数字矿山技术

决策支持模型与方法决策支持系统监控系统井下挪动目的定位调度系统第四讲决策支持、监控与调度数字矿山构造与功能数字矿山构造与功能工程决策支持模型工程表征模型：矿岩空间和属性的三维和二维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实模型等例如：矿床建模技术、地矿工程三维可视化及虚拟现实技术〔第五周〕决策支持模型与方法工程仿真模型：工艺流程模拟、围岩力场计算、水文地质仿真、井下气流分析例如：井下围岩力场仿真及可视化技术与系统〔FLAC、ANSYS〕〔第六周〕决策支持模型与方法规划设计模型：计算机辅助设计CAD，把优化处理方案转化为工程实施根据例如：AutoCAD、SURPAC、Datamine本课程实验部分及其他课程决策支持模型与方法管理决策支持模型执行与控制：监测与控制、定位、远程操作、自动调度、MES运营管理：MIS+ERP〔人财物〕、调度战略决策：运用DSS，经过信息加工，进展分析、预测与辅助决策方法：运筹学、统计学、人工智能决策支持模型与方法决策支持系统〔DSS〕概念决策〔DecisionMaking〕：就是一个经过运用领域知识，控制某些可变量以到达特定目的，从而实现最大成效的方案选择的过程决策基于信息、知识；凭仗各种手段决策支持系统两类信息/知识：可以用数据或符号构造予以表示的称为构造数据〔Structured〕无法用数字或一致构造予以表示的称为非构造〔Non-structured/Unstructured〕、半构造〔Semi-structured〕或不良构造〔Ill-structured〕数据，如文本、图像等决策支持系统早期决策支持系统：经过建立定量数学模型来辅助决策者处理半构造化和构造化的问题先进决策支持系统：利用基于专家系统或人工智能技术的智能决策方法和智能决策支持系统来协助处理非构造化问题例如：EDSS、IDSS、GDSS决策支持系统广义：任何一类信息系统都包括数据处置、规律分析和信息获取功能，具有决策支持作用；也包括定量分析模型或智能分析方法，用以协助处理构造的、半构造的或非构造的问题，可以看作是决策支持系统例如：EDP、MIS、CIMS、ERP、MES、ES、DSS、数字矿山系统决策支持系统决策支持系统架构演化1980年，R.H.Sprague提出了基于两库的DSS框架，包括数据库和模型库管理系统及用户接口后来有人提出了三库〔数据库、模型库、方法库〕构造决策支持系统智能决策支持系统：在DSS三库构造的根底上添加了知识库，构成了四库构造在这种构造中，传统的决策支持模块提供定量分析，而知识库模块那么采用符号推理和方式识别等知识处置技术处置非定量问题决策支持系统先进智能决策支持系统：那么在DSS四库构造的根底上，融入了决策树、粗糙集、定性推理、证据实际、数据挖据〔DataMining〕、多智能体系统〔Multi-AgentSystem〕等方法和技术，添加了机器学习〔MachineLearning〕组成部分决策支持系统智能决策支持系统框架决策支持系统数字矿山决策支持技术网络优化〔CPM〕：井巷掘进工程进度与资源优化离散事件模拟〔DES〕：井工或露天矿运输工艺系统、设备选型与匹配优化概率及随机过程实际：地质勘查及找矿钻孔规划优化模型决策支持系统地质统计学、人工神经网络〔ANN〕和支持向量机〔SVM〕：档次及储量评价图论、动态规划、线性规划：矿山开采方案、配矿和露天矿境界优化模型专家系统、人工神经网络：矿山开辟运输方式选择、采矿方法选择、爆破参数选择、矿岩工程特性分级决策支持系统分形几何〔FractalGeometry〕模型：矿岩破碎