基于COMGIS的矿井通风管理软件研究与开发.pdf

- 7 7 - 信息科学 引言 目前矿井通风管理软件的开发方式有三种, 第一种是从底层开发,即所有的模块全部独立开 发, 包括图形系统和信息管理系统等, 这种开发方 式的优点是拥有所有的知识产权, 易于推广; 缺点 是开发周期太长, 成本太高, 单靠某一个人的力量 很难完成开发,如辽宁工程技术大学的刘剑教授 所研发的矿井通风系统仿真软件,图形系统功能非 常有限, 图形编辑、 空间分析和坐标投影体系功能 几乎没有。 第二种是借助商业化的G I S平台开发, 这种开发方式的优点是系统开发比较容易,图形 系统可以使用商业G I S软件供的平台,缺点是软 件功能受到限制, 不利于推广应用, 例如, 秦跃平 等人研究的基于M a p I n f o的通风管理信息系统[ 1 ] 。 第三种是使用组件式G I S开发,这是一种比较流 行的开发方式,使用组件式G I S开发出来的G I S 应用可以不依赖于G I S平台独立运行,产品推广 容易。并且, 使用组件式G I S开发, 程序开发人员 不用知道程序内部是怎样对图形和属性进行处理 的,这样就把程序开发人员从繁重的图形处理模 块开发中解脱出来, 专注于专业模型的开发, 大大 缩短了开发周期, 节约成本, 实践证明, 采用这种 开发方式开发出来的产品具有成本低、 速度快、 质 量高、 功能完善的优点。 1组件式G I S简介 组件式对象模型 C o m p o n e n t O b j e c t M o d e l, 以下简称C O M是一种允许对象之间跨进程、 跨 计算机进行交互的技术,并且使得这种交互容易 得好像在本地计算机的同一进程中进行一样。其 中C O M是O L E和A c t i v e X共同的基础。C O M不 是一种面向对象的语言,而是一种二进制标准。 C O M所建立的是一个软件模块与另一个软件模 块之间的链接, 当这种链接建立之后, 模块之间就 可以通过称之为 “接口” 的机制来进行通信[ 2 ] 。 地理信息系统 G e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s - t e m ,以下简称G I S 技术的发展, 在软件模式上经 历了功能模块、 包式软件、 核心式软件, 从而发展 到C O M G I S的过程。C O M G I S的基本思想是把 G I S的各大功能模块划分为几个控件, 每个控件完 成不同的功能。 各个G I S控件之间, 以及G I S控件 与其他非G I S控件之间,可以方便地通过可视化 的软件开发工具集成起来, 形成最终的G I S应用。 C O M G I S是面向对象技术和组件式软件在G I S软 件开发中的应用[ 2 ] 。 C O M G I S的出现使得G I S开发更为简单, 由 于C O M G I S不依赖于某一种开发语言,所以它可 以嵌入通用的开发环境如V i s u a l B a s i c、D e l p h i 和V C 等 中实现G I S功能, 专业模型则可以使 用这些通用开发环境来实现,也可以插入其他的 专业性模型分析控件。 2系统结构 基于面向对象的程序设计思想和模块化的 系统结构, 本着方便实用、 界面友好、 容易扩展的 原则, 设计了如下的系统总体结构。如图1所示, 主要功能模块包括矿图管理模块、报表管理模 块、 数据预处理模块、 网络分析模块和空间查询模 块。 图1系统结构图 3系统功能 3 .1矿图管理功能 矿图可以使用S u p e r M a pD e s k p r o绘制, 也 可以使用S u p e r M a pO b j e c t s提供的绘图接口实现 绘制,还可以利用所提供的工具将现有其他格式 的数据 如C A D、M a p I n f o等格式 导入。由于S u - p e r M a p采用工作空间的形式来管理数据, 一个工 作空间可以包括所有数据, 诸如 点、 线、 面等图形 数据, 网络拓扑关系数据, 属性数据, 专题图等, 所 以使用S u p e r M a pO b j e c t s开发的G I S应用在数 据结构方面与S u p e r M a p公司的所有软件产品的 数据格式完全一致, 可以互相访问, 实现了无缝结 合。 利用S u p e r M a pO b j e c t s提供的图形输出接口, 可以根据实际需要, 方便的输出各种矿图。另外, 本系统可以兼容其他各种图形格式,如C A D格 式,M a p I n f o格式等。 