(guó)際上使用最多的是數(shù)字塊狀模型，因?yàn)榇蟛糠謨?yōu)化算法以此為基礎(chǔ)。 這一模型現(xiàn)階段的主要數(shù)據(jù)來源是鉆孔、探槽和炮孔取樣。對(duì)礦山生產(chǎn)最重要 的是品位模型、雜質(zhì)含量模型及價(jià)值模型，它們是礦巖圈定、

25、礦量品位計(jì)算和 設(shè)計(jì)、計(jì)劃的基礎(chǔ)。 (2)(2) 采礦部分采礦部分 以地質(zhì)及礦床模型為基礎(chǔ)，結(jié)合其它關(guān)鍵信息構(gòu)造虛擬礦山，進(jìn)行數(shù)字模 擬開采，完成礦山長(zhǎng)、中、短期開采計(jì)劃編制、露天礦穿爆設(shè)計(jì)、地下礦巷道 標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)、峒室設(shè)計(jì)、開拓設(shè)計(jì)、采礦方法設(shè)計(jì)、穿爆設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、 災(zāi)變應(yīng)變預(yù)案等工作。以優(yōu)化開采為目標(biāo)，因此系統(tǒng)對(duì)礦山開采能否充分的利 用資源、減少礦石的損失率和貧化率、以及取得最大效益都具有重要意義。 (3)(3) 測(cè)量部分測(cè)量部分 導(dǎo)入全站儀、gps 等設(shè)備或南方 cass 格式的測(cè)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成地形、采 場(chǎng)現(xiàn)狀等表面建模；對(duì)于 autocad，mapgis 文件，可以直接導(dǎo)入 3d

26、gis 環(huán)境 （如：3dmine） ，利用其點(diǎn)線和屬性數(shù)據(jù)構(gòu)建三維表面模型；還可以應(yīng)用于工程 量的驗(yàn)收計(jì)算，通過任意兩個(gè)面或面與實(shí)體的的交并布爾運(yùn)算，精確計(jì)算其封 閉體的體積和表面積。如，計(jì)算排土場(chǎng)的體積，計(jì)算填方，挖方工程量。 (4)(4) 3dgps3dgps 監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè) 輸入廣播協(xié)議地址與 gps 動(dòng)態(tài)信息鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山生產(chǎn)或設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān) - 9 - 測(cè)；保存歷史 gps 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對(duì)礦山設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度，以便不用親臨現(xiàn)場(chǎng)就 能更真實(shí)地了解施工時(shí)情況；礦山數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)查詢與監(jiān)測(cè)；能夠?qū)崟r(shí)顯示 gps 設(shè)備傳送的位置信息；自動(dòng)演示并記錄設(shè)備的運(yùn)行路線；視圖縮放可以詳 細(xì)查看單個(gè)設(shè)備，以及

27、設(shè)備類型、編號(hào)以及當(dāng)前所在地質(zhì)屬性信息的實(shí)時(shí)查詢； 保存單個(gè)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行軌跡。 基于 3dgis(3dmine)的地質(zhì)資源數(shù)字化處理、基于局域網(wǎng)的數(shù)字化儲(chǔ)量管 理與應(yīng)用等，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源信息在地測(cè)采環(huán)節(jié)間的無縫流轉(zhuǎn)，為基于礦業(yè)軟件 實(shí)現(xiàn)開采優(yōu)化設(shè)計(jì)提供地質(zhì)基礎(chǔ)保證。 3.3.33.3.3 企業(yè)管理企業(yè)管理功能功能 企業(yè)管理為企業(yè)數(shù)據(jù)管理配置中心，系統(tǒng)完成的功能主要有： (1)(1) 礦用對(duì)象數(shù)據(jù)目錄：礦用對(duì)象數(shù)據(jù)目錄：基于數(shù)據(jù)中心所定義的礦用對(duì)象按目錄樹的模式組 織數(shù)據(jù)，通過對(duì)象目錄樹可以查詢對(duì)象類，可以定義對(duì)象屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以 新增、修改、刪除、配置對(duì)象。 (2)(2) 生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)目錄：

28、生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)目錄：實(shí)際上生產(chǎn)系統(tǒng)是由各種礦用對(duì)象按照一定的拓?fù)?網(wǎng)絡(luò)關(guān)系構(gòu)成的，比如供配電設(shè)備和電纜及其相互的連接關(guān)系構(gòu)成了供電網(wǎng)絡(luò)， 所以生產(chǎn)系統(tǒng)目錄中的對(duì)象數(shù)據(jù)包含了相應(yīng)業(yè)務(wù)信息，用戶可通過相應(yīng)生產(chǎn)系 統(tǒng)查詢、配置某一對(duì)象包含的信息。 圖屬互查數(shù)據(jù)：系統(tǒng)包含基于采掘工程圖的所有生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)布置圖，并且實(shí) 現(xiàn)了礦用對(duì)象屬性信息與生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)布置圖空間位置的關(guān)聯(lián)，任何對(duì)象通過 屬性信息定位其空間位置，通過選擇地圖要素在列表中定位其屬性信息，從而 實(shí)現(xiàn)圖屬互查功能。 (3)(3) 對(duì)象屬性結(jié)構(gòu)自定義：對(duì)象屬性結(jié)構(gòu)自定義：對(duì)任一對(duì)象用戶可以自定義屬性結(jié)構(gòu)，并且可以 根據(jù)需求增加、修改、刪除屬性字段

