白露君

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

礦山工程就是以礦產(chǎn)資源為基礎(chǔ)，在礦山進(jìn)行資源開采作業(yè)的工程技術(shù)學(xué)，包括地面工程和地下工程兩個(gè)部分。由于礦山工程信息具有數(shù)據(jù)量大、來源多樣、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)多等顯著特征，因此需要采取有效手段對(duì)礦山工程中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，從而提升礦山工程信息數(shù)據(jù)的利用率。結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，將傳統(tǒng)的管理模式應(yīng)用到礦山工程中，存在實(shí)施效果不佳的問題，主要體現(xiàn)在信息的調(diào)取速度和利用效率方面，針對(duì)目前礦山工程信息管理工作中存在的主要問題，引入計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的核心工具就是依靠計(jì)算機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的采集、處理、存儲(chǔ)、分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的整合處理[1]。

1 礦山工程中計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用礦山工程與計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)相融合的實(shí)施方案，分別從硬件設(shè)備、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和管理功能三個(gè)方面，設(shè)計(jì)并開發(fā)基于礦山工程的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，為礦山工程的管理人員提供一個(gè)集信息處理、數(shù)據(jù)匯總、資源定向等功能于一體的信息管理方案。

1.1 安裝計(jì)算機(jī)信息管理硬件系統(tǒng)設(shè)備

計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)主要由服務(wù)器、傳輸網(wǎng)和客戶端三部分組成，其中服務(wù)器端又可分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器兩大類[2]。資料庫伺服器接收客戶的工作要求，并在后臺(tái)執(zhí)行各種資料作業(yè)，以及處理礦山工程空間資料庫。數(shù)據(jù)由SQLServer2000數(shù)據(jù)庫管理，主要提供礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)，用戶權(quán)限數(shù)據(jù)，礦山儲(chǔ)量數(shù)據(jù)的修改，更新等服務(wù)。此外系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器選擇了IIS模型，便于對(duì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器核心部件進(jìn)行調(diào)用，具有良好的地圖服務(wù)引擎支持和互操作能力。

1.2 搭建礦山工程信息管理數(shù)據(jù)庫

由于采集到的礦山工程信息量比較大，且信息比較混亂，為了方便后續(xù)礦山工程管理，此次采用計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)對(duì)采集到的礦山工程信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)[3]。

根據(jù)礦山工程管理需求，利用計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)將礦山工程數(shù)據(jù)信息以表格的形式存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，其中包括：礦山工程基本信息、設(shè)備信息、地質(zhì)環(huán)境信息、人員信息、開采信息等，并將采集到的所有礦山工程信息根據(jù)信息屬性自動(dòng)存儲(chǔ)到相應(yīng)的表格中。礦山工程信息的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 礦山工程基本信息表

結(jié)合表1的存儲(chǔ)格式，在礦山工程信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程中，還需要建立相應(yīng)的存儲(chǔ)過程，為方便礦山工程信息查詢，存儲(chǔ)過程是一組由SQL語句組成的存儲(chǔ)功能的集合。

1.3 實(shí)現(xiàn)礦山工程信息管理軟件功能

1.3.1 礦山工程信息的收集與規(guī)范化處理

礦山工程施工前，將包括礦山圖像、施工數(shù)據(jù)、人員信息、礦區(qū)范圍內(nèi)的所有項(xiàng)目資料等全部導(dǎo)入計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。因?yàn)閿?shù)據(jù)源并不固定，所得到的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)格式也有差異，因此需要在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)前對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。就拿采礦工程中的圖像信息來說，圖像數(shù)據(jù)是分層的，每一層的元素都可以使用ArcToolbox中的ConversionTolls工具，轉(zhuǎn)換成shape，或者使用ArcMap中的ExportData工具導(dǎo)出為shape，或者導(dǎo)入空Geodatabase元素類。此轉(zhuǎn)換方式是將各地區(qū)的物以點(diǎn)、線、面要素分層，不能滿足工程管理中地形要素和各種地物要素分層的要求，故選用MapInfo軟件中的通用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，不同要素先轉(zhuǎn)換為ArcGIS中的.tab數(shù)據(jù)，然后加載到.shp格式。