3 .2报表管理 将本软件与煤矿现有的监测平台通过数据 接口作为纽带结合起来,将监测平台实时传递的 各种数据如井下瓦斯监测系统和风机在线监测 系统等的实时数据 存储到数据库中, 作为将来生 成各种通风报表和瓦斯报表的基础数据。同时, 也 支持手工录入数据,以备数据接口或监测平台出 现故障时能够正常的工作。除了通风报表输出功 能外, 还具有历史数据归档、 查询的功能, 能够查 询任意历史时刻的数据。 3 .3网络解算数据预处理 为了使网络解算能有有效进行, 首先需要进 行各种参数测定, 为网络解算提供基础数据, 其中 包括,通风阻力测定和主要通风机性能测定的原 始数据。在程序中录入这些原始数据, 通过计算得 出网络解算需要的基础数据,其中包括,通风阻 力, 主要通风机性能曲线拟合函数等。然后, 将计 算结果添加到矿图属性数据库中,以备网络解算 和风量调节计算时调用。 3 .4网络分析 通风网络分析部分主要包括自然分风计算 和风量调节计算, 使用的方法是 斯考德一恒斯雷 法。它以图论为基础, 以风流运动的基本定律为依 据,利用高斯一塞德尔迭代法逐次求解网孔的修 正风量,直至达到预先给定的精度并获得接近方 程组真实解的风量值。在解算过程中, 将实时的解 算结果显示在通风系统图上,并且配有多种专题 图显示方式,使管理人员能够直观的看出各个地 点的风量、 风压分配情况。 3 .5空间查询 空间查询功能主要包括空间定位查询, 缓 冲区查询, 最短路径查询, 以及矿井发生灾变时期 的最佳避灾路线查询等, 为矿井发生火灾、 水灾时 期确定救援方案提供决策依据。同时还包括通风 网络解算结果的查询,以及以专题图的方式显示 解算结果等功能。 4系统开发 根据系统的建设目标, 将系统分为五个模块 分别进行开发a .矿图编辑处理与输出模块, 其中 包括图形的编辑和处理、 拓扑关系的管理、 以及属 性的编辑处理等;b .矿井通风技术参数测定与处理 模块;c .网络分析模块, 包括自然分风和风量调节 计算。d .报表管理模块;e .空间查询模块。 系统采用组件式G I S开发平台S u p e r M a p O b j e c t s 5 .2考虑到单个矿井的数据量不是很大, 故数据库采用了微软的A c c e s s数据库, 使用面向 对象的V i s u a l B a s i c6 .0进行集成开发。图形的编 辑、 存储、 显示、 以及空间分析等使用S u p e r M a p O b j e c t s 5 .2提供的接口来实现, 网络解算、 报表等 功能使用V i s u a l B a s i c6 .0编程实现。其中, 网络 解算使用回路风量法中的斯考德-恒斯雷法进行 建模和求解。由于篇幅所限, 在此不在赘述。 结束语 采用组件式G I S开发矿井通风信息管理与 决策支持软件, 不但具有速度快、 质量高、 功能完 善的优点,而且还具有只有专业G I S软件才具有 的功能, 例如缓冲区分析, 空间查询等功能, 是传 统的矿井通风信息管理与决策支持软件开发方式 所不能达到的。 并且, 组件式G I S不受开发平台的 限制,开发人员可以任意选择自己所熟悉的开发 语言进行软件开发, 系统集成方便, 和其他图形系 统 如C A D、S u p e r M a p等 数据共享方便, 是一种 较为理想的专业领域软件开发方式。 参考文献 [ 1 ]王林, 秦跃平,张海波.基于M a p I n f o的通风安全 信息系统的设计和实现[ J ] .有色金属 矿山部分, 2 0 0 4,5 61 3 7 - 3 9 . [ 2 ]王涛, 刘建涛.C O M G I S实现技术及发展研究[ J ] . 山西建筑,2 0 0 6,3 21 2 3 5 7 - 3 5 8 . 作者简介 连英立 1 9 8 2 , 男, 汉, 河北邢 台人, 硕士研究生, 从事地理信息系统应用方面 的研究。 责任编辑 程鹏 基于 C O M G I S 的矿井通风管理软件研究与开发 连英立 1 刘惠德 1 艾 婷 2 1、 河北工程大学 资源学院, 河北 邯郸0 5 6 0 3 8 2、 河北工程大学 经济管理学院, 河北 邯郸0 5 6 0 3 8 摘要 分析了当前矿井通风管理软件的开发现状, 运用C O M G I S组件式G I S 开发矿井通风管理软件, 使用V i s u a lB a s i c开发矿井通风专业 模型, 图形、 属性和拓扑等使用C O M G I S解决, 最后, 将两者集成形成最终的G I S应用。 实践证明, 采用这种开发方式开发出来的产品具有成本低、 速 度快、 质量高、 功能完善的优点。 关键词C O M G I S; 通风; 软件开发;S u p e r M a pO b j e c t s