基于MAPX的煤矿通风管理系统的设计研究.pdf

胶带机火灾探测是一种非结构性问题, 很难用一般 的数学模型精确描述, 而实际环境又非常复杂, 更增 加了探测的难度。因此本文采用了建立在专家经验 基础上的模糊推理算法对胶带机火灾探测问题进行 研究, 结果表明该算法可以有效实现胶带机火灾的 早期报警, 为矿井胶带机火灾的探测提供了一种行 之有效的控制算法模型。 参考文献 [ 1] NICHOLAS P C. 胶带输送机的故障排除方法[J]. 煤 矿安全, 19914 67 69. [ 2] 何 沛. 火灾自动报警系统存在的几个问题及改进 措施[J]. 消防技术与产品信息, 2003 5 28 31. [ 3] 王丽萍, 方厚辉. 基于多传感器融合技术的高大空间 火灾探测[ J] . 科学技术与工程, 2006, 61 35 38. [ 4] 张卫国, 杨向忠. 模糊控制理论与应用[ M] . 西安 西北工业大学出版社, 1999. [ 5] 王 殊, 窦 征. 火灾探测及其信号处理[ M ]. 武 汉 华中理工大学出版社, 1998. [ 6] KONSTANTIN M K.New Fire/Smoke Detection and Fire Extinguishing Systems for Aircraft Applica tions[ J] . Air 2. 淮南师范学院信息技术系, 安徽 淮南 232001; 3. 浙江林学院, 浙江 临安 311300 摘要 文章介绍了煤矿通风管理的应用现状及存在的问题, 阐述了煤矿通风管理系统的功能及其关键技 术的实现方法。该系统实现了地图与数据库的自动链接和双向查询, 及信息的动态可视化管理, 为煤炭生产 管理部门对矿井通风信息的管理、 查询分析和决策提供了一条新的有效的途径。 关键词 煤矿; 通风管理; 信息系统; MapX; GIS 中图分类号TD635/ 724 文献标识码A Study of Ventilation Management System of Coal Mine Based on M apX GAO Guangfa1, QI Minju2, HUANG Yonghong3 1. Dept. of Resources and Management Engineering of Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China. 2. Dept. of Ination Technology of Huainan Normal University, Huainan 232001, China. 3. Zhejiang Forestry University, Linan 311300, China Abstract T he paper introduced the present status and existing problems of coal mine ventilation management, and described the function of ventilation management system of coal mine and realizing of key technologies of the system. The system achieved autolinking and bidirectional inquiring between the map and database, realized dynamic visual management of ination of coal mine ventilation, which gave a new way to provide mine ventilation ination management, inquire, analysis 收稿日期 2007- 02- 20 * 基金项目 安徽省教育厅自然科学基金项目 2006kj009c 。 作者简介 高光发 1980- , 男, 湖北黄冈人, 硕士,讲师, 注册安 全工程师, 现主要从事安全工程专业的教学和科研工作, 研究方向为 矿山安全工程。 and decision to coal production management department. Key words coal mine, ventilation management, ination system, MapX, GIS 0 引言 矿井通风是保障煤矿安全生产和防止瓦斯爆 炸、 保障工人健康的主要措施之一。矿井通风系统 的特点是用风地点分散, 信息量大, 影响因素多, 巷 道通风参数、 通风网络结构等都具有动态特性。同 时矿井通风系统是一个有机的整体, 任何局部的变 化都会引起整体参数的变化, 且变化规律复杂。而 以往的信息管理系统只是基于数据库技术, 是单纯 地对数据进行操作, 没有将图形数据结合起来, 并且 随着采掘面的不断推进, 不能及时更新矿图, 矿图和 属性数据不能同步更新, 尤其不能通过大量的属性 数据直观地看到某种不安全隐患的发展趋势, 所采 取的措施也很难保证具有系统的安全性和可靠性。 GIS Geographic Ination System, 地理信息系 统 作为一门融计算机图形数据和属性数据于一体、 存储和处理空间信息的边缘综合性学科, 能把地理 位置和相关属性有机结合起来, 根据实际需要准确 真实、 图文并茂地输出给用户, 满足不同部门、 不同 用户对空间信息的要求, 且其空间分析功能和可视 化表达可用于各种辅助决策和管理中。 本文将地理信息系统产品之一 MapInfo Professional 的组件 MapX 与 VB 相结合开发煤矿 通风管理系统, 可实现矿图导入、 矿图编辑、 图纸管 理、 动态显示、 空间数据与属性数据的一体化管理、 风网解算与测定、 阻力测定、 自动绘制瓦斯曲线图、 阻力坡度图等, 实现了信息管理的规范化、 自动化、 可视化, 具有重要的理论意义和实用价值。 1 系统功能 本系统是在 Visual Basic 6. 