CN113849882A - 一种智能煤炭管理平台构建方法以及平台 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能煤炭管理平台构建方法以及平台，用于对矿井生产进行管理，提高生产安全性。本申请方法包括：构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，所述元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；根据所述三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

Description

一种智能煤炭管理平台构建方法以及平台

技术领域

本申请涉及工程应用技术领域，尤其涉及一种智能煤炭管理平台构建方法以及平台。

背景技术

煤炭行业是指以开采煤炭资源为主的一个产业，它是国家能源的主要来源之一，也是国家经济的重要支柱之一。随着计算机技术的不断成熟，数字化的生产管理在煤炭产业中得到了广泛的应用，尤其是在对煤炭的安全管理中。

在煤炭生产管理中，鉴于矿井地质条件和水害对煤矿生产、安全有重大影响，一般在生产实现前或者在生产中都需要通过数字模型对安全管理进行模拟仿真，现有技术提供的方案中，对煤炭生成管理一般采用二维的模拟，而煤炭生产受到很多地形因素的影响，二维的仿真模拟在实际产生的效果并不是很好，对安全管理的效率不高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种智能煤炭管理平台构建方法以及平台。

本申请第一方面提供了一种智能煤炭管理平台构建方法，所述方法包括：

构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，所述元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；

对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；

根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；

根据所述三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；

综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

可选的，所述元素模型包括：矿井三维地质模型、高精度工作面地质模型、关键场所机电设备模型、巷道采空区积水区等模型以及地表和地表工业广场模型。

可选的，所述对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储包括：

对分布式文件存储；

对生产业务数据库进行存储；

对三维地质模型、水害预测模型存储以及综合自动化实时数据存储。

可选的，所述根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理包括：

根据所述三维空间模型对存储的数据生成矿井上下的基础漫游动画；

生成自适应UI界面。

可选的，所述三维空间分析包括：

三维网络分析、三维缓冲区分析、三维空间统计分析以及三维叠加分析。

可选的，所述模拟仿真包括：

三维地质模型任意剖切仿真以及水害智能识别仿真。

本申请第二方面提供了一种智能煤炭管理平台，包括：

数据建模单元，用于构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，所述元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；

数据存储单元，用于对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；

数据可视化更新单元，用于根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；

空间分析单元，用于根据所述三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；

专业应用单元，用于综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

可选的，所述数据存储单元包括：

分布式文件存储模块，用于分布式文件存储；

生产业务数据库存储模块，用于对生产业务数据库进行存储；

自动化实时数据存储模块，用于对三维地质模型、水害预测模型存储以及综合自动化实时数据存储。

可选的，所述数据存储单元还包括：

检索模块，用于对时间数据以及空间数据进行检索。

可选的，所述空间分析单元具体用于：

三维网络分析模块，用于进行三维网络分析；

三维缓冲区分析，用于进行三维缓冲区分析；

三维空间统计分析，用于进行三维空间统计分析；

三维叠加分析，用于进行三维叠加分析。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供的智能煤炭管理平台构建方法中通过构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，进而根据三维空间模型对存储的数据进行可视化处理，并且根据三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；最后综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。本申请方法中通过构建各个组件元素的元素模型组成三维空间模型最后构建模拟仿真以及可视化管理平台，能够为煤炭生产提供三维的仿真模拟并且平台可视化程度高，效果优越，大幅提升安全管理效果，提高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中提供的智能煤炭管理平台构建方法一个实施例流程示意图；

图2为本申请中提供的智能煤炭管理平台的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种智能煤炭管理平台构建方法以及平台，用于对矿井生产进行管理，提高生产安全性。

需要说明的是，本申请提供的智能煤炭管理平台构建方法，可以应用于终端也可以应用于系统，还可以应用于服务器上，例如终端可以是智能手机或电脑、平板电脑、智能电视、智能手表、便携计算机终端也可以是台式计算机等固定终端。为方便阐述，本申请中以终端为执行主体进行举例说明。

