基于gis的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)，用于監(jiān)測和/或控制一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備；GIS子系統(tǒng)；以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，與所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)（10）和所述GIS子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，用于存儲煤礦井采掘平面地圖信息以及現(xiàn)場設(shè)備的位置坐標(biāo)信息；生產(chǎn)控制子系統(tǒng)將用于一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其根據(jù)接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)確定現(xiàn)場設(shè)備的位置變化，并用該位置變化更新之前存儲的現(xiàn)場設(shè)備的位置信息；GIS子系統(tǒng)還用于向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器請求更新后的現(xiàn)場設(shè)備的位置信息以實(shí)現(xiàn)GIS子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的信息同步。
【專利說明】基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦領(lǐng)域，具體地涉及一種基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字礦山技術(shù)是當(dāng)今采礦科學(xué)、信息科學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物，能夠提高礦業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)水平。國外礦業(yè)發(fā)達(dá)國家在數(shù)字礦山方面的研究起步較早，代表了信息技術(shù)在礦業(yè)應(yīng)用的最高水平，但這些應(yīng)用多局限于非煤或露天礦山開采。我國的數(shù)字礦山技術(shù)尚處于探索發(fā)展階段，存在著建設(shè)基礎(chǔ)薄弱、缺乏整體規(guī)劃、應(yīng)用的廣度和深度處于初級階段?，F(xiàn)有絕大多數(shù)煤礦生產(chǎn)、管理的自動化與信息化水平相對較低，特別是煤礦綜合自動化系統(tǒng)、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及企業(yè)經(jīng)營管理軟件等尚沒有行業(yè)或者國家標(biāo)準(zhǔn)，各煤礦企業(yè)采用不同廠家各自自行制定的傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，各分(子)系統(tǒng)之間不能互通和兼容，存在著“信息孤島”現(xiàn)象，信息資源難于共享。因此，該項(xiàng)目為針對我國數(shù)字礦山建設(shè)存在信息孤島，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，所進(jìn)行的數(shù)字礦山關(guān)鍵技術(shù)研究并進(jìn)行應(yīng)用示范。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)，用于監(jiān)測和/或控制一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備；地球信息系統(tǒng)GIS子系統(tǒng)；以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)和所述GIS子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，其中所述數(shù)據(jù)庫用于存儲煤礦井采掘平面地圖信息以及現(xiàn)場設(shè)備的位置坐標(biāo)信息；所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)用于將用于一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器根據(jù)接收的所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)確定一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置變化，并用該位置變化更新之前存儲的該一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息；所述GIS子系統(tǒng)還用于向所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器請求更新后的所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息以實(shí)現(xiàn)所述GIS子系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的信息同步。
[0004]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式提供的基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。[0008]地球信息系統(tǒng)(GIS)有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)?？刂坪头从趁簬r界面的因素很多，而且也很復(fù)雜、常規(guī)的分析方法很難把這些復(fù)雜的因素用較形象的方式表示出來，地理信息系統(tǒng)(GIS)是完成這種復(fù)雜因素綜合分析的有力工具，它能把多種因素綜合起來分析，并且能進(jìn)行各種運(yùn)算。利用地理信息系統(tǒng)軟件，不僅能方便地選擇所需資科編繪各種圖件，而且可以在任何時(shí)候根據(jù)新的資料修改和編繪。原始資料與編繪的圖件保存在同一系統(tǒng)中，可以編輯，便于查詢。
[0009]在煤礦開采領(lǐng)域中，對各個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測和/或控制都是單獨(dú)進(jìn)行的。由于煤礦開采涉及的監(jiān)測和/或控制對象數(shù)量較大，單獨(dú)控制不適合一體化控制的需求。
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式提供的基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所不，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可以包括:
[0011]一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10，用于監(jiān)測和/或控制一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備；
[0012]地球信息系統(tǒng)GIS子系統(tǒng)20 ；以及
[0013]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30，該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30可以與所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10和所述GIS子系統(tǒng)20相關(guān)聯(lián)，其中所述數(shù)據(jù)庫30用于存儲煤礦井采掘平面地圖信息以及現(xiàn)場設(shè)備的位置坐標(biāo)信息；