29、，這些由用戶自定義的屬性字段通過系統(tǒng) 支持的訪問機(jī)制。 ( (4) ) 測(cè)點(diǎn)配置管理：測(cè)點(diǎn)配置管理：系統(tǒng)與全礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)無縫集成，對(duì)于全礦 山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)所包含的監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息與對(duì)象屬性字段進(jìn)行綁定，可以實(shí) 時(shí)獲取綁定測(cè)點(diǎn)信息，支持一個(gè)對(duì)象屬性綁定多個(gè)字段。 (5)(5) 數(shù)據(jù)字典管理：數(shù)據(jù)字典管理：數(shù)字字典是支持系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)信息，通過數(shù)據(jù)字典管 理可以對(duì)諸如設(shè)備類型、設(shè)備型號(hào)、巷道用途、廠家信息、服務(wù)訪問路徑等信 - 10 - 息進(jìn)行維護(hù)管理以支持其他系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的平滑使用。 3.3.43.3.4 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)過程管控一體化功能生產(chǎn)動(dòng)態(tài)過程管控一體化功能 應(yīng)用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過

30、程、工藝、設(shè)備、儀器的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制，包 括如下幾個(gè)方面。 (1)基于 gps 的露天礦采場(chǎng)生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng) (2)安全生產(chǎn)管控：通過對(duì)人員設(shè)備的定位跟蹤來實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和通過優(yōu)化 方法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效利用。 (3)提升、供電、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制 (4)礦用對(duì)象庫(kù)管理：系統(tǒng)提供礦用對(duì)象信息庫(kù)，可以對(duì)不同廠家生產(chǎn)的礦 用裝備、配件、材料進(jìn)行管理。 3.3.53.3.5 礦山信息管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新礦山信息管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新 把各個(gè)礦山的信息系統(tǒng)包括三維礦業(yè)軟件作為終端的數(shù)據(jù)接口，每個(gè)礦山只 掌握自己礦山的數(shù)字化管理系統(tǒng)，人員、設(shè)備等定位信息在信號(hào)自動(dòng)采集的基 礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)同步實(shí)時(shí)更新，地測(cè)

31、采、礦山生產(chǎn)調(diào)度部門可每隔一定時(shí)間及時(shí)更 新礦體、巷道變化和生產(chǎn)現(xiàn)狀等資料，暫定研究院的礦山的數(shù)字化管理系統(tǒng)為 中心系統(tǒng)，讓中心系統(tǒng)和終端系統(tǒng)保持同步，這樣就可以真正實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)資 源、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握與管理。 3.3.63.3.6 與與 erperp 系統(tǒng)的兼容系統(tǒng)的兼容 公司的 erp 系統(tǒng)已經(jīng)上線了生產(chǎn)、銷售、財(cái)務(wù)、供應(yīng)等四個(gè)模塊，該信息 系統(tǒng)要和 erp 系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，充分利用現(xiàn)有資源，并在此基礎(chǔ)上將資源 的應(yīng)用最大化、最優(yōu)化。本信息系統(tǒng)更加側(cè)重礦山生產(chǎn)的技術(shù)層面，而 erp 系 統(tǒng)更佳突出經(jīng)濟(jì)層面的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理，通過對(duì)接將技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩者完美的結(jié)合 起來，真正在信息化、數(shù)字

32、化上做到“精細(xì)化”管理。 3.43.4 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山建設(shè)進(jìn)程安排河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山建設(shè)進(jìn)程安排 數(shù)字化礦山建設(shè)是一個(gè)典型的多學(xué)科技術(shù)交叉的新領(lǐng)域，涵蓋了礦山企業(yè) 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全過程，是一項(xiàng)投資較大、時(shí)間持久、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。因此必須 結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，采取“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則逐步進(jìn)行建設(shè)。 - 11 - 結(jié)合礦山的現(xiàn)狀，以及目前信息技術(shù)的發(fā)展水平，數(shù)字礦山建設(shè)初步按照以 下幾個(gè)階段開展實(shí)施： 第一階段：數(shù)字礦山建模與 gis 平臺(tái)開發(fā)階段 第二階段：數(shù)字礦山模型在礦山地質(zhì)、測(cè)量、采礦、計(jì)劃等方面的應(yīng)用階段 第三階段：建設(shè)、完善礦山綜合通訊系統(tǒng)階段 第四階段：設(shè)備監(jiān)

