【文章內(nèi)容簡介】 ................................................. 72 設(shè)備管理子系 統(tǒng) .................................................................................... 76 礦圖理子系統(tǒng) ....................................................................................... 78 三維礦井虛擬子系統(tǒng) ............................................................................. 79 項目 應(yīng) 用效果 ............................................................................................... 80 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 6 第 1 章 背景介紹 背景 隨著信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及社會經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)步前進，信息技術(shù)逐步廣泛應(yīng)用于社會的不同領(lǐng)域，信息化與網(wǎng)絡(luò)化成為各行業(yè)數(shù)字化的重要基礎(chǔ)手段，在企業(yè)應(yīng)用中起到十分重要的作用。與現(xiàn)代化技術(shù)先進國家比較，我國煤礦企業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施相對落后，煤礦管理過于粗放，煤礦生產(chǎn)各部門的系統(tǒng)開發(fā)相對孤立，沒有形成統(tǒng)一的信息化標(biāo)準(zhǔn)體系和共享機制，再加之煤礦生產(chǎn)信息本身的灰色性和動態(tài)性，導(dǎo)致了煤礦企業(yè)信息化與網(wǎng)絡(luò)化工作的相對滯后。近年來，煤礦數(shù)字化和 信息化有了長足的發(fā)展，信息技術(shù)正以其廣泛的滲透性和無與倫比的先進性與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合 ,信息化已成為改造傳統(tǒng)煤礦產(chǎn)業(yè)的助力器。 隨著我國對煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦安全生產(chǎn)管理信息逐漸成為現(xiàn)代煤礦安全生產(chǎn)管理中的最顯著特征。信息的采集、傳遞、處理、控制和管理成為現(xiàn)代煤礦安全管理科學(xué)中重要的技術(shù)基礎(chǔ)，也成為實現(xiàn)礦山生產(chǎn)、管理、安全保障等現(xiàn)代化程度的技術(shù)保障。 意義 利用最新的空間信息技術(shù)、 專業(yè)建模技術(shù)和三維可視化等技術(shù)，建立煤礦綜合管理信息系統(tǒng)，大力改善煤礦行業(yè)信息化程度；確實提高煤礦企業(yè)管理部門及經(jīng)營管理者 的管理效率和水平；真正幫助實現(xiàn)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)管理；助力煤礦企業(yè)進入信息化新時代。 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 7 第 2 章 系統(tǒng) 建設(shè)目標(biāo)及原則 系統(tǒng) 建設(shè)目標(biāo) 實施本 系統(tǒng) 的總體目標(biāo)是 ：面向煤礦生產(chǎn)部門和煤礦管理決策部門，建設(shè)以GIS 空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以模型庫為核心，由數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫、知識庫及其管理系統(tǒng)為基本框架、以相關(guān)社會經(jīng)濟要素為研究對象的 煤礦 綜合信息管理系統(tǒng) ； 系統(tǒng) 為上級煤礦安全生產(chǎn)政府主管部門決策人員提供輔助決策支持和快速反應(yīng)服務(wù)；為專業(yè)技術(shù)人員提供信息及應(yīng)用分析工具；為公眾提供必要 的 信息查詢和信息發(fā)布服務(wù)。 系統(tǒng)適用對象 本系統(tǒng)適用于省（市）、地（市）、縣鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）煤礦安全生產(chǎn)政府主管部門、礦業(yè)公司（集團）以及所轄得煤礦企業(yè)。 系統(tǒng) 建設(shè)原則 技術(shù)先進性原則 系統(tǒng)建設(shè)將采用最新的空間信息技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、 OLAP 聯(lián)機分析技術(shù)、超媒體集成技術(shù)、信息安全技術(shù)、高可用性技術(shù)、服務(wù)器集群計算技術(shù)、三維可視化技術(shù)等，著眼于 煤礦安全生產(chǎn) 的需要，建設(shè)一個安全、可靠、實用、先進、可擴展的 虛擬煤礦采掘信息系統(tǒng) 。 