、岩体节理及稳定性分析和粉尘运动规律模拟有限元〔FE〕、边境元〔BE〕、离散元〔DE〕、有限差分〔FD/FLAC〕模型及其耦合模型：矿山岩体工程〔巷道围岩和露天边坡〕力场分析决策支持系统系统动力学〔SD〕：矿区可继续开展投入产出〔Input-Output〕：能源规划和矿山企业消费构造分析经济计量〔Econometrics〕：矿产市场及价钱分析能值分析〔EmergyAnalysis〕：矿区循环经济决策支持系统系统构造单元层：根底数据采集网络层：物理网络传输层：数据交换共享平台层：运用系统平台运用层：业务运用/业务功能监控系统及技术单元层功能：实现根底数据采集与监测构件〔测控单元〕：各类传感器，包括环境要素：甲烷、一氧化碳、温度、风速、负压；设备开停、风门开闭、馈电形状；断电仪和开关控制器；现场总线网关、路由器、中继器；以太网网关、交换机监控系统及技术网络层功能：实现系统传输的物理通道构件〔物理网络〕：井下测控网、地面局域网〔LAN〕、地面广域网〔WAN〕监控系统及技术井下测控网：包括现场总线与工业以太网现场总线〔Fieldbus〕：任务面、单体设备、采区〔LonWorks或CAN〕工业以太网〔Ethernet〕：大巷监控系统及技术井下测控网构造监控系统及技术井下测控网构造〔ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl〕监控系统及技术地面局域网构造监控系统及技术地面广域网构造监控系统及技术传输层功能：经过网络协议，实现数据交换和测控，包括传感器——现场总线——工业以太网——OPC〔OLEforProcessControl,OLE-ObjectLinkingandEmbedding〕接口——地面局域网——地面广域网的数据交换和共享监控系统及技术构件〔通讯协议〕：井下测控网：LonTalk、CAN、TCP/IP、RS232、RS485等协议地面局域网：TCP/IP、OPC、XML〔可扩展标志言语，文本与数据传输格式〕、FTP等协议地面广域网：VPN等协议监控系统及技术平台层功能：实现现场总线、OPC接口、数据库管理、业务系统构建/开发等平台支持构件：井下测控网、地面局域网、地面广域网井下测控网：LonWorks神经元芯片、CAN控制器、单片机嵌入式系统等监控系统及技术地面LAN/WAN：数据采集：FTP、OPC、XML等组件操作系统：Widows2003网络效力器数据库管理系统：SQL2000地理信息系统〔GIS〕：WebGIS业务系统构建/开发：VStudio.Net、JAVA监控系统及技术运用层功能：实现系统的业务功能井下测控网：数据采集、通讯、网络节点关联控制、产品互联、组态等运用监控系统及技术地面局域网/广域网：基于Web的GIS系统井上下实时数据采集与通讯系统：采用OPC，实现WebGIS数据采集效力器与煤矿井下工业以太网测控系统的集成多现场总线网络节点互控关联组态系统：经过WebGIS地图可视化组态，实现井下测控单元的关联定义和区域断电控制监控系统及技术平安隐患智能化关联自动测控系统：实现传感器、监测分站与控制设备的关联监测与控制，可以对艰苦事故隐患进展自动跟踪、自动监测、自动报警、事故隐患超限、断电、撤人一体化结合监测监控调度，防止伤亡事故发生监控系统及技术地面实时监测、远程监控、监管系统：实现监测分站、传感器及控制设备位置、监测数据与设备运转形状及控制形状的可视化；采用局域网、广域网、宽带、线、GPRS、CDMA等多种方式访问网络进展监管监控系统及技术自动化实时监测、监控、监管信息管理系统：实时动态监测、监测日报、汇总、模拟量与开关量历史数据