33、測(cè)、控制和安全預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)階段 第五階段：基于完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備的高度自動(dòng)化的實(shí)時(shí)管理階 段 此次開發(fā)考慮到系統(tǒng)建設(shè)階段性和穩(wěn)妥性，首先集中開展前兩個(gè)階段的工 作，即進(jìn)行礦山信息集成管理平臺(tái)的研發(fā)，滿足礦山生產(chǎn)建設(shè)開發(fā)中的需要， 提高現(xiàn)階段的礦山技術(shù)管理水平。 數(shù)字化礦山建設(shè)將首先以司家營(yíng)鐵礦為首期建設(shè)任務(wù)，首先將司家營(yíng)鐵礦 建成數(shù)字化礦山的示范礦山，進(jìn)一步帶動(dòng)建設(shè)公司其他礦山。 4 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析 4.1 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息管理平臺(tái)研發(fā)內(nèi)容河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息管理平臺(tái)研發(fā)內(nèi)容 4.1.1 數(shù)字礦山建模與數(shù)字礦山建模與 g

34、is 平臺(tái)開發(fā)平臺(tái)開發(fā) 主要構(gòu)建礦山從歷史到現(xiàn)狀的地形、地質(zhì)、工程模型，滿足實(shí)際使用的要 求，這是數(shù)字礦山建設(shè)的基礎(chǔ)階段。礦山生產(chǎn)對(duì)象是埋藏在地下的礦體，還有 影響開采的圍巖和地質(zhì)構(gòu)造，用真三維軟件工具將這些對(duì)象表達(dá)出來，可以為 后續(xù)的地質(zhì)、測(cè)量、采礦、計(jì)劃等工作提供了基礎(chǔ)。具體的主要工作內(nèi)容包括： （1） 礦山地、測(cè)、采資料的收集； 鉆孔數(shù)據(jù)以及探槽數(shù)據(jù) 鉆孔數(shù)據(jù)以及探槽數(shù)據(jù)是礦山資源評(píng)估和采礦設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是礦山生產(chǎn)管 理的重點(diǎn)。地質(zhì)數(shù)據(jù)的完善性和可靠性，直接影響一個(gè)礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和決策。 現(xiàn)場(chǎng)采集鉆孔數(shù)據(jù)包括： 鉆孔開口位置數(shù)據(jù) - 12 - 測(cè)斜數(shù)據(jù) 礦山鉆孔樣品分析數(shù)據(jù) 地質(zhì)巖性分析數(shù)據(jù)

35、 井巷工程數(shù)據(jù) 井巷工程是礦山生產(chǎn)中運(yùn)輸人員、礦石、材料等的主要通道。井巷工程數(shù) 據(jù)主要為礦山開拓系統(tǒng)布置圖，即為所要建模的中段平面圖，及各種巷道斷面 尺寸。 地表測(cè)量數(shù)據(jù) 地表模型是建立三維地質(zhì)實(shí)體模型的重要組成部分。一些地表工程的設(shè)計(jì) 和施工包括排土場(chǎng)、選場(chǎng)、井口等位置都是以地表模型為參考的；同時(shí)，地表 模型作為邊界約束條件，還直接影響到技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工程量的計(jì)算，因此， 為了達(dá)到最好的實(shí)際效果，地表模型必須滿足精度要求。地表測(cè)量數(shù)據(jù)包括礦 區(qū)地質(zhì)地形圖以及各礦體區(qū)域地質(zhì)地形圖（包括散點(diǎn)信息）或 mapgis、autocad 矢量化地形等高線圖。 平剖面圖 平面地質(zhì)圖：主要是中段平面布置圖

36、，中段平面圖除在建立井巷開拓工程 模型過程中使用外，在建立礦體模型中也可做為重要參考，另外還需有勘探線 總體分布平面圖，方便圖形矢量化的校驗(yàn)。地質(zhì)勘探線剖面圖：包括所要建立 礦體模型區(qū)域的勘探線剖面圖（地理坐標(biāo)信息附帶） 。以上圖形可以是 autocad 格式或 mapgis 格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集后可導(dǎo)入 3dmine 進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和 建模。 （2）礦山現(xiàn)有各種資料的數(shù)字化 礦區(qū)地形圖、及地質(zhì)勘探平剖面圖和地質(zhì)勘探鉆孔信息的數(shù)字化； 鉆探、 生產(chǎn)勘探資料（報(bào)告和圖紙）的數(shù)字化；露天坑現(xiàn)狀實(shí)測(cè)資料的數(shù)字化；據(jù)對(duì) 預(yù)建模礦區(qū)的了解，目前的主要數(shù)據(jù)，如鉆孔數(shù)據(jù)、各種剖面數(shù)據(jù)都已經(jīng)數(shù)字 化，所以

37、該項(xiàng)工作已經(jīng)具備相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。 （3）數(shù)據(jù)的導(dǎo)入 將各種數(shù)字化的礦山資料導(dǎo)入到軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中，分類集中管理，主要包括 以下三方面的數(shù)據(jù)： - 13 - 鉆探、生產(chǎn)勘探地質(zhì)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入； 地質(zhì)平剖面圖的導(dǎo)入； 實(shí)測(cè)現(xiàn)狀圖的導(dǎo)入； （4） 資源與開采環(huán)境模型構(gòu)建 對(duì)資源和開采環(huán)境進(jìn)行建模是三維軟件的基礎(chǔ)和核心，通過對(duì)礦體、主要 構(gòu)造、地表等進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，并通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行精準(zhǔn)的估算 儲(chǔ)量，為下一步采礦工程的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。 建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù) 在對(duì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過鉆孔數(shù)據(jù)的開孔文件、測(cè)斜文件、 樣品分析文件和巖性文件建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并可以在三維環(huán)境下顯示地質(zhì)數(shù)據(jù)。 樣品數(shù)據(jù)基本統(tǒng)計(jì)