經(jīng)濟實用性原則 煤礦綜合管理信息 系統(tǒng)的 建設(shè) 應(yīng)能滿足 煤礦生產(chǎn) 部門 、 煤礦安全生產(chǎn)政府主管部門 對 煤礦安全生產(chǎn) 信息查詢、信息統(tǒng)計或決策分析的需求。同時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 8 應(yīng)簡潔，功能方便、靈活，用戶界面友好，以便于系統(tǒng)的管理和應(yīng)用。系統(tǒng)的建設(shè)將堅持經(jīng)濟實用性原則，以盡可能少的人力、物力，財力投入，最大限度的滿足 煤礦安全生產(chǎn) 的實際應(yīng)用需求。系統(tǒng)在功能、性能設(shè)計，軟硬件設(shè)備選型，技術(shù)方案制定等方面，都將貫徹經(jīng)濟性與實用性原則。 統(tǒng)一規(guī)范性原則 為保證系統(tǒng)的科學(xué)性、實用性以及與國內(nèi)、國際其他信息數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)接軌，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循統(tǒng)一、規(guī)范的信息編碼和坐標(biāo)系統(tǒng)、規(guī)范的數(shù)據(jù)精度與符號系統(tǒng)等。在此原則下，本系統(tǒng)在國家統(tǒng)一規(guī)范和數(shù)據(jù)格式約束下建立一個能與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)接軌的 、符合煤礦生產(chǎn)部門標(biāo)準(zhǔn)的 各種屬性、圖形、圖像、文字等信息在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。 高集成性原則 系統(tǒng)的建設(shè)涉及 煤礦安全生產(chǎn)、 城市規(guī)劃、環(huán)境評價、災(zāi)害評價與預(yù)測、空間信息技術(shù)、決策支持以及計算機科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫、海量數(shù)據(jù)存儲與管理、超媒體信息集成、信息安全等多項技術(shù)，業(yè)務(wù)范圍涉及城市規(guī)劃與管理、城市地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、信息科學(xué)、計算機科學(xué)等多個領(lǐng)域，所以必須堅持高集成性原則，運用系統(tǒng)工程的方法進行項目的規(guī)劃、設(shè)計和實 施，把三維地質(zhì)數(shù)據(jù)管理與服務(wù)系統(tǒng)規(guī)劃好、建設(shè)好，并通過完善的技術(shù)支持與培訓(xùn)，點對點的應(yīng)用輔導(dǎo)，把系統(tǒng)應(yīng)用好。 安全可靠性原則 系統(tǒng)的安全可靠性包括系統(tǒng)的信息安全、備份恢復(fù)、安全審計、可用性、容錯容災(zāi)等方面。通過主機系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)等多環(huán)節(jié)的安全可靠性設(shè)計，保證系統(tǒng) 7*24 小時可靠、安全的運行，為各應(yīng)用部門及公眾提供可靠的服務(wù)，同時采用嚴(yán)格的安全認(rèn)證機制，控制 煤礦 有關(guān)的資源信息、災(zāi)害信息、環(huán)境信息等涉及國家機密的敏感信息的流向和傳播范圍，維護國家利益和社會的安定團結(jié) 。 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 9 開放性與可擴展性原則 系統(tǒng)的建設(shè)將堅持開放性與可擴展性原則，嚴(yán)格遵循在 煤礦行業(yè)、 地質(zhì)行業(yè)、測繪行業(yè)、規(guī)劃部門、環(huán)境部門等行業(yè)和部門的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及地方性實施細(xì)則和規(guī)范，參照國際標(biāo)準(zhǔn)與貫例，保持系統(tǒng)的開放性，增強系統(tǒng)的可擴展性與兼容性。在硬件設(shè)施選型中，選擇兼容性好、可擴展性好的設(shè)備，既滿足當(dāng)前的需要，又支持未來的擴充與擴展。軟件系統(tǒng)的分析設(shè)計應(yīng)堅持構(gòu)件化、軟總線的設(shè)計思想，采用最新的商業(yè)化構(gòu)件設(shè)計方法與技術(shù)，增強系統(tǒng)功能模塊的可復(fù)用性。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計也應(yīng)遵循開放性與可擴展性原則，保證系統(tǒng) 數(shù)據(jù)的可持續(xù)利用和可維護性，增強系統(tǒng)功能和規(guī)模的高度可伸縮性。 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 10 第 3 章 系統(tǒng)總體 設(shè)計方案 總體設(shè)計原則 煤礦的信息集成化是煤礦綜合信息管理系統(tǒng)的總體設(shè)計原則。 