请参阅图1，图1为本申请提供的智能煤炭管理平台构建方法一个实施例流程示意图，该智能煤炭管理平台构建方法包括：

101、构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；

首先构建各个组件元素的元素模型，从而组成完整的三维空间模型，包括采掘设备(如采煤机、掘进机等、液压支架、刮板运输机等)、运输设备(皮带运输机、皮带转载机、矿车、小绞车、电机车等)、通风设备(主要通风机、局部通风机、风筒等)、给排水设备(如水泵)、提升设备(主井提升机、副井提升机)以及其它机电设备(如空压机、移动变电站、矿用变压器、高压配电箱、低压馈电开关、隔爆启动器、乳化液泵站等)精细模型。还可以是例如构建矿井三维地质模型、高精度工作面地质模型、关键场所机电设备模型、巷道采空区积水区等模型以及地表和地表工业广场模型，可以利用复杂地质条件下三维地质模型建模技术，利用点数据(如钻孔、探煤点、导线点、实际煤层底板修改数据等)和边界数据(如断层、陷落柱、矿区边界等)，快速生成煤层和其它地层的三维模型。将断层、陷落柱、裂隙、向斜轴、背斜轴、逆转轴、岩浆侵入等数据自动生成三维模型，将井筒、巷道、硐室、煤仓、水仓及其它井下数据自动生成三维巷道模型，基于采掘工程平面图、水文地质图、充水性图等上圈定的区域，实现积水区自动建模，能将地表工广、建筑、树木等3DMax数据和三维地测建模数据的导入和导出，可利用巷道精细摄影测量、矿用雷达、槽波勘探、三维地震、煤岩界面探测定向钻孔等工作面精细探测技术获得的数据，建立工作面高精度地质模型。

102、对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；

对预先构建的准备数据以及生产时实时产生的数据进行存储，具体可以包括：分布式文件存储、生产业务数据库存储、三维地质模型、水害预测模型存储、综合自动化实时数据存储和时空数据高性能检索。例如：三维地质模型的坐标为真实坐标，与二维图形一一对应，可查询检索地质模型场景中任意点的三维坐标信息；测量任意两点间距离(直线距离、水平投影距离和垂直投影距离)；计算任意圈定区域的面积和储量；查询三维实体属性和关联信息

103、根据三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；

将存储的数据与三维空间模型进行结合进行可视化处理，其中包括：井上下基础漫游、自适应UI界面、三维空间查询、三维空间测量、历史数据回溯与三维地质模型动态更新。智慧矿山基于三维地质建模的虚拟突水仿真模拟平台研究与应用一张图数据更新后，三维地质模型自动更新，实现二三维一体化管理。例如通过自动巡查和手动巡查两种浏览方式，实现地面(工业广场主要建筑物、道路、绿地、树木等)和井下(井口、井下主要巷道、工作面、重点场所等)的三维漫游，达到不用下井，身临其境的目的，或者支持多纹理光影的渲染烘焙和动态光影；平台支持粒子在有限空间内按复杂数学模型计算的接进行扩散；平台支持任意模型数量，支持超大密度的厂房设备群。还可以实现三维场景中的视图控制，包括视图平移、视图旋转、视图缩放等，同时提供鹰眼视图方便快速对应二维、三维位置。通过三维一张图直观展示矿井生产状况，辅助领导决策。包括矿井重要场所及重要生产环境的三维展示和实时数据监测，集成重点的业务数据，包括资源储量、产量、进尺、综合自动化、隐患排查、安全风险、安全监测、工业视频等信息。漫游可以是从宏观和微观两个角度漫游，分层次实时展现矿井生产与安全综合动态工况。

104、根据三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；

三维空间分析可以是三维网络分析、三维缓冲区分析、三维空间统计分析以及三维叠加分析。

105、综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

例如将综合自动化各子系统实时监测数据进行集成并在三维环境中直观地进行展示和查询，将在矿井地面、井下等重要场所采集的工业视频信号数据进行集成并在三维环境中直观地进行实时展示和查询，将人员定位实时数据进行集成并在在三维环境中直观地进行展示和查询，还可以根据煤矿地质与水文地质特征，建立和实现水害预测模型，并与三维地质模型高度集成，仿真模拟。

本申请提供的智能煤炭管理平台构建方法中通过构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，进而根据三维空间模型对存储的数据进行可视化处理，并且根据三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；最后综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。本申请方法中通过构建各个组件元素的元素模型组成三维空间模型最后构建模拟仿真以及可视化管理平台，能够为煤炭生产提供三维的仿真模拟并且平台可视化程度高，效果优越，大幅提升安全管理效果，提高安全性。