[0014]所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10用于將用于一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30根據(jù)接收的所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)確定一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置變化，并用該位置變化更新之前存儲的該一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息；
[0015]所述GIS子系統(tǒng)20還用于向所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30請求更新后的所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息以實(shí)現(xiàn)所述GIS子系統(tǒng)20與所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30的信息同步。
[0016]一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10可以分別連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30或通過總線連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30。多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10之間也可以相互連接。
[0017]煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10可以包括但不限于，例如綜采子系統(tǒng)、主運(yùn)輸子系統(tǒng)、供電子系統(tǒng)、排水子系統(tǒng)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)、工業(yè)電視子系統(tǒng)、通風(fēng)子系統(tǒng)、火災(zāi)檢查子系統(tǒng)、智能報(bào)警子系統(tǒng)、智能聯(lián)動子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)等。
[0018]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的能夠執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲、處理以及傳輸?shù)难b置。
[0019]所述GIS子系統(tǒng)20是基于GIS技術(shù)開發(fā)的組件。地球信息系統(tǒng)(GIS)有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)?？刂坪头从趁簬r界面的因素很多，而且也很復(fù)雜、常規(guī)的分析方法很難把這些復(fù)雜的因素用較形象的方式表示出來，地理信息系統(tǒng)(GIS)是完成這種復(fù)雜因素綜合分析的有力工具，它能把多種因素綜合起來分析，并且能進(jìn)行各種運(yùn)算。利用地理信息系統(tǒng)軟件，不僅能方便地選擇所需資科編繪各種圖件，而且可以在任何時(shí)候根據(jù)新的資料修改和編繪。原始資料與編繪的圖件保存在同一系統(tǒng)中，可以編輯，便于查詢。
[0020]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，GIS子系統(tǒng)20的一個(gè)功能可以是以煤礦井采掘平面地圖的形式展現(xiàn)煤礦井內(nèi)部的動態(tài)信息和現(xiàn)場設(shè)備的位置信息。這里提到的現(xiàn)場設(shè)備可以是指在位于煤礦井內(nèi)的各種設(shè)備。
[0021]根據(jù)煤礦井采掘平面地圖，煤礦井內(nèi)任何一個(gè)位置是確定的，即可以用坐標(biāo)來定義煤礦井內(nèi)的任何一個(gè)位置。
[0022]所述的現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以包括但不限于，例如對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)動的監(jiān)測。以采煤機(jī)為例，采煤機(jī)工作的過程包含牽弓1、調(diào)高和推溜三個(gè)方向的運(yùn)動。采煤機(jī)在煤礦井內(nèi)的初始位置是預(yù)先確定的，也就是說，采煤機(jī)的初始位置坐標(biāo)是確定。通過例如各種傳感器(例如，角度傳感器、位移傳感器等)檢測采煤機(jī)在工作過程中在牽引、調(diào)高和推溜三個(gè)方向的運(yùn)動，可以得到采煤機(jī)在這三個(gè)方向上的位移，與采煤機(jī)相關(guān)聯(lián)的控制子系統(tǒng)10可以將檢測到的位移數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30可以根據(jù)該位移數(shù)據(jù)以及已存儲的采煤機(jī)初始位置計(jì)算出采煤機(jī)新位置，然后可以用計(jì)算出的新位置更新之前存儲的采煤機(jī)的初始位置。
[0023]現(xiàn)場設(shè)備的控制數(shù)據(jù)可以包括但不限于，例如與現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)動有關(guān)的控制信息。還是以采煤機(jī)為例，與采煤機(jī)有關(guān)的控制子系統(tǒng)20可以設(shè)定采煤機(jī)的控制參數(shù)，例如割煤開始時(shí)間、停止時(shí)間、前進(jìn)速度、采高等。該控制子系統(tǒng)20可以將這些控制參數(shù)傳送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30可以根據(jù)這些控制參數(shù)確定采煤機(jī)的位置變化，用該位置變化更新之前存儲的采煤機(jī)的位置信息。
[0024]以上以采煤機(jī)為示例描述了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30根據(jù)控制子系統(tǒng)20傳送的監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)來更新現(xiàn)有設(shè)備的位置信息，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該位置信息更新可以擴(kuò)展到其他現(xiàn)場設(shè)備。
[0025]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30可以定期執(zhí)行對所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息的更新。周期可以例如是I小時(shí)或幾小時(shí)，一天或幾天等。
[0026]GIS子系統(tǒng)20可以例如定期向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30請求更新的現(xiàn)場設(shè)備的位置信息。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30在接收到來自GIS子系統(tǒng)20的請求后，可以向該GIS子系統(tǒng)20傳送更新后的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息。
