地測防治水信息管理系統(tǒng)實(shí)踐運(yùn)用
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摘要：山西焦煤地測防治水工作與時(shí)俱進(jìn)，提前部署實(shí)施了地測防治水動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)很好地實(shí)現(xiàn)了地測圖紙、地測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，將各礦井的數(shù)據(jù)按分項(xiàng)匯總，同時(shí)，基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化體系和GIS工作平臺(tái)，將防治水圖件、數(shù)據(jù)等高度集成，解決了圖紙和各類防治水?dāng)?shù)據(jù)的精細(xì)化管理問題。
關(guān)鍵詞：地測防治水；礦圖管理；數(shù)據(jù)集成；山西焦煤
隨著信息化時(shí)代、5G時(shí)代的到來，山西焦煤地測防治水工作與時(shí)俱進(jìn)，提前部署實(shí)施地測防治水動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化體系和GIS工作平臺(tái)[1]，很好地實(shí)現(xiàn)了地測圖紙與地測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，將各礦井的數(shù)據(jù)按分項(xiàng)匯總，將防治水圖件、數(shù)據(jù)等高度集成，解決了圖紙和各類防治水?dāng)?shù)據(jù)的精細(xì)化管理問題，但也存在部分?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性差，個(gè)別系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際工作改進(jìn)等問題。
1系統(tǒng)建設(shè)的背景及工作中存在的問題
山西焦煤集團(tuán)現(xiàn)有煤礦96座，分布在山西省8個(gè)地市30個(gè)縣，礦區(qū)面積2375.22km2。為切實(shí)加強(qiáng)煤礦安全管理，確保礦井生產(chǎn)安全，提出了建設(shè)地測防治水動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的初步愿景。山西焦煤集團(tuán)現(xiàn)有煤礦礦圖種類多，各圖件之間的數(shù)據(jù)共享和統(tǒng)一管理是煤礦礦圖管理工作中的一個(gè)重點(diǎn)問題。各級(jí)地測管理部門之間的空間數(shù)據(jù)支撐能力還需加強(qiáng)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、現(xiàn)勢性、完整性有待提高，數(shù)據(jù)獲取、更新渠道還應(yīng)更加順暢[2]。同時(shí)，由于原有系統(tǒng)圖形和屬性數(shù)據(jù)分散在單個(gè)圖形文件中，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和組織規(guī)范，數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式單一，也形成了礦圖數(shù)據(jù)內(nèi)部物理上的“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象[3]，難以充分發(fā)揮地測為煤礦安全高效生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)的職能。在具體工作過程中，主要存在以下問題。
1.1煤礦礦圖交流共享和更新時(shí)效性低
煤礦各專業(yè)各類圖件本身有大量相同的內(nèi)容，例如：“井巷”在各類礦圖中都是基礎(chǔ)內(nèi)容之一，但鑒于傳統(tǒng)單文件的作業(yè)方式，造成各業(yè)務(wù)部門間的共享十分困難，更新周期也較長。
1.2礦井單位多礦圖難以集成及深度應(yīng)用
在礦圖管理方面，由于山西焦煤集團(tuán)下屬礦井分布范圍廣，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和管理平臺(tái)無法從更高的層面進(jìn)行集成管理和深度應(yīng)用，其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)很難利用礦圖資源。1.3現(xiàn)有礦圖管理查找使用不便由于礦圖的專業(yè)種類多，存在大量不同比例尺、分煤層的礦圖文件，其統(tǒng)一管理非常困難，特別是對特定圖件的查找、特定內(nèi)容的搜索很不方便，且無法隨時(shí)隨地使用礦圖。同時(shí)，由于礦圖文件存儲(chǔ)格式不統(tǒng)一，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分散在單個(gè)圖形文件中，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和組織規(guī)范，數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式單一，形成了礦圖數(shù)據(jù)內(nèi)部物理上的“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象。