CN102968686A - 一种数字矿山生产调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字矿山生产调度系统，包括：系统硬件及网络平台：采集矿山生产的相关数据，并传送到数据库管理系统平台；其特征是：还包括：数据库管理系统平台：与所属系统硬件及网络平台进行信息交互，将交互信息处理后传送到生产调度基础平台；生产调度基础平台：存储所述数据库管理系统平台传送的信息；生产调度管理平台：浏览、处理所述生产调度基础平台存储的信息，并将控制信息经过所述生产调度基础平台下发至所述数据库管理系统平台，从而实现整体的优化生产调度。本发明提升了矿山企业生产效率和经济效益。

Description

一种数字矿山生产调度系统

技术领域

本发明涉及数字矿山生产领域，具体地讲，涉及一种数字矿山生产调度系统。

背景技术

当前我国在资源评价与管理、矿业专用软件方面对外依存度高，严重影响了资源评价及储量监管的水平、效率和可信度，降低了矿山设计和计划编制的效率与可靠性，制约了矿山信息化的进程。因此，针对我国矿产资源的特点和矿山企业对数字矿山建设的实际需求，通过产学研联合攻关，开发具有自主知识产权的数字化采矿关键技术与软件，建立具有中国特色的矿业自动化产业体系具有重要意义。针对我国资源评价及储量监管水平落后，信息化程度低，矿业专用软件对外依存度高，矿山设计和计划编制效率低、科学性差的现状，应该致力于通过数字化采矿关键技术的研发与创新，开发一批具有自主知识产权的金属矿山数字化应用软件，逐步形成我国自有的矿山自动化、信息化的整体解决方案和技术体系，为提高我国资源监管水平、矿山企业技术经济指标和全面提升我国矿山企业的综合竞争力提供高技术支撑。

发明内容

    本发明要解决的技术问题是提供一种数字矿山生产调度系统，提升了矿山企业生产效率和经济效益。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种数字矿山生产调度系统，包括：

系统硬件及网络平台：采集矿山生产的相关数据，并传送到数据库管理系统平台；

其特征是：还包括：

数据库管理系统平台：与所属系统硬件及网络平台进行信息交互，将交互信息处理后传送到生产调度基础平台；

生产调度基础平台：存储所述数据库管理系统平台传送的信息；

生产调度管理平台：浏览、处理所述生产调度基础平台存储的信息，并将控制信息经过所述生产调度基础平台下发至所述数据库管理系统平台，从而实现整体的优化生产调度。

作为对本技术方案的进一步限定，所述系统硬件及网络平台包括井下环境监测监控装置、数字语音装置、微型计算机和服务器，采用局域网配置和C/S操作模式。

作为对本技术方案的进一步限定，所述数据库管理系统平台采用SQL 2000 SP3企业版本并支持数据共享。

作为对本技术方案的进一步限定，所述生产调度基础平台提供基本的数据仓储空间支持，数据库预分配规模不小于100个数据表，每个数据表数据记录数目标准为10000条。

作为对本技术方案的进一步限定，所述生产调度管理平台包括：

生产调度台账子系统：实现对矿山当天各环节的生产状况的操作和浏览；

生产统计报表子系统：实现对矿山企业的日常生产活动进行定期操作和浏览；

生产管理信息子系统：实现矿山企业人员、设备和生产区域基本信息的管理；

状态控制子系统：对所述生产调度基础平台对应数据记录进行浏览查阅并实现增删查改的基本操作，以及对生产计划的调整和爆破支护参数提出优化建议。

作为对本技术方案的进一步限定，所述生产调度台账子系统包括开车停车台账模块、井下生产台账模块、碎矿车间台账模块、磨浮车间台账模块、磨浮车间细账模块、脱水车间台账模块和资源调度台账模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述生产统计报表子系统包括采场日报浏览模块、生产日报浏览模块、生产周报浏览模块、生产旬报浏览模块、生产月报浏览模块、生产季报浏览模块和生产年报浏览模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述生产管理信息子系统包括人员管理信息模块、设备管理信息模块和区域管理信息模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述状态控制子系统包括：