因此作為數(shù)字化礦井的建設(shè)，需要從以下七個方面進行集成化考慮，以實現(xiàn)從礦井勘探、礦井規(guī)劃設(shè)計、礦井建設(shè)、煤礦生產(chǎn)過程、礦井安全、礦山經(jīng)營決策的 信息化 。 （ 1） 礦區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)。 （ 2）煤礦 資源信息和礦井設(shè)計、礦井建設(shè)及開采過程的數(shù)字化、可視化。支撐技術(shù)為 GIS 、 AutoCAD 、虛擬現(xiàn)實及 空間 數(shù)據(jù)庫等。 （ 3） 煤礦生產(chǎn)過程監(jiān)控、 全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境監(jiān)測、生產(chǎn)過程信息綜合利用等方面的網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化。支撐技術(shù)為統(tǒng)一的通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)、先進的監(jiān)測與控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)等。 （ 4） 圖像監(jiān)視和傳輸?shù)臄?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)。支撐技術(shù)為數(shù)字視頻、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和圖像識別技術(shù)等。 （ 5） 煤炭企業(yè)管理信息化及電子商務(wù)系統(tǒng)。支撐技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)代企業(yè)管理等。 （ 6） 基于信息融合技術(shù)滲透到生產(chǎn)、安全與經(jīng)營各個層面的決策支持系統(tǒng)。支撐技術(shù)為現(xiàn)代信息處理與融合技術(shù)、智能專家系統(tǒng)、現(xiàn)代企業(yè)管理等。 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 11 總體框架設(shè)計 圖 31 系統(tǒng)總體框架 如圖 31 所示，系統(tǒng)總體框架為由數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)、 煤礦 應(yīng)用服務(wù)平臺和煤礦 專業(yè)應(yīng)用 系統(tǒng) 層組成的三層結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)層包括 煤礦綜合信息 庫和 數(shù)據(jù)采集與更新，完成 煤礦海量 信息資源的生產(chǎn)、采集、組織、管理、更新與維護； 煤礦 應(yīng)用服務(wù)平臺層為一個功能強大的 煤礦 應(yīng)用服務(wù)器，為 各 專業(yè) 應(yīng)用系統(tǒng) 提供公共的基礎(chǔ)平臺服務(wù)，主要包括 安全生產(chǎn)信息管理 、 煤礦模型庫管理 、 礦B/S模 式 C/S模 式 數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng) 煤礦綜合信息庫管理系統(tǒng) 煤礦綜合信息數(shù)據(jù)庫 礦井設(shè)計 生產(chǎn)信息 地質(zhì) 測量信息 基礎(chǔ)地形 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 硬件及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺 數(shù)據(jù)采集與更新 屬性數(shù)據(jù)錄入、轉(zhuǎn)換與更新 圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)錄入、轉(zhuǎn)換與更新 支撐軟件 掃描儀及掃描矢量化軟件 用戶 管理 權(quán)限 管理 運行 監(jiān)控 統(tǒng)計 分析 初始數(shù)據(jù)錄入與轉(zhuǎn)換 煤礦三維信息分析 煤礦模型庫管理 安全生產(chǎn)綜合管理 煤礦應(yīng)用服務(wù)平臺 煤礦專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng) 礦井安全實時監(jiān)控 設(shè)備管理 礦圖管理 井下人員定位 安全生產(chǎn)管理 儲量管理 突發(fā)事件處理 三維礦井采掘虛擬 煤礦安全生產(chǎn)主管部門系統(tǒng)接口 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 12 井三維信息分析 等幾個方面；專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)在 煤礦 應(yīng)用服 務(wù)平臺的支持下，實現(xiàn)礦井安全實時監(jiān)控、井下人員定位、安全生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、礦圖管理以及煤礦儲量計算、突發(fā)事件處理輔助決策、三維礦井采掘虛擬等子系統(tǒng) 。