上述实施例对本申请中提供的智能煤炭管理平台构建方法进行了阐述，本申请中还提供了一种智能煤炭管理平台。

请参阅图2，图2为本申请中提供的智能煤炭管理平台的一个实施例结构示意图，该实施例包括：

数据建模单元201，用于构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；

数据存储单元202，用于对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；

数据可视化更新单元203，用于根据三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；

空间分析单元204，用于根据三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；

专业应用单元205，用于综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

可选的，数据存储单元202包括：

分布式文件存储模块2021，用于分布式文件存储；

生产业务数据库存储模块2022，用于对生产业务数据库进行存储；

自动化实时数据存储模块2023，用于对三维地质模型、水害预测模型存储以及综合自动化实时数据存储。

可选的，数据存储单元202还包括：

检索模块2024，用于对时间数据以及空间数据进行检索。

可选的，空间分析单元204包括：

三维网络分析模块2041，用于进行三维网络分析；

三维缓冲区分析2042，用于进行三维缓冲区分析；

三维空间统计分析2043，用于进行三维空间统计分析；

三维叠加分析2044，用于进行三维叠加分析。

可选的，数据可视化更新单元203包括：

漫游模块2031，用于根据三维空间模型对存储的数据生成矿井上下的基础漫游动画；

UI模块2032，用于生成自适应UI界面。

可选的，专业应用单元205包括：

三维地质模型任意剖切仿真模块2051，用于进行三维地质模型任意剖切仿真。

水害智能识别仿真2052，用于进行水害智能识别仿真。

本申请还涉及一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上保存有程序，其特征在于，当程序在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一智能煤炭管理平台构建方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种智能煤炭管理平台构建方法，其特征在于，所述方法包括：

构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，所述元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；

对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；

根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；

根据所述三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；

综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

2.根据权利要求1中所述的智能煤炭管理平台构建方法，其特征在于，所述元素模型包括：矿井三维地质模型、高精度工作面地质模型、关键场所机电设备模型、巷道采空区积水区等模型以及地表和地表工业广场模型。

3.根据权利要求1中所述的智能煤炭管理平台构建方法，其特征在于，所述对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储包括：

对分布式文件存储；

对生产业务数据库进行存储；

对三维地质模型、水害预测模型存储以及综合自动化实时数据存储。

4.根据权利要求1中所述的智能煤炭管理平台构建方法，其特征在于，所述根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理包括：

根据所述三维空间模型对存储的数据生成矿井上下的基础漫游动画；

生成自适应UI界面。

5.根据权利要求1中所述的智能煤炭管理平台构建方法，其特征在于，所述三维空间分析包括：

三维网络分析、三维缓冲区分析、三维空间统计分析以及三维叠加分析。

6.根据权利要求1中所述的智能煤炭管理平台构建方法，其特征在于，所述模拟仿真包括：

三维地质模型任意剖切仿真以及水害智能识别仿真。

7.一种智能煤炭管理平台，其特征在于，包括：

数据建模单元，用于构建元素模型并组合成完整的三维空间模型，所述元素模型用于表示煤炭生产中的各个组件元素；

数据存储单元，用于对准备数据以及生产实时产生的数据进行存储；

数据可视化更新单元，用于根据所述三维空间模型对存储的数据进行可视化处理；

空间分析单元，用于根据所述三维空间模型以及存储的数据进行三维空间分析以及设备效能分析；

专业应用单元，用于综合可视化处理的结果、三维空间分析的结果以及设备效能分析的结果构建模拟仿真以及可视化管理平台。

8.根据权利要求7中所述的智能煤炭管理平台，其特征在于，所述数据存储单元包括：

分布式文件存储模块，用于分布式文件存储；

生产业务数据库存储模块，用于对生产业务数据库进行存储；

自动化实时数据存储模块，用于对三维地质模型、水害预测模型存储以及综合自动化实时数据存储。

9.根据权利要求8中所述的智能煤炭管理平台，其特征在于，所述数据存储单元还包括：

检索模块，用于对时间数据以及空间数据进行检索。

10.根据权利要求7中所述的智能煤炭管理平台，其特征在于，所述空间分析单元包括：

三维网络分析模块，用于进行三维网络分析；

三维缓冲区分析，用于进行三维缓冲区分析；

三维空间统计分析，用于进行三维空间统计分析；

三维叠加分析，用于进行三维叠加分析。

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