爆破参数设计模块：提供基本爆破操作建议参数；提供添加、修改和删除记录的功能；提供通风时间和爆破安全距离计算的功能；

支护参数设计模块：使用模糊算法计算安全支护等级，使用岩体单轴抗压强度、RQD指标、结构面间距、结构面摩擦系数及结构体声波速度计算参数；

生产调度处理模块：使用模糊算法计算最有生产计划调整方案，使用安全隐患率、人员缺勤率、品味降低率、供电影响率、供水影响率和供风影响率。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过采集大量原始生产数据以及使用生产调度管理平台辅助生产过程，对实际生产过程中的各种不确定因素进行分析，研究这些不确定因素对生产调度的影响，本系统以经济指标为目标，以生产过程优化运行、优化控制与优化管理为核心技术，根据订单、地质开采和安全条件以及生产、储运能力制定合理的生产计划，对设备、人力、资金等进行资源配置和作业调度，提升了矿山企业的生产效率和经济效益。

附图说明

图1为本发明系统的整体架构图。

图2为本发明生产调度台账子系统的系统架构图。

图3为本发明生产统计报表子系统的系统架构图。

图4为本发明生产管理信息子系统的系统架构图。

图5为本发明状态控制子系统的系统架构图。

图6为本发明利用隶属度原则判断事物等级的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。

参见图1-图6，本发明的一种数字矿山生产调度系统，包括：

系统硬件及网络平台：采集矿山生产的相关数据，并传送到数据库管理系统平台；

还包括：

数据库管理系统平台：与所属系统硬件及网络平台进行信息交互，将交互信息处理后传送到生产调度基础平台；

生产调度基础平台：存储所述数据库管理系统平台传送的信息；

生产调度管理平台：浏览、处理所述生产调度基础平台存储的信息，并将控制信息经过所述生产调度基础平台下发至所述数据库管理系统平台，从而实现整体的优化生产调度。

所述系统硬件及网络平台包括井下环境监测监控装置、数字语音装置、微型计算机和服务器，采用局域网配置和C/S操作模式。使用1-3台计算机作为服务器，井下环境监测监控装置使用安装于各关键位置的集成无线传感器装置构架，可以对井下地质环境进行全面而精细的监测监控。数字语音装置包括扩音器、有线电话系统及移动电话系统，可以用于传递简单的语音信息。

所述数据库管理系统平台采用SQL 2000 SP3企业版本并支持数据共享。本发明的数据库管理系统平台是用于联系系统硬件及网络平台与上层生产调度系统基础平台的关键媒介，主要用于为底层监测监控数据提供稳定的数据仓储空间并为上层的应用软件管理平台提供可靠的运行环境。具体而言本发明中的操作系统使用Windows XP或Windows 7系统，系统版本限制为32位机，数据库管理系统平台使用SQL 2000 SP3版本企业版并支持数据共享。

