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产?#26041;?#32461;

DM MPS 矿山平行系统

以矿山安全、高效生产为目标,通过地理信息系?#24120;?DGIS)、虚拟?#36136;?#25216;术(VR)以及物联网等技术,对矿山复杂生产系统进行精?#26041;?#27169;、实时感知、仿真模拟,提高响应速度、优化调度决策,?#36842;?#31185;学分析、“透明”管控。

  • 产品简述
  • 主要功能
  • 特点与特色
  • 应用价值
  • 案例介绍
 

 一.需求背景
    1.虚拟?#36136;擔?#29616;代信息技术和通讯技术得到了前所未有的迅猛发展,虚拟?#36136;?#25216;术已经渗入到各个领域,尤其在医学、军事?#25945;臁?#24037;业仿真及应急推演等领域得到了广泛应用。矿山企业生产环境恶劣、作业空间狭小,更?#26377;?#35201;一套虚拟?#36136;迪低常?#27169;拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般。通过系?#24120;?#20351;用者可以在远程显示终端实时了解井下的生产和安全状况,而不需要亲临现场,大大降低安全风险。
    2.矿山生产数据不可视:目前,一些矿山已经建立了基础的资源模型及工程模型,?#36842;?#20102;矿山技术层面的信息化。但要与生产管理紧密结合,这些是?#23545;?#19981;够?#27169;?#38656;要将实时生产数据进行可视化重现,?#36842;?#29983;产过程中的设计、计划、生产的对比结合与预警,才能达到安全、高效生产的目的。
    3.缺少空间基准:监测数据之间缺乏共同的空间参照基准,不能使安全监测数据与矿山地质背景、采掘工程数据等一起进行空间配准和可视化关联分析,?#21442;?#27861;进行不同种类安全监测数据之间的实时融合和整体可视化分析。因此,面?#28304;?#37327;不断产生的矿山生产与安全监测数据,矿山技术人员不能有效利用和形象分析,更?#23721;?#23545;矿山安全隐患进行及时预警?#32479;?#21069;预报。
    4.高度集成的综合管控:随着数字矿山的建设,用户已经采购了不同方面的子系?#24120;?#33021;够在一定程度上解决某个具体领域的问题,但是矿山毕竟是复杂系?#24120;?#29992;户在应用过程中越来越需要系统能够将各个子系统信息采用统一?#25945;?#26041;式进行集中展示、集中管控,尤其是面向矿山集团公司的综合管控更是如此。
    5.现有系统信息孤岛现象?#29616;兀?#38543;着数字矿山的建设发展,目前许多矿山单位已有众多矿山安全与生产管理相关子系?#24120;?#20247;多的硬件厂商设备都已部署到位,但不同硬件厂商供应的硬件数据通讯接口协议不一样,存储的数据库?#38382;?#20063;不一样,缺乏空间数据集成与共享环?#24120;?#23548;致矿山静态、动态数据分别管理、相互独立,不能或?#23721;?#36827;行融合与共享。面对众多的矿山信息孤岛,人们?#23721;?#35748;识和发现不同数据之间的联系及隐藏的有用信息。
二.产品定义
    VR系统的定义:一个实际存在的自然的系统与虚拟的较为理想的子系统相互结合,基于现代控制理论、仿真技术和计算机通信等,对复杂的、无法直接物理建模的实际系统?#36842;?#36739;为精确的建模,从而对其进行分析和科学管理。
    数字矿山VR系统的定义:以矿山安全、高效生产为目标,通过地理信息系?#24120;?DGIS)、虚拟?#36136;?#25216;术(VR)以及物联网等技术,对矿山复杂生产系统进行精?#26041;?#27169;、实时感知、仿真模拟,提高响应速度、优化调度决策,?#36842;?#31185;学分析、“透明”管控。

三.解决的主要问题
    DM MPS 数字矿山VR系统是以矿山安全生产可视化管控为目标,解决矿山生产与管理各子系统的数据统一采集、同一时?#25307;?#25311;环境下的展示、可视化管理以及综合分析与决策等关键问题。主要包括:
    矿山生产环境可视化表达;
    生产过程仿真与模拟;
    生产过程实时监测与调度;
    各子系统集中管控;
    解决现有系统信息孤岛现象;
    安全监测预警;
    安全生产教育培训虚拟仿真;
    ?#30452;?#21457;生时的可视化应?#26412;?#25588;调度指挥。
            