38、分析和變異函數(shù)分析 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是塊體模型內(nèi)所有單元塊參數(shù)估值的依據(jù)，也是礦床 儲(chǔ)量計(jì)算的依據(jù)，根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，統(tǒng)計(jì)樣品的值與空間分布情況，了解 礦體分布規(guī)律，并為確定特高值和塊體模型估值作準(zhǔn)備。 在進(jìn)行各樣品參數(shù)的基本統(tǒng)計(jì)分析外，還需要進(jìn)行變異函數(shù)分析，以確定各參 數(shù)在空間上的相關(guān)性、結(jié)構(gòu)性。 由于礦體分布具有一定的方向性，區(qū)域化變量在不同方向可能會(huì)具有不同 的結(jié)構(gòu)性和變異性， 即具有空間各向異性特征。因此，在進(jìn)行變異函數(shù)的計(jì)算 和分析時(shí)將針對(duì)不同的方向分別進(jìn)行。 在進(jìn)行各個(gè)方向的變異函數(shù)計(jì)算分析時(shí)， 一般是分布于某個(gè)方向一定范圍內(nèi)的樣品點(diǎn)參與進(jìn)行該方向的變異函數(shù)計(jì)算。 需要指定的

39、參數(shù)包括：圓錐體的容差角、容差限、滯后距，計(jì)算的最大距離。 因?yàn)槔碚撟儺惡瘮?shù)參數(shù)取值的正誤對(duì)品位估值結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常大的 影響。所以要進(jìn)行交叉驗(yàn)證，目的就是對(duì)理論變異函數(shù)參數(shù)的取值進(jìn)行檢驗(yàn)， 判斷應(yīng)用這些參數(shù)進(jìn)行品位估值時(shí)的估值效果。 地質(zhì)實(shí)體模型構(gòu)建 三維實(shí)體模型是由一系列相鄰三角面，包裹成內(nèi)外不透氣的實(shí)體，是建立 在矢量化圖紙的基礎(chǔ)上的。通過中段圖和剖面圖，利用軟件提供了多種方法選 擇本適合本礦山的建模方法自動(dòng)建立實(shí)體模型。 - 14 - 地質(zhì)模型還包括地表模型，地表模型一般由若干地形線和散點(diǎn)生成，根據(jù) 每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，將所有點(diǎn)（線亦由散點(diǎn)組成）聯(lián)成若干相鄰的三角 面，然后 形成一個(gè)隨

40、著地面起伏變化的單層模型，因此需要首先用 autocad 矢量化地形 等高線圖，然后導(dǎo)入軟件中，再用創(chuàng)建 dtm 指令生成地表模型。 打開導(dǎo)入的 等高線和散點(diǎn)文件，執(zhí)行“創(chuàng)建 dtm 模型”指令。 塊體模型構(gòu)建 塊體模型是礦床品位推估及儲(chǔ)量計(jì)算的基礎(chǔ)，建立塊體模型的基本思想是 將礦床在三維空間內(nèi)按照一定的尺寸劃分為眾多的單元塊，然后對(duì)填滿整個(gè)礦 床范圍內(nèi)的單元塊的品位根據(jù)已知的樣品進(jìn)行推估，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行儲(chǔ)量的 計(jì)算。首先針對(duì)礦床的基本模型建立空白模型，后續(xù)產(chǎn)生的所有塊體模型都是 在原型的基礎(chǔ)上進(jìn)行賦屬性值。 塊體建模的一個(gè)更重要的目的是對(duì)礦床的品位進(jìn)行推估，以實(shí)現(xiàn)礦床儲(chǔ)量 的計(jì)算及管理。3

41、dmine 提供了距離冪次反比法、克里格法、最近距離法等幾種 品味估值方法。估值后的模型在“三維設(shè)計(jì)”窗口打開，使用“三維配色”命 令根據(jù)塊體模型的品位字段配色，可以直觀的看到塊體的品位分布。利用邏輯 約束引擎，可實(shí)現(xiàn)不同約束條件下的礦石資源/儲(chǔ)量和品位報(bào)告。 4.1.24.1.2 gisgis 平臺(tái)開發(fā)環(huán)境平臺(tái)開發(fā)環(huán)境 在 windows xp/2000 操作系統(tǒng)和 sql server 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件環(huán)境下，以 c#、3dmine 及 mapinfor 為開發(fā)工具進(jìn)行河北鋼鐵礦業(yè)礦山資源管理系統(tǒng)的 gis 平臺(tái)開發(fā)，主要包括數(shù)據(jù)采集、分析、處理、建庫(kù)、檢索、輸出等功能， 系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)以下功能：

