可视化技术在煤矿调度指挥及应用研究.pdfVIP

第23届全国煤矿自动化与信息化学术会议 239 暨第5届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集 可视化技术在煤矿调度指挥的应用研究 赵存会，龚大立，李国栋，杨光华 (山西精英科技股份有限公司，太原030012) 摘要t通过可视化技术，将煤矿枯燥、晦涩的安全生产数据转化成一目了然的可 视化图形，通过图表、图形、图像等方式显示，使之更符合人类的认知规律，以 利于各方面人员更迅速准确地掌握情况做出判断。以煤矿日常调度场景和应急救 援指挥场景为例，对可视化技术的实际应用作了阐述。实践证明，在煤矿的调度 指挥工作中，该技术的应用在提高调度指挥的效率方面有着重要的作用，具有很 好的应用价值。 关键字：可视化；煤矿调度指挥；应用 1 刖百 可视化技术是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上 显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计 算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系 列阿题的综合技术。现在己发展成为人们分析自然现象、社会经济发展形势，认识客观事 物本质和变化规律的得力助手。 煤炭行业生产条件特殊，作业现场在井下，空间分布广阔，煤层赋存不一致，地质构 造多变，煤与瓦斯突出以及粉尘、顶板、防治水等诸多不利因素，导致人工作业环境恶劣， 作业条件复杂。目前，大多数煤矿都建设了相应的应用系统i但是由于这些应用系统纷繁 复杂、分散部署，使得在调度指挥决策的时候，相关人员需要在多种不同的应用系统之间 切换来调取相关资料，无法快速从这些海量的数据信息中抽取最需要的数据。因此，有必 要利用可视化技术，在矿井三维模型上加载地测、工程、安全监控、工业电视、人员定位、 综合自动化、调度等各种信息，将井上、下真实全貌(包含生产、设备运行状态)完整的、 直观的展现出来，实现“透明矿山”，用以提高煤矿安全生产调度指挥效率。可视化作为 数字矿山的主要内容之一，其应用具有非常重要的意义。 2煤矿可视化技术的内容 (1)地理信息系统(简称GIS)。煤矿地理信息系统是融合计算机图形技术和数据库 技术为一体的信息管理系统，它的各种属性数据(如安全环境参数、人员信息、设备状态、 工业电视、通信联络等)都建立在空间数据的基础上，从而把地理位置和相关属性有机的 结合起来，并能根据实际需要，把用户所需的数据准确、真实、图形化的方式展示出来。 240 第23届全国煤矿自动化与信息化学术会议 暨第5届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集 (2)图表、曲线分析。将煤矿枯燥的安全生产数据以柱状图、饼状图、曲线等方式 生动、直观展示出来，如建立领导驾驶舱对关键KPI指标进行统计分析，辅助领导决策； 通过对设备历史装备数据曲线分析，制定设备保养维修计划；通过分析瓦斯历史曲线，预 测瓦斯趋势，建立瓦斯预警机制等等。 (3)组态展示。通过组态良好的人机对话界面和强大的通讯功能，使操作人员通过 简易的操作，实现生产各环节本地或远程的实时监测和控制。 (4)虚拟现实与仿真。通过构建一个虚拟的场景显示井下设施和安全状况，如在地 质条件相对稳定时，根据综采工作面的地质情况设置采煤机仿形切割区域，模拟人工采煤， 根据记录的数据进行自动调整采煤机滚筒高度；构建三维模拟巷道，生成矿井通风网络图， 用户通过调节设备参数来高效逼真显示煤矿通风系统变化，实现煤矿的智能通风解算；模 拟井下火灾燃烧和烟气蔓延的场景，使救灾人员直观了解井下火源位置和蔓延趋势，为救 灾措施制定或灾后事故分析提供新的技术手段等等。 (5)可视化统一通信。旨在融合各种类型的通信网络(互联网、移动网、固话网等)， 打破不同网络的界限，透明地集成并统一管理各种通信手段(可视化调度终端、可视电话、 手机、移动智能终端等)，支持移动性业务和业务角色的定位，支持以全媒体形式(语音、 视频、文本消息、传真等)所承载的知识共享；它在各种业务流程约束下对各种通信方式 进行综合应用，并与煤矿调度专业应用系统相集成，每一种调度角色和交互对象都将成为 主动性的通信主体。它为调度工作提供跨时空、多元化、互动式的信息共享和交流方式， 从而精简工作流程，改善煤矿的调度工作效率。 3可视化技术在煤矿调度指挥的应用场