矿区全景:乌山露天矿 

图某矿区全景 

图矿体及井巷工程模型

图井下生产过程仿真

水泵房

北科大信集闭教学演示系统

图露天卡调实时监控

图视频监控系统集成

 图有毒有害气体监测与分析

图局部撤离路径优化

四.社会效益及经济效益
    (1)社会效益
    1 塑造企业形象,提示竞争能力
    通过三维综合管理?#25945;?#30340;建设,能够更直观准确的展现出企业的生产场景和主要工况信息,使各级管理人员能够对企业韵整体情况有更加深刻的了解和认识。相对以往普通的二维图纸展示和单调的视频展示,基于人机交互的三维可视化技术,带给用户更强劲的视觉冲击。无疑会提升企业形象,达到宣传的目。
    2 大幅提高生产调度,应急指挥能力
    通过三维综合管理?#25945;?#30340;建设,一方面,可以实时监测主要工作场所的生产环?#24120;?#32467;合各个业务系统的实时数据,可以进行综合分析和安全评价,当?#30452;?#21457;生时?#22871;远?#25153;动应急预案,从而为防灾减灾赢得时间,最大限度的减少人员的伤亡和财产损失。一方面,在日常的生产过程中以及应急抢?#23637;?#31243;中,可以利用三维综合管理系?#24120;?#32479;一认识,达成共识,使用三维综合管理系统可以消除了二维认知的差异,使现场环境清晰地展现在眼前,从而使决策效率更高,大幅提升管理者的调度和指挥能力。
    3 节省决策时间,降低决策风险
    通过三维综合管理系统的数据资源特性,可以为企业生产与决策提供高质量的数据保障。通过三维综合管理系统的时效性,可以节省决策时间。两方面结合起来,可以提升决策质量,降低决策风险。如在矿山生产阶段,可根据精确的地测数据和不断更新的各类信息,进行矿体精细建模,结合生产?#36828;?#21270;提供的数据,?#36879;?#31867;监测数据,可以动态调整生产布局,优化采掘设计。相比以往的平面图,决策的效率大大提离。
    4 为统一指挥,协调发展建立基础
    企业发展需要从宏观角度作出正确的规划,但因为信息系统建设的历史原因,导致信息孤岛大量出现,企业?#23721;?#21450;时汇总,统筹各个方面的信息,从而无法做出宏观决策。基于三维综合管理系?#24120;?#30719;山的生产状况,环境信息,设备运转情况,人员考勤情况,系统运转情况在统一的可视化环境下呈现,管理者可以站在全局的角度来协调各个都门,各个?#26041;?#30340;发展。
    5 能够提高运转效率,提升执行力
    企业传统的金字塔的管理方式,使得各部门之间信息隔离,矿山企业各级之间沟通不畅,执行效率不高。通过三维综合管理系统的建设,矿山企业各部门之间可以直接基于统一的工作场景进行横向沟通,各级管理部门之间可以纵向交流,因为?#25945;?#30340;统一,所以信息的准确性,时效?#28304;?#22823;提升,可以?#36842;?#20225;业管理过程的透明化,从而提升决策效率,执行力在潜移默化中得到提升。
    (2)经济效益
    1 高效培训与应急演练
    通过DMMPS系统三维虚拟?#36136;?#27169;拟现场,极大提高?#38470;?#21592;工对矿山熟悉培训效率,增进其对矿山各个业务系统了解,达到减少50%培训时间的目标,大大减少应急预演的成本。
    2 整合业务系?#24120;?#33410;约维护成本  
    通过DMMPS整合矿山分散独立的人员定位、监测监控等业务系?#24120;?#20351;得一次性?#24230;?#21644;后续维护成本至少减少20%。
    3 支持扩展,避免重复开发
    DMMPS系统框架支持扩展,使得矿山后续信息系统能够完美接入,基于mps系统上部署业务系统成本节约20%以上。

 

 

矿山复杂生产系统建模;
基于物联网技术的数据采集;
矿山生产过程模拟;
海量生产过程数据管理;
基于3DGIS的空间分析;
可视化分析、决策?#25945;ǎ?br /> 强大的二次开发能力。

 