42、文件操作、圖形圖像操作、屬性操作、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、 數(shù)據(jù)管理、信息更新、決策分析、圖、文、表信息輸出等功能。 4.1.34.1.3 gisgis 平臺(tái)開發(fā)的原則平臺(tái)開發(fā)的原則 根據(jù)礦山的特點(diǎn)以及開發(fā)工具的特點(diǎn)，吸取以往開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合最新的 gis 發(fā)展現(xiàn)狀，本著實(shí)用、方便、安全、穩(wěn)定的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要遵循以下 幾個(gè)原則: （1）實(shí)用性原則 實(shí)用性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則，是衡量系統(tǒng)建設(shè)成功與否的基本準(zhǔn)則，從 - 15 - 管理部門的需求出發(fā)，開發(fā)功能實(shí)用，符合管理人員工作特點(diǎn)、工作習(xí)慣和業(yè) 務(wù)流程的系統(tǒng)。 （2）標(biāo)準(zhǔn)化原則 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合軟件工程以及 gis 的基本要求，從數(shù)據(jù)、編碼、圖形圖像 符號(hào)

43、等符合國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 （3）操作簡(jiǎn)便 系統(tǒng)應(yīng)以簡(jiǎn)潔為主，在保證功能齊全的情況下，做大友好大方、簡(jiǎn)單易懂、 容易上手，功能設(shè)計(jì)根據(jù)管理要求貼近用戶，提供詳細(xì)的幫助功能。 （4）易于維護(hù) 系統(tǒng)涉及到河北鋼鐵礦業(yè)所有礦山，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，圖、 文、表結(jié)合緊密，數(shù)據(jù)庫(kù)要充分考慮易于維護(hù)、擴(kuò)展以及其它軟件的擴(kuò)充。 （5）安全穩(wěn)定 系統(tǒng)涉及到河北鋼鐵礦業(yè)的資源信息，屬于公司內(nèi)部使用，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng) 確保數(shù)據(jù)庫(kù)的安全穩(wěn)定，確保公司商業(yè)機(jī)密安全。 4.24.2 礦山信息集成管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)流程礦山信息集成管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)流程 數(shù)據(jù)流程體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)信息處理過程的本質(zhì)，是描述計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng) 需求和開發(fā)

44、內(nèi)容的重要工具，可全面地刻畫應(yīng)用軟件系統(tǒng)的邏輯處理流程和功 能。根據(jù)以上需求描述，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程如圖 2 所示。 原始紙質(zhì) 地礦資料 整理篩選 地礦電子化資料 電子化處理 擬存檔地礦資料 分類編碼及 摘要處理 礦產(chǎn)資源中心數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)聯(lián)機(jī) 專題服務(wù)引擎 現(xiàn)有各礦區(qū) 地測(cè)采資料 編輯、錄入、 處理 存檔地礦 資料 擬存檔地礦資料 提交存檔 生產(chǎn)作業(yè)與設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) 各礦區(qū)地測(cè) 采動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 采集、編輯、 整理 地測(cè)采動(dòng)態(tài)信息 分類編碼處理 地測(cè)采更新 信息 各礦區(qū)設(shè)備 動(dòng)態(tài)信息 各礦區(qū)作業(yè) 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 各礦區(qū)安全 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 各礦區(qū)人員 定位數(shù)據(jù) 采集、編輯、 整理 各礦區(qū)經(jīng)營(yíng) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 礦區(qū)

45、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng) 動(dòng)態(tài)更新信息 礦區(qū)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng) 動(dòng)態(tài)信息 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)外部 數(shù)據(jù)接口 公司其它系統(tǒng) 辦公自動(dòng)化 系統(tǒng) 公司erp系統(tǒng) 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù) 文檔庫(kù) 地測(cè)采圖庫(kù) 多媒體庫(kù) 地礦三維 可視化 資源經(jīng)濟(jì) 測(cè)算評(píng)價(jià) 礦山開發(fā) 方案 綜合地質(zhì)研究 作業(yè)監(jiān)控與調(diào)度安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè) 專題分析數(shù)據(jù) 專題支撐應(yīng)用軟件 圖 2 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山資源信息集成管理平臺(tái)數(shù)據(jù)流程 - 16 - 5 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 5.1 系統(tǒng)開發(fā)的總體思路系統(tǒng)開發(fā)的總體思路 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件與軟件環(huán)境 的支撐下，采用 c#開發(fā)的基于 web 的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)應(yīng)

46、用管理軟件平臺(tái)，提供用戶 權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份、各類數(shù)據(jù)包括文檔，圖象的編碼、導(dǎo)入、傳輸、存儲(chǔ)、 按專題檢索、統(tǒng)計(jì)與分析功能。系統(tǒng)采用的計(jì)算模式為 b/s 結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是客 戶端無需安裝任何應(yīng)用軟件，只要通過瀏覽器以訪問網(wǎng)站的形式即可進(jìn)行使用， 使用簡(jiǎn)捷，便于管理和維護(hù)，同時(shí)系統(tǒng)具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性。 5.2 系統(tǒng)架構(gòu)（硬件軟件）系統(tǒng)架構(gòu)（硬件軟件） （1）系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 礦山/礦區(qū)骨干網(wǎng) 廣域網(wǎng) （互聯(lián)網(wǎng)或礦業(yè)網(wǎng)） 礦山/礦區(qū)骨干干網(wǎng) 礦業(yè)公司主干網(wǎng) 節(jié)點(diǎn)路由器節(jié)點(diǎn)路由器 中心路由器 數(shù)據(jù) 服務(wù)器 web 服務(wù)器 應(yīng)用 服務(wù)器 應(yīng)用 服務(wù)器 web 服務(wù)器 數(shù)據(jù) 服務(wù)器 應(yīng)