所述生产调度基础平台提供基本的数据仓储空间支持，数据库预分配规模不小于100个数据表，每个数据表数据记录数目标准为10000条。

本发明中的生产调度系统基础平台指的是具体的系统配置文件、系统维护平台及实际的数据仓库，是建立在数据库管理系统平台之上的实例化的操作和数据集合。

所述生产调度管理平台包括：

生产调度台账子系统：实现对矿山当天各环节的生产状况的操作和浏览；

生产统计报表子系统：实现对矿山企业的日常生产活动进行定期操作和浏览；

生产管理信息子系统：实现矿山企业人员、设备和生产区域基本信息的管理；

状态控制子系统：对所述生产调度基础平台对应数据记录进行浏览查阅并实现增删查改的基本操作，以及对生产计划的调整和爆破支护参数提出优化建议。

所述生产调度台账子系统包括开车停车台账模块、井下生产台账模块、碎矿车间台账模块、磨浮车间台账模块、磨浮车间细账模块、脱水车间台账模块和资源调度台账模块。

所述生产统计报表子系统包括采场日报浏览模块、生产日报浏览模块、生产周报浏览模块、生产旬报浏览模块、生产月报浏览模块、生产季报浏览模块和生产年报浏览模块。

所述生产管理信息子系统包括人员管理信息模块、设备管理信息模块和区域管理信息模块。

所述状态控制子系统包括：

爆破参数设计模块：提供基本爆破操作建议参数；提供添加、修改和删除记录的功能；提供通风时间和爆破安全距离计算的功能；

支护参数设计模块：使用模糊算法计算安全支护等级，使用岩体单轴抗压强度、RQD指标、结构面间距、结构面摩擦系数及结构体声波速度计算参数；

生产调度处理模块：使用模糊算法计算最有生产计划调整方案，使用安全隐患率、人员缺勤率、品味降低率、供电影响率、供水影响率和供风影响率。

生产调度管理平台以生产计划为基础，对实际生产过程中的各种不确定因素进行分析，研究这些不确定因素对生产调度的影响，采用概率统计理论、模糊数学方法、可靠性理论、设备运行维修理论等方法,建立人员、设备、生产任务、时间等不确定因素的定量评价模型,将这些随机因素对生产调度影响的程度数量化。运用不确定事件发生时的生产调度优化技术模型，对实际生产过程中地质条件的变化、设备能力的变更、突发故障等事件实施有效调度，合理配置资源，对现场开采生产提出动态调整建议和措施，使得采矿生产尽量靠近生产计划；在实际开采量和矿石品质数据发生变化时，根据计划偏离情况进行预测和报警，用动态优化方法给出最优的计划调整方案，自动生成新的生产计划。生产调度系统以经济指标为目标，以生产过程优化运行、优化控制与优化管理为核心技术，由围绕实时数据库、关系数据库、文档数据库和工程数据库的多组功能构成，根据订单、地质开采和安全条件以及生产、储运能力制定合理的生产计划，对设备、人力、资金等进行资源配置和作业调度，生产过程的管理与优化，全过程的安全监测、评估、预测和管理等。

所述生产调度台账子系统用于对矿山企业当天各环节的生产状况进行操作和浏览，包括井下和地面生产的全部环节，其实现的主要功能包括开车停车台帐操作浏览、井下生产台帐操作浏览、碎矿车间台帐操作浏览、磨浮车间台帐操作浏览、磨浮车间细账操作浏览、脱水车间台帐操作浏览以及资源调度台帐操作浏览。

生产统计报表子系统可以实现对矿山企业的日常生产活动进行定期的操作和浏览，所涉及的统计周期包括日报表、周报表、旬报表、月报表、季报表和年报表，所涉及的单位包括井下采场和地表流水线。

生产管理信息子系统可以实现矿山企业人员、设备和生产区域等基本信息的管理，同时提供人员培训记录查询、人员操作证实时生成和三级储量估算等辅助功能，其人员信息模块还可依据数据记录自动生成word版操作证结构。

状态控制子系统致力于从矿山企业日常生产的实际操作方面入手，为矿山爆破、支护和生产计划实时修正提供合理的建议及参数计算支持，其中运用了多因素模糊评价模型的计算，从而在不确定因素的影响下提出优化的生产方案。

模糊综合评价是解决多因素、多指标综合问题的一种行之有效的决策方法。它应用模糊关系合成的特性，根据给出的评价准则和实测值，从多个指标对评判事物隶属等级状况进行综合性评判。该方法把被评价事物的变化区间作出划分，又对事物属于各个等级的程度作出分析，使得对事物的描述更加深入客观，分析结果更加准确。

    若设给定事物名称为                                               

，其关于特征

有量值为

，则可以有序三元组

为表示事物的基本单元，其中量值

具有模糊性。如果事物

有

个特征、

…

及其对应的模糊量值

、

…

，则

可以称为

维模糊物元。如果

个事物维物元结合在一起，从而构成

个事物维复合元

，则可将

的量值改写为模糊物元量值矩阵，即为：

式中

为

个事物维复合元，

为第

个事物，

为第

项特征，

为第

个事物第项对应的模糊值或称之为隶属度。由于各个评价因素的重要程度可能不尽相同，所以必须分别赋予相应的权重

，这样权重矩阵可表示为

，进而可以得到事物的综合评价集为

。利用隶属度原则判断事物等级的流程如附图6所示。

本发明将模糊综合评价模型运用于矿山生产调度中的不确定事件处理策略，其应用包括安全支护设计及生产调度处理两个方面。在安全支护设计方面，选取五个参数作为其考虑对象，分别为岩体单轴抗压强度，用于反映岩块软硬特征及岩性特征；RQD指标，用于反映岩块大小及完整程度；结构面间距，用于反映地质构造及岩体结构特征；结构面摩擦系数，用于反映结构面粗糙程度、蚀变及填充情况；岩体声波速度，用于反映岩体的完整程度及刚度特征。在生产调度处理方面，选取七个参数作为其考虑对象，分别为安全隐患率、人员缺勤率、设备缺勤率、品位降低率、供电影响率、供水影响率及供风影响率。

本发明将评价结果划分为五个等级，对应的参数等级划分最大化的复合国标规定，或者依据历史数据支持下的经验和具体企业的实际状况设定。安全支护设计参数等级划分如表1所示，生产调度处理参数等级划分如表2所示。