隨著煤礦生產(chǎn)管理的不斷深入，集團(tuán)公司對下屬礦井的資源信息掌控要求越來越精細(xì)，同時(shí)從煤礦防災(zāi)救災(zāi)的要求出發(fā)，對礦井地理信息的動(dòng)態(tài)管理和導(dǎo)航越來越精準(zhǔn)、及時(shí)。結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)山西焦煤資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)勢在必行。建設(shè)山西焦煤資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化體系和GIS工作平臺(tái)，將各類信息高度集成，解決各部門之間數(shù)據(jù)孤島嚴(yán)重、時(shí)效性差以及“用圖難、看圖難、管圖難”等問題，實(shí)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)、統(tǒng)一的制圖標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的決策分析，實(shí)現(xiàn)信息的高度集成和精細(xì)化管理[4]，實(shí)現(xiàn)“以圖管礦、以圖管量、以圖避災(zāi)”，為領(lǐng)導(dǎo)層提供決策支持信息，使應(yīng)用更加便捷。
2系統(tǒng)功能
2.1總體框架
通過建設(shè)基于B/S架構(gòu)的地測遠(yuǎn)程管理信息系統(tǒng)，各礦井按照公司地測工作管理要求將各礦井地測信息及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)蕉?jí)公司中心服務(wù)器進(jìn)行集中管理，各礦井、公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門通過網(wǎng)絡(luò)根據(jù)權(quán)限的不同進(jìn)行檢索、查詢、瀏覽，各礦井也可通過系統(tǒng)及時(shí)獲得上級(jí)部門的反饋信息，從而實(shí)現(xiàn)地測信息的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。地測遠(yuǎn)程管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2功能
地測遠(yuǎn)程管理信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：a)礦上領(lǐng)導(dǎo)、總工、相關(guān)生產(chǎn)部門可以基于瀏覽器獲取相關(guān)圖形和數(shù)據(jù)，不同的用戶具有不同的權(quán)限。礦上領(lǐng)導(dǎo)、總工從圖形和報(bào)表數(shù)據(jù)中及時(shí)做出準(zhǔn)確分析與判斷，一旦發(fā)現(xiàn)問題快速?zèng)Q策，并向生產(chǎn)單位發(fā)出緊急信息。b)對于各礦地質(zhì)環(huán)境重大隱患，例如斷層、陷落柱等，可網(wǎng)上查詢獲得相應(yīng)信息，并組織處理。同時(shí)，在實(shí)際工作中，工作人員可以及時(shí)查閱往年的地測數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的圖表，以便做出更準(zhǔn)確的分析預(yù)測，并反饋給礦井生產(chǎn)現(xiàn)場。c)實(shí)現(xiàn)對采掘工程平面圖、數(shù)據(jù)報(bào)表等資料的遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)圖形、報(bào)表的網(wǎng)上傳輸。用戶通過瀏覽器直接打開圖形進(jìn)行查看、分析，同時(shí)獲取各種地測數(shù)據(jù)，供管理單位查詢和管理，無需人工上報(bào)交換圖和其他報(bào)表資料[5]。d)公司領(lǐng)導(dǎo)（比如董事長、總經(jīng)理、總工程師，地測部門和其他部門）通過瀏覽器或客戶端實(shí)時(shí)查看公司各礦地測工作運(yùn)行情況，各礦地測數(shù)據(jù)、圖形、人員等情況，通過監(jiān)督管理給出反饋信息，并提出新的議案，做出相應(yīng)的決策。e)基于采掘工程平面圖和WebGIS實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)信息查詢。地測遠(yuǎn)程管理信息系統(tǒng)主要由圖文管理、地測數(shù)據(jù)、在線填報(bào)、法律法規(guī)、個(gè)人中心五大部分組成。模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2.1圖文管理一級(jí)菜單圖文管理下包括地測圖件、地測文檔、地質(zhì)工程和礦權(quán)管理4個(gè)二級(jí)菜單目錄。二級(jí)菜單目錄地測圖件下包含礦井基本礦圖、礦井測量圖、礦井地質(zhì)圖、三量管理圖、水文地質(zhì)圖、其他圖件6個(gè)三級(jí)目錄。二級(jí)菜單目錄地測文檔下包含地質(zhì)資料、水文資料、測量資料、儲(chǔ)量資料、小窯及沉陷、物探資料6個(gè)三級(jí)目錄。二級(jí)菜單目錄礦權(quán)管理下包含施工進(jìn)展、成果報(bào)告2個(gè)三級(jí)目錄，并能上傳相關(guān)信息。
2.2.2地測數(shù)據(jù)一級(jí)菜單地測數(shù)據(jù)下包括地質(zhì)數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)2個(gè)二級(jí)菜單目錄。二級(jí)菜單目錄地質(zhì)數(shù)據(jù)下包含鉆孔基礎(chǔ)資料、煤層綜合成果、斷層資料3個(gè)三級(jí)目錄。二級(jí)菜單目錄測量數(shù)據(jù)下包含導(dǎo)線成果資料1個(gè)三級(jí)目錄。