47、用 服務(wù)器 web 服務(wù)器 數(shù)據(jù) 服務(wù)器 工作站 工作站 工作站 井下分支網(wǎng)露天礦分支網(wǎng) 交換機(jī) 交換機(jī) 防火墻 防火墻 防火墻 數(shù)字?jǐn)z像機(jī) 數(shù)字?jǐn)z像機(jī) 無線基站 無線基站 數(shù)采接口 數(shù)采接口 人員信息卡人員信息卡 手臺(tái)/手機(jī) 手臺(tái)/手機(jī) 圖 3 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)數(shù)字化礦山系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨甘疽?（2）軟件開發(fā)與支撐環(huán)境 - 17 - 操作系統(tǒng)：windows 2000/xp 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：sql server 軟件開發(fā)工具：visual studio c# 三維地質(zhì)圖形支撐軟件：3dmine (3) 應(yīng)用軟件系統(tǒng)架構(gòu) 三 維 建 模 軟 件 操 作 系 統(tǒng) 礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) 數(shù)據(jù)檢索查詢服務(wù)引擎

48、 數(shù)據(jù)接口引擎 專題應(yīng)用軟件系統(tǒng)erpoa 數(shù)據(jù)采集、編碼、轉(zhuǎn)換、傳輸 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 管 理 系 統(tǒng) 地測(cè)采數(shù)據(jù) 設(shè)備、作業(yè)、人員 實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù) 安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 河北鋼鐵礦業(yè)集團(tuán)礦產(chǎn) 資源信息集成管理平臺(tái) 圖 4 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)軟件架構(gòu)示意 5.3 應(yīng)用軟件系統(tǒng)的主要功能應(yīng)用軟件系統(tǒng)的主要功能 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)軟件功能如圖 5 所示。 河北鋼鐵礦業(yè)集團(tuán)礦產(chǎn)資源信息集成管理平臺(tái) 系統(tǒng)設(shè)置維護(hù)信息資源分類采編數(shù)據(jù)檢索統(tǒng)計(jì)三維建模分析 專題數(shù)據(jù)服務(wù)引擎 與接口 用 戶 與 權(quán) 限 管 理 操 作 日 志 管 理 數(shù) 據(jù) 字 典 與 編

49、 碼 管 理 數(shù) 據(jù) 備 份 數(shù) 據(jù) 錄 入 與 采 集 表 單 圖 檔 上 傳 下 載 信 息 分 類 編 碼 數(shù) 據(jù) 綜 合 檢 索 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) 分 析 圖 檔 綜 合 檢 索 數(shù) 據(jù) 與 圖 檔 下 載 三 維 建 模 引 擎 三 維 圖 形 顯 示 三 維 模 型 分 析 計(jì) 算 作 業(yè) 監(jiān) 控 與 調(diào) 度 安 全 監(jiān) 測(cè) e r p 與 oa 接 口 后期開發(fā) 圖 5 河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)礦山信息集成管理平臺(tái)軟件功能示意 5.45.4 應(yīng)用軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì) 5.4.1 礦山信息的結(jié)構(gòu)特征礦山信息的結(jié)構(gòu)特征 （1）礦山數(shù)據(jù)特點(diǎn)）礦山數(shù)據(jù)特點(diǎn) - 18 -

50、 礦山是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)時(shí)空巨大系統(tǒng)，其地理空間要素、資源環(huán)境信息和 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息的內(nèi)容廣泛、綜合、復(fù)雜、變化迅速，這就決定了礦山數(shù)據(jù)具有 如下特點(diǎn): 海量數(shù)據(jù) 由于礦山的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理，涉及到經(jīng)濟(jì)、生活、生態(tài)環(huán)境、資源、工程技 術(shù)等各大領(lǐng)域，僅工程技術(shù)就又涉及到測(cè)量、地質(zhì)、采礦、選礦、機(jī)械、電氣 等方方面面，其數(shù)據(jù)必然是海量的。 數(shù)據(jù)的多樣性與多源性 礦山數(shù)據(jù)來源廣泛，既有內(nèi)部生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，又有外部相關(guān)數(shù)據(jù)，既涉及 技術(shù)，又涉及經(jīng)濟(jì)等等;數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式有的是以數(shù)據(jù)文件形式存儲(chǔ)，有的是以文 本形式存儲(chǔ)，有的是以圖形形式存儲(chǔ)等。這就要求在進(jìn)行礦山信息系統(tǒng)集成時(shí) 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范和統(tǒng)礦山數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性 礦山

