硅谷：基于WebGIS的煤矿采掘衔接管理系统的设计及实现 |
| 2012-11-20 10:58 作者：肖玉宏 邓新东 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月20日文】据《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，煤矿采掘衔接管理系统是进行煤矿开发的一个子系统，其服务于决策管理，是煤矿效率生产和安全生产的重要保证，有着极好的实用价值和广阔的应用前景。鉴于此，概述WebGIS，并重点围绕设计、实现两个方面来就基于WebGIS的煤矿采掘衔接管理系统进行分析论述。意在为煤矿采掘衔接管理系统的实际开发和应用提供借鉴与支持。
工作面采掘是煤矿生产的基本单位和第一线工作现场，具有生产工序循环性、移动性、平行性、协调性、均衡性、连续性等特点，进行煤矿采掘衔接管理意义重大，对全矿生产的产量、进度有着直接影响，关系到队组生产计划的实施和煤矿安全生产。基于WebGIS的煤矿采掘衔接管理系统是综合数据库技术和计算机图形技术的信息管理系统，以空间数据为各种属性数据建立的基础，有机结合相关属性和地理位置，以实际需要为依据，通过利用系统独有的可视化表达和空间分析功能，来将客户所需的数据真实、准确地输送至用户，从而为煤矿资源开发管理提供科学的决策依据。因此，对基于基于WebGIS的煤矿采掘衔接管理系统进行探讨，明确其设计与实现就显得十分必要，对于煤矿生产优化具有积极的现实意义。
1WebGIS概述
WebGIS，即网络地理信息系统，是以Web技术为支持所建立的一种特殊环境地理信息系统，强调网络是系统的工作环境。WebGIS是基于网络的服务器、客户机、分布式系统，软件用户界面为Web页面，从而将GIS技术同互联网结合在一起，进行交互的操作。在实际应用中，WebGIS相比于以往GIS具有如下特点：更好的扩展性；计算负载更加平衡高效；大众化的应用；更具独立性的平台；更广的访问范围。
WebGIS技术是空间数据库与地理信息系统理论发展和成功应用的典型案例，这项技术的成熟为远程管理矿区地测奠定了非常重要的基础，它还有一个作用就是为Web浏览器和GIS服务程序之间提供通讯条件。GISPlug-in控件对来自服务器的GIS矢量数据采取直接处理的方式。在处理数据的的同时，GISPlug-in控件也能够生成自己的数据，并且共享给Web浏览器和其它Plug-in用户显示和使用。尽管GISPlug-in控件在于客户端的交互性上做的很好，可是它提供给用户客户端的功能十分有限，也只能够将静态的信息传递给用户。由于客户端得到的是一个实体的图形，譬如放大、缩小、漫游等操作都不能由用户操作单个地理实体来实现，它们都必须通过服务器来完成然后返回结果。
这个系统采用WebGIS技术来实现对煤矿区内部信息的网络化管理。WebGIS技术通过Internet进行数据传输，它不受到地域条件的限制，而且对客户端要求很少，能够使使得客户端显得比较精炼，没有庞大的安装包，也没有在硬件方面的过多要求。通过WebGIS技术设计的煤矿地测远程管理系统，其目标是为了实现煤矿区内部以及其分支机构的信息共享，而且要实现不同用户权限的控制。鉴于实际情况，如今的煤矿区分布具有分散的特点，导致煤矿区的分区很多，为此采用WebGIS技术是合理的、可行的。采用这种技术能够提供强大的功能，具有灵活的扩展能力，并且其跨地域的操作性也十分良好。
2基于WebGIS煤矿采掘衔接管理系统的设计
2.1分析用户需求
基于WebGIS的煤矿采掘衔接管理系统设计首先要满足的是用户的需求，比如矿山信息控制中心位置的工作人员对于采掘面，井口和巷道都应该有所查询，并且要对于设施相关数据能够了解；能够对每个进口与巷道间最优路径和采掘进度进行查看；为煤矿采掘衔接提供服务支持和信息依据；地图管理和报表服务等。
2.2系统架构的设计方案
通过分析用户需要，结合SuperMapIS.NET开发平台和.NET体系架构，来进行如下的系统设计：
1）物理架构设计
