矿井通风安全信息可视化系统研究

矿井通风安全信息可视化系统研究

[摘要]采用面向对象软件工程的思想设计。系统能充分体现煤矿生产通风的具体需求，最终实现对煤矿井下通风复杂信息高效管理和利用，并为煤矿通风参数提供集成数据环境和可视化分析平台。

[关键词] 矿井通风安全；信息可视化；gis

中图分类号：td 735 文献标识码：a 文章编号：

1、引言

地理信息系统（gis）作为一门集计算机技术、信息技术、空间科学、地学理论的新兴学科，已经广泛的应用于各种领域。由于煤矿通风信息多并且比较复杂，且多数信息具有三维立体空间定位的特性，并具有较强的时效性，将g1s的原理和方法应用于煤矿通风信息系统中，对提高煤矿通风信息的利用至关重要。建立基于gis 的煤矿通风信息系统的主要目标是解决煤矿中通风信息的可视化、可靠性、快捷化以及科学化，为通风系统的优化和降低煤矿安全事故提供可靠快速的决策。

2、系统目标和结构组成

根据gis软件开发的方法，从节省时间和资金的角度考虑，采用ole方式进行集成次开发，即采用ole automation技术，用软件开发工具开发前台可执行应用程序，以ole自动化方式启动gis工具软件在后台执行，利用回调技术动态获取其返回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能。根据模块化思想，按照子系统划分的一

般原则，综合考虑通风、安检两部门的需求，确定该系统要完成的目标有： a）通风机性能测定。定期掌握和分析网络的通风工作状况，保证井下的正常通风，避免因风量不足而发生事矿；b）数字化显示通风安全相关图形，将图形扫描，利用gis软件，按图层方式进行数字化或直接利用数字化仪进行数字化；c）通风阻力测定。定期准确地了解矿井各区段的阻力分布情况，以便经济合理的改善通风。

3、系统的开发语言和开发环境

3.1 系统的开发语言

目前，全世界有95%的用户使用的是windows操作系统，基于windows操作平台的开发工具主要有vb、vc、delphi、power builder 等，其中vb是一种简单而强有力的windows应用程度开发工具，它采用面向对象技术，简单易学，程序开发简单，开发时间短，而且vb可充分利用事件驱动技术实现复杂的windows应用程序编写。因此，该系统在开发过程中以vb语言编制系统界面，实现数据录入、简单数值计算，提供mapinfo软件运行所需的后台环境，而对空间信息的显示、编辑、查询和空间分析功能利用vb函数来调用mapinfo有关模块来完成。

3.2 mapinfo professional概述

mapinfo professional（专业桌面地图信息系统）是众多gis软件之一，是美国mapinfo公司的核心产品，是一套基本地理信息系统并首次将地图信息系统的概念介绍到普通桌面pc机上的优秀软

件，它提供了现今最先进的数据可视化、信息地图化技术。选用mapinfo主要基于以下几点考虑：

mapinfo软件为桌面地图信息系统，适合做中小型信息系统且易于为非专业人士使用。通过mapinfo，可以将信息系统中的数据叠加在电子地图上，并且将mapinfo地图中的地图对象与数据库中的数据对象建立连接关系。这样，mapinfo就可实现地图与数据双向查询，并通过mapinfo的空间分析功能解决一些复杂的实际问题。利用mapinfo，将数据库中的不同来源的相关数据连接在一个界面地图上进行可视化分析，可将数据的空间关系充分体现出来，发掘出数据之中隐藏的宝贵信息。

3.3数据库设计

数据库技术发展至今已有30多年的历史，数据库技术日趋成熟，应用也越来越广泛，出现了许多商业化的数据库管理系统，如db2、informix、oracle、access、sql server及sybase等。access被认为是全球范围内流行的很容易学习的微机数据库语言，

access2007是微软公司新千年推出的继access2000年之后的新版关系型数据管理系统之一，是一个有效地处理大量日常数据信息的强大工具，在mapinfo professional下可直接打开access数据库，并与它进行数据通信。

3.3.1 图形库的建立

将煤矿通风系统图、通风风络图、安全监测图进行扫描，利用mapinfo软件，根据不同专题分成若干图层，如可将通风系统图分

为标注图、分流走向图等5个图层。在mapinfo professional下，空间数据文件（.map）具体包含了各地图对象的空间数据，同时还描述了与该空间对象对应的属性数据记录在属性数据文件（.dat）中的记录号，当用户从地图上查询某一地图对象时，就能够方便地查询到与之相关的属性信息。

3.3.2 属性库的建立

在对煤矿通风、安检部门大量调研的基础上，根据各功能模块的不同，用access2007设计了通风安全数据库，该库包括通风情况、防火情况、风机性能测定等近30多个表。在mapinfo professional 下，打开access数据库，为了能把access数据库中的一些特征数据在地图上显示，需对表记录进行地理编码，将表与地图结合起来，从而在mapinfo professional下实现图形属性数据动态交互查询与显示。

4、系统主要功能

4.1 通风安全日常管理子系统

为了管理的需要，矿井需要产生大量的各类安全报表。这些测得的数据是矿井通风管理的重要资料，以前这些数据的处理主要靠手工进行，有些还是重复劳动，不但费时费力，而且使用查询时颇不方便。使用该系统可以使上述数据的处理实现自动化，该子系统的主要功能是将通风工区、矿安检部门日常处理的30种报表进行计算机处理，然后将计算、汇总、统计、分析后的各类报表上报相关部门，有的甚至以专题地图的形式输出。

4.2 通风阻力测定子系统

矿井通风阻力测定是了解矿井通风状况的重要措施，也是通风技术管理工作的重要任务之一。通风阻力测定包括：测算风阻、测算摩擦阻力系数、测量通风阻力的分配情况。

4.3 通风机性能子系统

为了掌握主要通风机在动转条件下的实际性能，合理而有效地使用好通风机，应当定期对通风机进行性能测定。该子系统的主要功能是根据风机测定数据，自动描绘出风机的h-q、n-q等曲线，以了解风机的工作状况。

4.4 风网解算子系统

该子系统的主要功能是将风网解算有关的基础数据输入计算机，预算各弧对应的风量及方向，分析各工作参数（工作风量、工作风压、效率等）及运转稳定性，将解算结果在通风系统图上动态显示。在井下发生突变情况如火灾、冒顶，预算各弧风量及方向变化。4.5 安全监测子系统

其主要功能是将井下瓦斯、粉尘、温度等监测数据通过数据采集软件包，转换成一定格式（.dat）的数据文件，让工作人员实时了解井下的环境参数，以防止瓦斯爆炸、火灾事故发生。

4.6 报表打印功能

该系统是将通风安全有关的数据以报表形式输出。

5、结语

基gis的通风安全信息系统系统的具有良好的用户界面，操作方