2.2.3在線填報(bào)一級(jí)菜單在線填報(bào)下包含22種需要在線填報(bào)的集團(tuán)臺(tái)賬、報(bào)表。菜單二級(jí)目錄根據(jù)附錄中各表名稱建立，22種臺(tái)賬報(bào)表需要根據(jù)其格式在系統(tǒng)中一一建立，根據(jù)不同的登錄用戶和權(quán)限，只顯示相應(yīng)用戶權(quán)限下的內(nèi)容，而不在權(quán)限控制下的組織機(jī)構(gòu)不再顯示。同時(shí)，設(shè)計(jì)“新增”“修改”“刪除”“輸出”4項(xiàng)功能鍵，分別對應(yīng)增加填報(bào)內(nèi)容、修改填報(bào)內(nèi)容、刪除填報(bào)內(nèi)容、將報(bào)表臺(tái)賬輸出為Excel格式的功能。
2.2.4法律法規(guī)一級(jí)菜單法律法規(guī)下包括國家法規(guī)、省市法規(guī)、公司法規(guī)、公文公告4個(gè)二級(jí)菜單目錄，可將對應(yīng)文件上傳到目錄下。
2.2.5個(gè)人中心一級(jí)菜單個(gè)人中心具備智能圖形管理、角色管理、用戶管理、組織機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)日志和公文公告等功能。
3資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)
3.1資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)
資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)是管理系統(tǒng)的移動(dòng)版，可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能。移動(dòng)平臺(tái)主要采用Android技術(shù)、視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、GIS技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)基于Android移動(dòng)設(shè)備的隨時(shí)隨地瀏覽，支持任意放大縮小，查詢最新的圖形、屬性信息等。
3.2資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)在工作中的應(yīng)用
集團(tuán)公司自2016年7月底建設(shè)“資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)”，經(jīng)過近半年的設(shè)計(jì)開發(fā)與一年多的實(shí)施應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)、子分公司、下屬礦井基于統(tǒng)一的地理信息系統(tǒng)LRGIS平臺(tái)的資源信息管理規(guī)范化、信息化，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a)規(guī)范了基礎(chǔ)地理信息（地形、工業(yè)廣場建筑、地層巷道、工作面、斷層、致災(zāi)因素等）的分類、編碼、存儲(chǔ)格式和共享標(biāo)準(zhǔn)，編制基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)結(jié)構(gòu)，規(guī)范集團(tuán)下屬各礦使用地理信息系統(tǒng)；b)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)下屬各礦井地測、水文、儲(chǔ)量等專業(yè)部門的數(shù)據(jù)更新，搭建三級(jí)聯(lián)動(dòng)更新的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)維護(hù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，建設(shè)開放的資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的全集團(tuán)空間數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)下屬生產(chǎn)礦井相關(guān)地測圖件的集中、統(tǒng)一可視化展示，實(shí)現(xiàn)所屬礦井、各井口、瓦斯抽采站關(guān)鍵位置導(dǎo)航等功能；c)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理、入庫、管理維護(hù)，將下屬各礦最新的“采掘工程平面圖”“充水性圖”“儲(chǔ)量計(jì)算圖”“井上下對照圖”等地測圖件進(jìn)行數(shù)字化處理，建立“一張圖”數(shù)據(jù)庫，將地理空間相關(guān)的其他應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)也逐步納入到資源信息智能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的管理體系中；d)地測遠(yuǎn)程管理信息系統(tǒng)，對地質(zhì)、測量、水文、儲(chǔ)量圖紙、數(shù)據(jù)、文檔和臺(tái)賬實(shí)行一體化管理，使公司管理層、技術(shù)業(yè)務(wù)層可以隨時(shí)隨地通過Internet了解、查詢、分析礦井動(dòng)態(tài)地測信息[6]；e)移動(dòng)端地理信息系統(tǒng)（GIS）可通過手機(jī)端（安卓）展示煤礦生產(chǎn)礦圖信息，可查看礦井各類生產(chǎn)礦圖信息，可進(jìn)行放大、縮小、量測距離等操作，并能在圖上集成展示各類參數(shù)屬性、狀態(tài)信息。