选用光纤网络作为主要的网络通路，并且通过备份，将系统形成一个三级网络，网络主要涵盖了工作现场，主矿工作现场和矿山控制中心，这些层次性非常分娩的网络可以取代矿山的现场工作，而做到更加的精确，信息传输更加的快速。建立了三级网络以后，就要在矿区局域网中建立数据库服务器和应用服务器，这种建设能够令网络在矿区范围内对电子地图进行操作，还能够统一管理好数据库服务器。
2）软件架构设计
以系统物理架构为依据，将SuperMap平台和.NET多层分布式体系结构引用进来，进行系统软件架构的构建，如图1所示，信息服务面向分矿工作现场、主矿工作现场、控制中心三级工作人员，广域网为其运行环境，系统为涵盖数据库层、业务逻辑层、页面表示层、客户层的多层架构体系。其中，以IE浏览器为基础的Web客户端为客户层，ASPX页面为页面表示层的主要形式，业务逻辑层主要用于对分布电子地图及相关服务的提供，如查询井口、巷道，路径优化等。而数据库层的作用就在于实现对数据库中属性数据和电子地图数据的查询。
图1基于WebGIS的煤矿采掘衔接管理系统软件架构
3）采掘衔接管理系统的设计说明
通常来讲，客户层只需安装浏览器就可在服务器上实现其它功能，为系统的开发与后期维护节省了工作量；应用浏览器连接Web业务服务器，避免了软件更换，保证了业务的友好性和一致性；在后台局域网的Web应用服务器上部署业务组件程序，保证了代码的安全性，其功能扩充和修改，不会对客户端用户查看造成影响；多层体系结构的应用，可引入多台服务器均衡负载的方法，来在两台服务器上分别运行业务层和Web层，保证了系统响应的速度。
3基于WebGIS煤矿采掘衔接管理系统的实现
3.1系统应用功能的实现
1）结合采掘衔接法、采掘计划形成煤矿计划计算表和工作面接替方案。在保障高效、安全的生产原则下，对约束计划制定的条件进行建立，从而实现采掘衔接的最大化；2）结合Ajax和Java在GIS系统中创建、删除和重绘WebGIS对象，来实现数据、页面对象的无刷新更新，从而形成计划测量图还有进度对比图等图纸，并且更加这些图来进行精确的计算，比如用工作面参数来对产量和尺寸进行计算，形成信息提醒；3）可以通过数据来达到煤矿产量计算的目的，来形成生产经营日报表、循环综合作业图表、产量月平衡对比表、采掘对应表、产量旬报表等，并运用打印功能将其导出；4）结合日生产数据中煤质、产品提升、开拓进尺、掘进等信息来对产量、作业及经营趋势做出分析，并以生产报告的形式来为决策者提供分析决策，其内容以Word与图标相结合的模式呈现，包括产量趋势分析、产量原因分析等；运用统一的信息预警平台，同巷道、工作面生产实际信息相结合，以短信形式将采掘准备、每日产量、掘探一体化、月累产量、穿越预警信息等煤矿生产、安全信息发送至相关领导及队组负责人。
3.2系统功能实现的技术支撑
基于WebGIS煤矿采掘衔接管理系统的功能实现依赖于包括组建技术、单点登录技术在内的关键技术。在系统实现的过程当中，组件技术的作用在于对各功能模块的封装，来对普通Web服务和地图服务实施分离开发。组件技术具有开发快速、易扩展、易维护、低耦合、高内聚等特点，消除模块间彼此依赖的同时，实现了模块封装。以组件模型为支撑，能够十分轻松地更换和扩展某一功能服务模块，从而降低系统开发风行，促进软件生产效率的提高；而应用单点登录技术，则是结合活动目录与RBAC，通过对活动目录中目录信息树的利用，来对煤矿智能层次结构进行现实模拟。按照应用系统类别对活动目录中的全部用户作出一级分组，并结合每个应用系统功能，来实施二级分组，对读、写、执行、控制等模块权限加以定义，并采用统一的权限系统来加以管理。这样，用户只要在开机后输入用户名、密码便可登陆到域环境中，来使用其权限功能。
4结语
信息化的建设和完善，将采掘衔接这一煤矿生产的瓶颈问题有效解决，提高了煤矿生产的效率和产量，保障了企业的持续发展。随着该系统在实践应用中的逐步深入，我们有理由相信，其必将进一步完善，更好地发挥作用，从而更好地服务于我国煤矿生产事业。
作者简介：
肖玉宏（1983-），男，本科，2007年7月毕业于西安科技大学采矿工程系，助理工程师，现任神华宁夏煤业集团有限责任公司枣泉生产技术科主管技术员。
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