表1

等级	岩石单轴抗压强度	RQD指标	结构面间距	结构面摩擦系数	岩体声波速度
						一级	120 MP~200MP	90%~100%	0.8m~2 m	0.8~1.2	5000 m/s ~7500m/s
二级	60 MP~120 MP	75%~90%	0.3 m~0.8 m	0.3 ~0.8	4000 m/s ~5000m/s
						三级	30 MP~60 MP	50%~75%	0.2 m~0.3 m	0.2 ~0.3	2500 m/s ~4000m/s
四级	15 MP~30 MP	25%~50%	0.1 m~0.2 m	0.1 ~0.2	2000 m/s ~2500m/s
						五级	<15 MP	<25%	<0.1m	<0.1	<2000m/s

表2

等级

安全隐患率

人员缺勤率

设备缺勤率

品位降低率

供电影响率

供水影响率

供风影响率

一级

0.09~0.1

0.12~0.15

0.12~0.15

0.15~0.2

0.15~0.2

0.15~0.2

0.12~0.15

二级

0.08~0.09

0.09~0.12

0.09~0.12

0.12~0.15

0.12~0.15

0.12~0.15

0.09~0.12

三级

0.07~0.08

0.06~0.09

0.06~0.09

0.08~0.12

0.08~0.12

0.08~0.12

0.06~0.09

四级

0.06~0.07

0.03~0.06

0.03~0.06

0.05~0.08

0.05~0.08

0.05~0.08

0.03~0.06

五级

<0.06

<0.03

<0.03

<0.05

<0.05

<0.05

<0.03

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种数字矿山生产调度系统，包括：

系统硬件及网络平台：采集矿山生产的相关数据，并传送到数据库管理系统平台；

其特征是：还包括：

数据库管理系统平台：与所属系统硬件及网络平台进行信息交互，将交互信息处理后传送到生产调度基础平台；

生产调度基础平台：存储所述数据库管理系统平台传送的信息；

生产调度管理平台：浏览、处理所述生产调度基础平台存储的信息，并将控制信息经过所述生产调度基础平台下发至所述数据库管理系统平台，从而实现整体的优化生产调度。

2.根据权利要求1所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述系统硬件及网络平台包括井下环境监测监控装置、数字语音装置、微型计算机和服务器，采用局域网配置和C/S操作模式。

3.根据权利要求1所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述数据库管理系统平台采用SQL 2000 SP3企业版本并支持数据共享。

4.根据权利要求1所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述生产调度基础平台提供基本的数据仓储空间支持，数据库预分配规模不小于100个数据表，每个数据表数据记录数目标准为10000条。

5.根据权利要求1所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述生产调度管理平台包括：

生产调度台账子系统：实现对矿山当天各环节的生产状况的操作和浏览；

生产统计报表子系统：实现对矿山企业的日常生产活动进行定期操作和浏览；

生产管理信息子系统：实现矿山企业人员、设备和生产区域基本信息的管理；

状态控制子系统：对所述生产调度基础平台对应数据记录进行浏览查阅并实现增删查改的基本操作，以及对生产计划的调整和爆破支护参数提出优化建议。

6.根据权利要求5所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述生产调度台账子系统包括开车停车台账模块、井下生产台账模块、碎矿车间台账模块、磨浮车间台账模块、磨浮车间细账模块、脱水车间台账模块和资源调度台账模块。

7.根据权利要求5所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述生产统计报表子系统包括采场日报浏览模块、生产日报浏览模块、生产周报浏览模块、生产旬报浏览模块、生产月报浏览模块、生产季报浏览模块和生产年报浏览模块。

8.根据权利要求5所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述生产管理信息子系统包括人员管理信息模块、设备管理信息模块和区域管理信息模块。

9.根据权利要求5所述的数字矿山生产调度系统，其特征是：所述状态控制子系统包括：

爆破参数设计模块：提供基本爆破操作建议参数；提供添加、修改和删除记录的功能；提供通风时间和爆破安全距离计算的功能；

支护参数设计模块：使用模糊算法计算安全支护等级，使用岩体单轴抗压强度、RQD指标、结构面间距、结构面摩擦系数及结构体声波速度计算参数；

生产调度处理模块：使用模糊算法计算最有生产计划调整方案，使用安全隐患率、人员缺勤率、品味降低率、供电影响率、供水影响率和供风影响率。

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