51、數(shù)據(jù)對(duì)礦山地質(zhì)體的表達(dá)是一個(gè)由模糊到精確的過程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的 積累程，從礦山資源勘探、礦井開拓到生產(chǎn)，礦山數(shù)據(jù)量越來越大，反映礦山 實(shí)體的層次逐步細(xì)化，反映地質(zhì)體客觀現(xiàn)象、規(guī)律的準(zhǔn)確程度逐步提高。如在 資源勘探階段，主要是通過鉆探、物探、野外地質(zhì)調(diào)查獲取 d 級(jí)、c 級(jí)地質(zhì)儲(chǔ) 量;在礦井開拓階段，通過補(bǔ)充勘探和開拓工程，可以獲取 c 級(jí)、b 級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量。 數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性 礦山所面對(duì)的地質(zhì)體存在相互作用關(guān)系，礦體和圍巖、兩個(gè)相鄰或不相鄰 地層間、構(gòu)造與礦層具有關(guān)聯(lián)性。同時(shí)礦山各生產(chǎn)部門之間的信息聯(lián)系緊密， 如地質(zhì)、測(cè)量、采礦、充填、通風(fēng)等部門均需使用同一采場(chǎng)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 (2(2 ) )礦山數(shù)

52、據(jù)源的數(shù)據(jù)格式礦山數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)格式 礦山數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)源來源非常廣泛，既有地質(zhì)勘探部門的原始勘探資料， 設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)資料，還有礦山在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)資料，以及礦業(yè) 市場(chǎng)的供求信息等。礦山數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)源主要包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、辦 公數(shù)據(jù)、web 數(shù)據(jù)、外部數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)格式包括: 數(shù)據(jù)庫(kù) 隨著各種管理信息系統(tǒng)在礦山的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫(kù)己成為礦山數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和 - 19 - 管理的主要技術(shù)，但由于系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)選型的不規(guī)范，在礦山企業(yè)內(nèi)采用 了各種不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，形成了即使是管理相同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也采用了 不同數(shù)據(jù)庫(kù)的情況。這對(duì)礦山數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取和集成帶來了困難，使數(shù)

53、據(jù)抽取接口和協(xié)調(diào)比較復(fù)雜。 文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)是礦業(yè)領(lǐng)域早期應(yīng)用最多的一種數(shù)據(jù)記錄格式，記錄了大量的礦 山信息。 1) 數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件是礦業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最多，而且最廣的數(shù)據(jù)記錄方式。如鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù) 包括孔口坐標(biāo)、鉆孔測(cè)斜、樣品分析化驗(yàn)值和地質(zhì)代碼 4 個(gè)數(shù)據(jù)文件。各數(shù)據(jù) 庫(kù)主要數(shù)據(jù)項(xiàng)分別為: 孔口坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)，x、y、z 三維坐標(biāo)及孔深。 鉆孔測(cè)斜數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)、測(cè)斜深度、方位角、傾角。 樣品化驗(yàn)數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)、取樣起始深度、終止深度、取樣間距、巖礦 芯長(zhǎng)。 地質(zhì)代碼數(shù)據(jù)文件:鉆孔編號(hào)、起始深度、截止深度、巖礦心長(zhǎng)、巖石類型。 2) 文本文件 各種格式的報(bào)表、技術(shù)資料、數(shù)據(jù)和參

54、數(shù)列表等，常采用 word、excel 等格 式。 3) 圖形文件 礦山計(jì)算機(jī)捕助設(shè)計(jì) cad 的普及，產(chǎn)生了大量 dwg 格式的圖形文件;掃描輸 入的 bmp 格式的圖形等。 （3）礦山數(shù)據(jù)的多維度特征）礦山數(shù)據(jù)的多維度特征 從邏輯層面上對(duì)礦山信息進(jìn)行分析，可以清楚認(rèn)識(shí)到其具有時(shí)間維度、空 間維度、業(yè)務(wù)分類維度。圖 6 給出了礦山數(shù)據(jù)的多維度視圖。由此可以對(duì)礦山 進(jìn)行有效地組織與管理。 - 20 - 空間位置 （礦區(qū)、礦段，坐標(biāo)xyz） 時(shí)間 信息專題分類 地質(zhì) 測(cè)量 采礦 設(shè)備 人員 安全 作業(yè)狀態(tài) 。 信 息 形 態(tài) 數(shù)據(jù) 文檔 圖形 。 圖 6 礦山信息的維度 5.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方

55、案數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案 （1）地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì)）地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將需求分析得到的用戶數(shù)據(jù)需求進(jìn)行抽象并轉(zhuǎn)換為信息界 結(jié)構(gòu)的過程。信息世界結(jié)構(gòu)又稱為概念結(jié)構(gòu)或概念模型(conceptmedel)，是按 用戶觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次，獨(dú)于機(jī) 器和具體的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是各種數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 實(shí)體一聯(lián)系模型即 e 一 r 模型是目前表示概念結(jié)構(gòu)的最有效的方法之一， 它過抽取實(shí)體(entity)和實(shí)體之間的聯(lián)系(relationship)來表達(dá)概念結(jié)構(gòu)。 地質(zhì)礦產(chǎn)資料的成果主要有四類基本形式:(l)目錄薄，(2)文檔(文