[0027]在本方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30向GIS子系統(tǒng)20向傳送更新的現(xiàn)場設(shè)備的位置信息之前，需要對GIS子系統(tǒng)20進(jìn)行認(rèn)證。具體來說，在GIS子系統(tǒng)20向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30發(fā)送請求時(shí)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30在接收到該請求后向GIS子系統(tǒng)20發(fā)送消息，指示GIS子系統(tǒng)20提供證書。GIS子系統(tǒng)20接收到該消息后向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30發(fā)送證書。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30接收該證書后，判斷該接收的證書是否與其存儲的證書中的一個(gè)相匹配。如果匹配，則認(rèn)證成功，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30開始向GIS子系統(tǒng)20傳送更新的現(xiàn)場設(shè)備的位置信息。如果不匹配，則認(rèn)證失敗，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器30可以忽略該請求。
[0028]如上所述的，位置信息可以包含一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的三維位置坐標(biāo)。在該實(shí)施方式中，雖然GIS子系統(tǒng)20展現(xiàn)的煤礦井采掘平面圖是二維圖，但是GIS子系統(tǒng)20可以在煤礦井采掘平面地圖上展現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的三維位置坐標(biāo)。
[0029]基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)還可以包括顯示子系統(tǒng)(圖中未顯示)，該顯示子系統(tǒng)可以用于顯示一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)10的監(jiān)測和/或控制現(xiàn)場設(shè)備的狀況和/或所述GIS子系統(tǒng)20展現(xiàn)的與煤礦井采掘平面地圖。
[0030]顯示子系統(tǒng)的例子可以包括顯示器，顯示器可以包括但不限于液晶顯示器、發(fā)光二極管(LED)顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器等。
[0031]煤礦生產(chǎn)管理一體化系統(tǒng)還可以包括輸入設(shè)備，例如鼠標(biāo)、鍵盤、控制板等。
[0032]將GIS應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)，將礦井采掘工程平面圖和安全監(jiān)測、人員定位、工業(yè)電視等各種監(jiān)控、監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，能夠做到動態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息更新，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的反映井下生產(chǎn)情況、周邊環(huán)境信息。解決各系統(tǒng)之間礦圖數(shù)據(jù)不一致問題。同時(shí)能夠在GIS圖層上直觀進(jìn)行設(shè)備的控制操作，提高操控的準(zhǔn)確性。
[0033]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0035]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種基于GIS的煤礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)(10)，用于監(jiān)測和/或控制一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備； 地球信息系統(tǒng)GIS子系統(tǒng)(20);以及 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)，該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)與所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)(10)和所述GIS子系統(tǒng)(20)相關(guān)聯(lián)，其中所述數(shù)據(jù)庫(30)用于存儲煤礦井采掘平面地圖信息以及現(xiàn)場設(shè)備的位置坐標(biāo)信息； 所述一個(gè)或多個(gè)煤礦生產(chǎn)控制子系統(tǒng)(10)用于將用于一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)根據(jù)接收的所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)確定一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置變化，并用該位置變化更新之前存儲的該一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息； 所述GIS子系統(tǒng)(20)還用于向所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)請求更新后的所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息以實(shí)現(xiàn)所述GIS子系統(tǒng)(20)與所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)的信息同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述GIS子系統(tǒng)(20)還用于以煤礦井采掘平面地圖的形式展現(xiàn)煤礦井內(nèi)部的動態(tài)信息和現(xiàn)場設(shè)備的位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)定期執(zhí)行對所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信息的更新。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(30)在接收到來自所述GIS子系統(tǒng)(20)的請求后，向該GIS子系統(tǒng)(20)傳送更新后的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的位置信肩、O
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述位置信息包含一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的三維位置坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述GIS子系統(tǒng)(20)還用于在煤礦井采掘平面地圖上展現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的三維位置坐標(biāo)。
【文檔編號】G05B19/418GK103576654SQ201310536028
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】韓建國, 翟桂武, 楊漢宏, 王繼生, 王海軍, 張延生, 吳浩, 潘濤, 何杰 申請人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 神華和利時(shí)信息技術(shù)有限公司