特点与特色

1)系统级综合服务:VR系统是系统级的集中管控?#25945;ǎ?#33021;做到将各独立的子系统级的数据进行耦合统?#21697;治?#21644;决策。
2)综合辅助决策:辅助决策的前提是信息获取全备、实时、准确,由于一般的综合决策都需要来源于不同的子系统数据,VR系统在于外界硬件数据通讯接口方面有很好的?#35270;?#33021;力,能够很好地利用第三方离线数据和实时数据,为综合辅助决策提供重要数据依据。
3)三维真空间再现:VR系统是三维虚拟?#36136;?/span>系?#24120;?#21487;扩展到做大屏幕、立体显示、三维电子沙盘等高端应用;
4)三维地理信息系统服务于矿山:VR系统不仅仅是虚拟?#36136;?#23637;示系?#24120;?#21516;时还是3D-GIS的应用系?#24120;?#23558;GIS空间信息在?#25945;?#20013;得到展现和应用;
5)语音感应交互技术的应用:语音识别技术作为新型交互手?#25991;?#21069;应用于矿山的设备搜索、人员定位、视频监控,使得交互方式更加便捷,减少了传统的大量界面UI操作。该系统将语义划分为规则,并进行编码解译,系统内部通过良好的设计可以扩展新的词汇和规则,而不需要对原有模块进行任何修?#27169;源?#28385;足用户的指令增?#26377;?#27714;。
6)智能视频摄像头优选与定位技术:系统充分发挥了3DGIS在通视分析、空间地理坐标分析的优势,?#36842;?#20102;事故发生时摄像机?#36828;?#20248;选与定位问题,避免了以往繁琐的人为判断、手动调节的步骤,也满足了事故发生时快速响应的迫?#34892;?#27714;。
7)与矿山设计和生产计划软件兼容:面向矿山行业的专业软件如Surpac、Micromine只公布了有限的向往通讯接口,而VR系统在底层完全与业内专业的Dimine?#25945;?#36719;件?#36842;?#20102;数据的互通,使得生产前的研究设计成果、生产过程中的计划成果、路网维护成果也能进入VR系?#24120;?#20351;得三维系统不是与研发和生产脱节,而是紧密结合,发挥作用;
8)与生产执行系统结合:VR系统通过与生产执行层面的相关的数据和业务流程发生作用,使得三维可视化系统与用户业务系统关联起来,提高工作的效率,降低沟通成本,展现更加直观。
9)数据专业化存储与管理:数据存储物理结构标准化、支持网络化共享访问数据、大型空间数据库的支持、数据访问服务化;
10)扩展性强:基于该?#25945;?#30340;提供的强大二次开发功能,可以很方便地?#36842;?#30456;关应用:?#28909;?#22521;训、应急训练等。
11)一体化集团级管控?#25945;ǎ?/strong>VR系统基于三维地理信息系统?#25945;ǎ?#33021;方便地?#36842;?#38598;团公司的矿山管理,?#36842;?#38598;中管控。

 DM MPS数字矿山VR系统应用场景:
1、矿山电子沙盘;

图 1首云矿山 

 

图 2 ?#38706;?#29983;产计划

图 3 地下矿体与巷道

图 4 露天境界

 图 5 采空区

图 5 乌山露天卡调与监控检测系统 

图 6 乌山露天卡调与监控检测系统

 图 7 乌山露天卡调与监控检测系统

2、工艺流程编辑与展示;

 3、生产作业环境监测

 

 4、生产过程监控与调度

 

 

 

 

 

图 7 通风排水系统检测

5人员跟踪与定位

 

6救灾演练 

 

7应急指挥

 

8教育培训

 

 图 8 信集闭教学演示系统

1.VR系统在内蒙古乌山铜钼矿业有限公司
    接入子系?#24120;?#38706;天卡调三维可视化管控系统、路网三维可视化维护系统、配矿资源可视化管理系?#24120;?br /> 2.?#26412;?#31185;技大学综合矿山教学系统
    接入子系?#24120;?#20449;集闭系统、人员定位系统、监测监控系统。
3.同煤集团同忻煤矿三维调度指挥系统
    接入子系?#24120;?#27700;泵监控子系统、环境检测子系统、原煤仓监控子系统、风机监控子系统、胶带运输集控子系统、综采面监控子系统、瓦斯抽放监控子系统、注氮监控子系统。
4.开磷矿业马路坪矿三维可视化管控系统
    接入子系?#24120;?#36890;风子系统、排水子系统、供电子系统、皮带运输子系统、井下破碎子系统、充填制备子系统、计量子系统、视频监控子系统和避灾子系统。
5.云南铜业狮子山铜矿三维可视化管控系统
   
接入子系?#24120;?#29615;境监测子系统、通风子系统、排水子系统、地压子系统、视频监控子系统、人员与车辆定位子系统。
6.中国?#24179;?#38598;团总部三维可视化调度指挥系统
    第一期接入矿山:湖北三鑫矿、内?#21830;?#24179;矿等共6个示范矿。接入子系统有人员与车辆定位子系统、环境监测子系统、通风子系统、排水子系统、供电子系统、地压子系统、计量子系统、视频监控子系统。
7.云南驰宏?#31354;?#20250;泽采选厂三维可视化管控系统
    接入子系?#24120;?#29615;境监测子系统、通风子系统、排水子系统、地压子系统、视频监控子系统、人员与车辆定位子系统。
8.武?#32440;?#23665;店铁矿三维可视化管控系统
    接入子系?#24120;?#29615;境监测子系统、通风子系统、排水子系统、地压子系统、视频监控子系统、人员与车辆定位子系统。
9.西部矿业锡铁山矿通讯与人员定位系统
10.西部矿业获各琦矿通讯与人员定位系统
11.湖北大冶铜绿山铜铁矿人员定位系统

 

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