56、字資料)， (3)圖件，(4)表格。在現(xiàn)代礦床勘探過程中，由于計(jì)算機(jī)運(yùn)用，有時(shí)可能包括 電子文檔(word 文檔)、電子表格(excel 表格)、電子錄像等電子介質(zhì)資料和遙 感影像、圖片、聲音、圖像、幻燈片等多媒體資料。 除了包含地質(zhì)礦產(chǎn)資料的成果以外，為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，地質(zhì)礦產(chǎn)基 數(shù)據(jù)庫(kù)還必須包含一些用戶資料。對(duì)于不同的用戶使用資料的權(quán)限必須受到制， 因此，對(duì)于各個(gè)資料均需要數(shù)據(jù)庫(kù)管理員或者部門管理員(dba、database administrator)來設(shè)置用戶的權(quán)限，這種設(shè)置是允許讀、寫等。 以上資料成果可以抽象為下述實(shí)體: (1)目錄條目實(shí)體:資料分類體系樹形結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)可以抽象

57、為目錄條目， 稱為目錄條目實(shí)體(directoryitem，記為 diritem)。 (2)文檔數(shù)據(jù)實(shí)體:紙介質(zhì)文檔(勘探報(bào)告、研究報(bào)告等)、電子文檔 (word、pdf、ppt 等文檔)、電子表格(excel 表格等)、多媒體資料(遙感影像、 圖片聲音、圖像、幻燈片等)、軟件包等數(shù)據(jù)的表示和存儲(chǔ)，統(tǒng)一抽象為文檔數(shù) - 21 - 據(jù)稱為文檔數(shù)據(jù)實(shí)體(doeumentdata，記為 doedat)。 (3)文檔特征實(shí)體:對(duì)文檔數(shù)據(jù)的特征(名稱、日期等)進(jìn)行描述的條目，稱 為文檔特征實(shí)體(doeumentcharacterization，記為 doecha)。文檔特征實(shí)體為 文檔數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)(me

58、tadata)。 (4)圖件數(shù)據(jù)實(shí)體:紙介質(zhì)圖件(綜合地質(zhì)圖、剖面地質(zhì)圖、中段地質(zhì)圖等)、 電子圖件(各類地測(cè)圖件的掃描光柵文件、m 即 gis、maplnf。 、arcgis 的矢量 化文件等)等數(shù)據(jù)的表示和存儲(chǔ)，統(tǒng)一抽象為圖件數(shù)據(jù)，稱為圖件數(shù)據(jù)實(shí)體 (mapdata，記為 mapdat)。 (5)圖件特征實(shí)體:對(duì)圖件數(shù)據(jù)的特征(名稱、日期、比例尺等)進(jìn)行描述的 條目，稱為圖件特征實(shí)體(mapeharaeterization，記為 mapcha)。圖件特征實(shí) 體為圖件數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。 (6)表格數(shù)據(jù)實(shí)體:可以用二維表格表示的數(shù)據(jù)(如樣品化驗(yàn)分析數(shù)據(jù))，統(tǒng) 稱為表格數(shù)據(jù)實(shí)體(tabledata，

59、記為 tabdat)。 (7)表格特征實(shí)體:對(duì)表格數(shù)據(jù)的特征(名稱、日期等)進(jìn)行描述的條目，稱 為表格特征實(shí)體(tablecharaeterization，記為 tabcha)。表格特征實(shí)體為表 格數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。 (8)孔數(shù)據(jù)實(shí)體:礦床勘探工程(如鉆孔、坑道、探槽等)在幾何形狀上均為 線狀，均具有工程位置、軌跡形態(tài)、地質(zhì)編錄、樣品化驗(yàn)等數(shù)據(jù)，具有相同的 或相似的數(shù)據(jù)構(gòu)型，都可用二維表格來表示。這些勘探工程的數(shù)據(jù)是地質(zhì)分界、 礦體圈定的主要數(shù)據(jù)來源，由于其相似的數(shù)據(jù)構(gòu)型，統(tǒng)一抽象為孔數(shù)據(jù) (holedata)?？讛?shù)據(jù)包括孔口坐標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)體(holecollardata，記為 holecollard

60、at)、孔跡測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)體(holesurveydata，記為 holesurveydat)、 地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)實(shí)體(holecodingdata，記為 ho1ecodingdat)、樣品化驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí) 體(holesampledata，記為 holesampledat)。 (9)用戶實(shí)體:用來描述使用本系統(tǒng)的用戶信息的數(shù)據(jù)(如所在部門、密碼、 名稱等)，稱為用戶實(shí)體。 (10)權(quán)限實(shí)體:為了維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，對(duì)每個(gè)條目和用戶都賦予了不 同的權(quán)限(如:只能瀏覽、允許所有操作等)，稱為權(quán)限實(shí)體。 這些實(shí)體之間的聯(lián)系如下: - 22 - (1)目錄條目實(shí)體可以是某個(gè)目錄條目實(shí)體的子條目，也可以是其它目錄