1.3.2 礦山工程地質(zhì)環(huán)境信息管理

礦井工程地質(zhì)環(huán)境信息管理的目標(biāo)是明確建設(shè)方向，確保礦井工程施工安全，其管理對(duì)象是礦井工程施工區(qū)域圖。工程圖管理主要包括導(dǎo)航圖和地圖管理，礦塊信息查詢，專題圖制作等。對(duì)相關(guān)地理空間數(shù)據(jù)和圖形進(jìn)行管理，可對(duì)地圖進(jìn)行任意層次化、縮放、漫游、編輯修改等。

1.3.3 礦山工程施工人員信息管理

除了施工人員姓名、年齡、工作內(nèi)容等基本信息外，還需要對(duì)處于施工狀態(tài)人員的位置進(jìn)行定位管理，在已知發(fā)射功率和天線增益的情況下，通過測(cè)量接收的信號(hào)強(qiáng)度，則可以估計(jì)發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的距離，從而確定施工人員的移動(dòng)距離，進(jìn)而確定其所在位置。其求解過程可以表示為：

式中P(d)和P0分別為距離發(fā)射點(diǎn)d和參考距離d0位置上的信號(hào)強(qiáng)度，n為路徑衰減指數(shù)，X表示遮蔽因子，d0即為接收端的參考距離。

（4）礦山工程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警管理。確定采掘邊界，采掘計(jì)劃的制定必須遵循相應(yīng)的規(guī)范。其動(dòng)態(tài)監(jiān)控和預(yù)警功能，可使礦管人員隨時(shí)對(duì)不符合各項(xiàng)規(guī)定的礦井進(jìn)行檢查，制定新的開采方案。此部分功能也采用了地質(zhì)圖和屬性信息表的互查功能，對(duì)于查詢超限物品，地質(zhì)圖上會(huì)顯示超限物品的礦點(diǎn)。

2 系統(tǒng)實(shí)施效果測(cè)試

以測(cè)試計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)在礦山工程中的實(shí)施效果為目的，設(shè)計(jì)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并設(shè)置傳統(tǒng)的礦山工程信息管理方法和文獻(xiàn)[1]中提出的項(xiàng)目管理方法作為實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)對(duì)比項(xiàng)。礦工信息管理系統(tǒng)開發(fā)選用客戶機(jī)專用配置：奔騰1.8G、RAM1G以上、硬盤80G及以上。通過安裝ArcEngine和ArcGISIMS獲得GIS控制環(huán)境。

在礦山工程信息管理系統(tǒng)中輸入多個(gè)管理任務(wù)指令，包括礦山開采進(jìn)度查詢、礦山人員位置查詢、礦山施工成果查詢、礦山工程使用設(shè)備查詢、施工設(shè)備故障數(shù)量統(tǒng)計(jì)等，礦山儲(chǔ)量查詢等，并觀察三個(gè)管理方案下輸出的查詢結(jié)果，其中應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)輸出的查詢結(jié)果如圖1所示。

圖1 礦山儲(chǔ)量查詢結(jié)果輸出界面

通過多次操作發(fā)現(xiàn)三種信息管理方法均可以得出預(yù)期的管理查詢結(jié)果，但查詢速度存在差異，通過對(duì)信息管理后臺(tái)數(shù)據(jù)的提取，可以得出管理功能運(yùn)行速度的統(tǒng)計(jì)對(duì)比結(jié)果。

3 結(jié)束語

通過實(shí)例分析的方式，證明了設(shè)計(jì)管理方案在實(shí)際應(yīng)用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。因此，有理由相信通過計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)施，能夠解決礦山工程管理中存在的缺陷。

然而在系統(tǒng)實(shí)施效果的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，未對(duì)測(cè)定結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)，在未來針對(duì)此方面的研究中可以加以補(bǔ)足。