3.3系統(tǒng)目前存在的問題
3.3.1實(shí)時(shí)更新問題山西焦煤現(xiàn)有生產(chǎn)基建礦井61座，地質(zhì)圖件種類、測量、水文等數(shù)據(jù)量大，采掘面基本每天都會(huì)有進(jìn)尺，如果每月只更新一次圖紙資料，不能使集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)充分了解礦井采掘情況，無法預(yù)測、判斷具體的工作并做出決策。
3.3.2無數(shù)據(jù)分析災(zāi)害預(yù)警功能礦井隱蔽地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，采空水、奧灰水、太灰水、地表水等是礦井防治的重點(diǎn)，按照防治水“物探先行，鉆探驗(yàn)證，化探跟進(jìn)”的原則，本系統(tǒng)并不能合理分析物探、鉆探、化探數(shù)據(jù)，并提示災(zāi)害情況。
3.3.3在線填報(bào)功能表單單一在實(shí)際工作中，需要統(tǒng)計(jì)多種臨時(shí)性數(shù)據(jù)資料，比如采掘開進(jìn)尺、“四量”、地質(zhì)預(yù)報(bào)、貫通等情況，但該系統(tǒng)無簡單便捷的操作，還需要專業(yè)人員制作表單，無法及時(shí)準(zhǔn)確收集需要的數(shù)據(jù)。3.3.4礦圖下載目錄需簡化各生產(chǎn)礦井上傳圖紙資料后，沒有一定的數(shù)據(jù)規(guī)整，只是按上傳時(shí)間將礦圖列在表單中。
3.3.5沒有分礦井統(tǒng)計(jì)各類數(shù)據(jù)各礦井上傳圖紙、儲(chǔ)量、測量數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)后，不能對各礦上傳數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)是否已上傳，哪些數(shù)據(jù)已上傳，還需要上傳哪些數(shù)據(jù)，并不能做出判斷。
4系統(tǒng)二次開發(fā)展望
筆者根據(jù)實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的問題，就系統(tǒng)二次開發(fā)提出一些想法，具體如下：a)實(shí)時(shí)更新問題。該系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)，筆者建議開發(fā)配套的傳感器和無線傳輸系統(tǒng)，及時(shí)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場人員修正審核后上傳，使集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部室能夠準(zhǔn)確了解礦井采掘情況，預(yù)測、判斷工作中存在的問題，并提出決策。b)解決數(shù)據(jù)分析、災(zāi)害預(yù)警方面的問題。自動(dòng)化的目的就是為了預(yù)警可能發(fā)生的災(zāi)害，及時(shí)做出判斷。以往各類準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)應(yīng)該能夠幫助系統(tǒng)程序做出初步判斷，并對可能發(fā)生的災(zāi)害做出預(yù)判，從而指導(dǎo)防治水工作的進(jìn)行。c)在線填報(bào)功能表單單一問題的解決。地質(zhì)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)有其特殊性，在線填報(bào)功能應(yīng)該設(shè)置簡單、易于操作的表單功能，方便多種表單、多種內(nèi)容臨時(shí)填報(bào)。d)礦圖下載目錄需簡化。礦圖上傳以后需要下載使用，各生產(chǎn)礦井上傳圖紙資料后，沒有一定的數(shù)據(jù)規(guī)整，只是按上傳時(shí)間將礦圖列在表單中[7]。針對這個(gè)問題，可以添加Excel表單，表單內(nèi)容為各礦井名稱和圖紙類型，超鏈接到圖紙。e)分礦井對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本系統(tǒng)也是管理系統(tǒng)，圖紙資料、數(shù)據(jù)是否已上傳，哪些數(shù)據(jù)已上傳，還需要上傳哪些數(shù)據(jù)，應(yīng)該做出統(tǒng)計(jì)，及時(shí)提醒各生產(chǎn)單位補(bǔ)充。
5結(jié)語
系統(tǒng)很好地解決了地測圖紙、地測數(shù)據(jù)統(tǒng)一方面存在的問題，將各礦井的數(shù)據(jù)按分項(xiàng)匯總，但在數(shù)據(jù)的后期處理、分析和其他功能方面還需進(jìn)一步完善。希望系統(tǒng)在未來的升級(jí)中能增加更多的功能，尤其是希望可以結(jié)合各類數(shù)據(jù)對災(zāi)害提出預(yù)警。
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作者：王永飛 單位：山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司