0 标准可视化语言 开发环境下嵌入 GIS 的组件 MapX 进行组合式 二次开发, 用 Access 创建属性数据库, 图形数据在 MapInfo 中完成。MapInfo 是强大的桌面地理信息 系统, 它可以直接接受 DBASE 和 FOXBASE 数据, 空间数据可以与 ARC/ INFO、 CAD 等实现共享。 本系统所用空间数据由 AutoCAD 转换过来, 并在 MapInfo 中经过修改加工而得。 系统组成框图如图 1 所示。 系统具体实现的功能 1 基于. tab 格式的矿 井通风系统图绘制, 或利用AutoCAD图形转换再 图 1 系统组成框图 转换。前者是在 MapInfo Professional 7. 5 中利用 其绘图工具绘制系统图; 后者是将 AutoCAD 通风 系统图中的巷道层、 通风设施层、 标注层图层等转换 为单线图, 再利用 MapInfo Professional 7. 5 菜单中 的通用转换器将其转换为. tab 格式的图形, 然后更 换线型并进行适当的修改和修饰。 2 根据通风阻 力测定的原始数据, 计算出空气密度、 相对湿度、 阻 力、 阻力系数等有关数据, 并根据精度要求进行平差 校正, 得出阻力汇总表。同时, 根据风机工矿点的值 利用最小二乘法对其拟合, 得出风机特性曲线方程。 3 矿井通风网络解算与系统优化。根据以上步骤 得出的矿井风网参数, 预算各对应的风量及方向, 分 析各工作参数 工作风量、 工作风压、 效率等 及运转 稳定性。 4 系统主界面中矿图的编辑与通风数据 的动态显示、 修改。当矿井通风系统图与相关的属 性数据库链接后, 可以通过矿图显示风网中各巷道、 工作面等的风量风阻、 阻力系数、 巷道长度等, 当矿 井在生产过程中出现相关参数的变化 如掘进巷道 长度的变化、 工作面的推进等 时, 可通过主界面上 对话框进行修改, 也可以直接在数据库中修改, 修改 后系统自动进行风网解算并在界面中实时显示 出来。 92007 年第 5 期高光发等 基于 MapX 的煤矿通风管理系统的设计研究 2 系统开发的关键技术 2. 1 MapX 的模块调用 MapX 是强大的地图组件, 使用 MapX 组件就使 程序拥有强大的地图绘制、 专题表达、 数据绑定、 空间 检索和部分空间分析功能。VB 只有集成了 MapX 才 能实现 MapX 强大的地图功能。具体实现步骤 在 VB 中打开 工程菜单, 单击 部件, 在部件对话框 中, 选择 MapInfo MapX V5控件, 并确定。 2. 2 矿图的输入 本系统矿 图由 AutoCAD 图直 接转 入。在 MapInfo 中选择 表- 转入菜单命令转入地图数 据, 在对话框中输入相应的参数、 地图投影以及设置 相应的坐标变换参数等。导入地图以后, 再进行相 应的修改及整饰。 2. 3 空间数据与属性数据的一体化管理 随着计算机软、 硬件技术的发展, 越来越多的用 户要求属性数据与图形数据相链接, 实现图、 库、 文 共同显示、 同步发展。目前我国绝大部分煤矿都是 分别存储行业内的图形数据和属性数据, 如利用关 系数据库存储属性数据, 空间数据则由于其特殊性 如 MapInfo 的. tab 文件 而保持原有结构不变, 且 以文件形式存储, 或者以 AutoCAD 图形形式存储, 因而不能满足图、 表同步发展、 同步更新的要求。 1 本系统中涉及的数据包括空间数据与属性 数据, 为了增强整个系统处理的灵活性, 采用分开存 储的方法。空间数据以. tab 形式存储, 每个图元有 唯一的标识号 ID ; 属性数据存储在 Access 中, 其 内也有唯一的标识号 ID 与图元的 ID 号相对应。由 此实现了空间数据与属性数据的一体化管理, 数据 库的连接机理如图 2 所示。 2 可动态操作空间数据与属性数据。随着采 掘面的推进、 新巷道的开拓、 废旧巷道的剔除, 这时 就要求系统具有图形的动态修改、 增加、 删除等功 能, 同时也要修改其对应的属性数据, 实现数据随工 作面的采掘等同步更新; 同样地采集数据的时候也 要修改属性数据库, 这时图形数据即空间数据也要 同步更新。 2. 4 创建专题地图 MapX 的一个显著特征是能将数据库中的信息 进行直观的可视化分析, 专题地图就是用于分析和 表现数据的一种强有力的方式。用户可以通过使用 专题地图的方式将数据图形化, 使数据以更直观的 图 2 空间数据库与外部数据库关联示意图 形式在地图上体现出来。使用该方法在地图上显示 数据时, 可以清楚地看出在数据记录中难以发现的 模式和趋势, 为用户决策提供依据。MapX 提供了 范围值、 等级符号、 点密度、 独立值、 直方图和饼图 6 种方式来创建不同的专题地图。MapX 中使用 T hemes 集合与 T heme 对象实现对专题地图的支 持, 每个 Themes 集合中可以包含多个 Theme 对 象。也就是说, 针对一个 Dataset 可以创建多幅不 同的专题地图, 每个Dataset 都拥有一个 T hemes 集 合, 并以其属性 DatasetThemes 的形式存在, 使用 T hemes 的 Add、 Remove、 RemoveALL 等方法可添 加和删除专题地图。 3 结论 本文应用组件化的思想, 利用 MapX 开发出 GIS 在煤矿中的应用软件, 很好地实现了图形与数 据的紧密结合。实践证明该系统在效率、 存储管理 的严密性和开发机制上都有很好的效果, 并具有可 视化、 空间分析、 阻力解算、 风网解算、 图与属性数据 的动态编辑等功能, 为煤矿安全生产提供了实时、 直 观、 便于操作的可视化界面, 为煤矿管理提供了新的 模式, 有效提高了煤矿的工作效率和科学性, 实现了 信息管理的现代化。 参考文献 [ 1] 秦跃平, 王 林, 程 耀, 等. 基于 GIS 的通风安全信 息系统研究[ J] . 中国矿业, 200311 56 58. [ 2] 王 林, 秦跃平, 张海波. 基于 M apInfo 的通风安全 信息系统的设计和实现[ J] . 有色金属 矿山部分, 20041 37 39. 10工矿自动化2007 年 10 月