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)備包括兩臺企業(yè)級服務(wù)器、磁盤陣列、磁帶庫以及其它終端設(shè)備等。兩臺企業(yè)級小型機服務(wù)器與磁盤陣列組合，在高可用性 HA 軟件的支持下，組成雙機熱備份系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性。磁帶庫與備份軟件集成，組建一個備份系統(tǒng)，實施 C/S 結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)。掃描儀、繪圖儀、網(wǎng)絡(luò)激光打印機等共同構(gòu)成數(shù)據(jù)采集與制圖輸出系統(tǒng)。 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可根據(jù) 礦業(yè)公 司（集團）煤礦企業(yè) 的具體情況作必要的調(diào)整，組建符合業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行要求的局域網(wǎng)。 硬件網(wǎng)絡(luò)平臺的選型 服務(wù)器及磁盤陣列和備份設(shè)備的選型 對于本系統(tǒng)的建設(shè)，由于涉及到大數(shù)據(jù)量的存儲以及大負(fù)荷的業(yè)務(wù)處理，建議在項目建設(shè)中采用小型機及專業(yè)的存儲設(shè)備。考慮到具體服務(wù)器的性能價格比，可選擇 SGI Altix 3000 服務(wù)器來構(gòu)建本次系統(tǒng)。選用兩臺 SGI Altix 3000 服務(wù)器及 SGI InfiniteStorage NAS 2021 存儲 磁盤陣列構(gòu)成雙機群集系統(tǒng)，群集軟件采用當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先的 Abaqus 軟件 。采用 L9 TAPE LIBBRARY 作為系統(tǒng)的備份設(shè)備。 SGI Altix 3000 采用新一代“ Madison”內(nèi)核 安騰 2 處理器 技術(shù)的高性能、高伸縮能力的工作組服務(wù)器，具有企業(yè)級服務(wù)器的可靠性和維護能力 。 SGI Altix 4000 服務(wù)器可為 Inter、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、電子商務(wù)、 ERP、消息和郵件服務(wù)以及 EDA 等應(yīng)用提供理想的服務(wù)，其均衡的系統(tǒng)架 構(gòu)設(shè)計，保證了出色的響應(yīng)能力。 SGI Altix 3000 服務(wù)器 性能特點 : ? 性能、伸縮能力和 RAS 性能適合于大多數(shù)的 Inter 和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、電子商務(wù)和 ERP 應(yīng)用，郵件服務(wù)器以及計算密集的應(yīng)用。 ? 單節(jié)點可配置 64 個處理器，擁有 4TB 內(nèi)存 煤礦綜合信息系統(tǒng)解決方案 13 ? NAS 2021 和 3000 實際上在 NAS 的各個方面具有無限的可伸縮性，包括 :性能、連接和容量 ， SGI InfiniteStorage NAS 解決方案以可伸縮的高帶寬 NUMAflex? 體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。 NUMAflex 體系結(jié)構(gòu)實際上提供了無限制的容量 ―― 它能夠在不犧牲性能的情況下從 1TB 擴展到 112TB 以上。 ? 基于靈活的高密度封裝的特性，具有完全按需擴展的升級能力 。 ? 內(nèi)置的 NUMAlinkTM 互連為 HPC 應(yīng)用程序帶來穩(wěn)定性能 ? Linux 操作系統(tǒng)完美地結(jié)合在一起 。 交換機及路由設(shè)備的選型 本系統(tǒng)除了在單機上應(yīng)用外，還必須同時滿足在 Web 上的應(yīng)用。所以在具體的項目實施中，必須考慮現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否支持這些需求，需要時可以考慮對現(xiàn)有交換設(shè)備及路由設(shè)備的擴充。 交換機選型 建議采用 3Com4007 交換機。 該型交換機提供了網(wǎng)絡(luò)骨干 和高密度桌面接入一體化的構(gòu)建高速局域網(wǎng)的性能，并保證網(wǎng)絡(luò)的可用性和隨時隨地訪問網(wǎng)絡(luò)。最重要的是， 由于它具有直接轉(zhuǎn)發(fā)功能和預(yù)設(shè)置功能， 所以能快速地支持多種業(yè)務(wù)應(yīng)用。 4007 交換機還可以提供用戶化定制、優(yōu)先級隊列服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)安全控制， 并能很快適應(yīng)數(shù)據(jù)增長和改變的需要。對于有更多需求的網(wǎng)絡(luò)， 4007 交換機不僅能傳送海量數(shù)據(jù)和控制信息，更具有硬件冗余和軟件可伸縮性等特點。 路由器選型 路由器可以選擇 Cisco 2600 及其配帶的防火墻軟件 。