查询与分析；一通三防综合信息调度管理、查询、分析、统计、报表功能；深度信息发掘功能、空间地理分析功能，提供决策支持监控系统及技术三维地质丈量系统：地质丈量信息管理、各种数字矿图动态生成、编辑与输出、三维数字矿图建立与显示，煤炭储量计算等瓦斯灾祸综合预测预警系统：基于数字地质和瓦斯地质的煤层瓦斯综合预测、分源预测技术，提供直观的区域分析、专题分析、等直线绘制分析等专题预测结果监控系统及技术自燃发火综合预测预警系统：自燃发火预测分析、火区分布、形状实时监测、采场渗流模拟解算、启封火区灾祸气体爆炸危险性断定等功能特点通风网络解算与测控系统：通风网络解算、优选风机、按需分风、阻力测定计算、主扇性能计算等全面内容监控系统及技术监测联网远程实时数据采集与通讯系统：实现煤矿监测系统大批量实时数据采集和处置，包括通风瓦斯监测监控、瓦斯抽放监测监控、火灾监测监控、供电监测监控和其他消费监测监控数据处置监控系统及技术分级实时监测、远程监控、监管系统：提供权限管理，实现省/市/县/煤矿/监察办事处等分级访问，可以跟踪监测系统超限、报警与断电过程、跟踪隐患调度处置过程监控系统及技术无线手机短信实时报警系统：可以经过手机短信方式将瓦斯超限和主扇停风等艰苦隐患及时发送给煤矿指点和有关监管人员；可以自定义报警内容、接纳人员、报警间隔时间；可以灵敏设置动态跟踪报警方式、接纳权限监控系统及技术煤矿平安采掘跟踪防止越界开采监管系统煤矿平安抢险救灾指挥决策支持系统井下挪动目的位置可视化系统监控系统及技术国外：井下设备自动控制技术比较成熟国内：目前局限于井下人员定位射频识别〔RFID-RadioFrequencyIdentification〕技术：一种非接触式的自动识别技术，是井下人员定位系统的代表性技术井下挪动目的定位射频识别〔RFID〕技术原理：系统包括电子标签、读写器、处置数据设备〔远端计算机〕电子标签/跟踪器/射频卡：可以读写和加密通讯读写器/监测站：收发、控制和接口电路井下挪动目的定位电子标签存有商定格式的电子数据，附着于待识别物体/人员井下读写器按照一定间隔〔100m〕设置，经过天线发送出信号，当挪动目的/标签进入该信号范围时回答识别信息，读写器读取信息并解码后传送至数据处置设备〔远端计算机〕井下挪动目的定位数据处置设备〔远端计算机〕储存跟踪器的最新列表；经过运用者发出的指令，列表可以被看到、查询和编辑；系统数据库比较跟踪器和监测站的数据，可以核对挪动目的的位置和挪动情况等信息井下挪动目的定位跟踪器记录包括跟踪器ID员工号/车辆号/设备ID号姓名最新经过的监测站编号最新阅读的时间员工的岗位/职责

等井下挪动目的定位RFID频率：低频系统任务在100KHz-500KHz中频系统任务在1000KHz-1500KHz，主要适用于识别间隔短、本钱低的运用中高频系统任务频率850MH-950MHz及2.4GHz-6GHz的微波段，适用于识别间隔长，读写数据速率高的场所井下挪动目的定位调度系统地下矿调度系统信集闭〔信号集中闭塞〕系统经过调度室内的信号测控设备，实时监视列车运转现状，支配道岔，开放信号机，自动实现敌对进路的锁闭，不允许敌对信号同时开放，保证列车平安运转，减少分叉点及搬道岔的人员，提高机车运输效率调度系统室内设备控制台：控制列车、道岔、信号机显示表示屏：监视进路的开通与解锁、区段的占用与解锁主机柜：可编程序控制器〔PLC〕接口柜：室外设备信号与PLC接口电源柜：提供系统所需的各等级电压调度系统室外设备信号机：指示司机行车方向或停车等待电动转辙机：支配道岔列车传感器：采集列车运动位置及列车编号等信息

调度系统露天矿调度系统调度室及中央计算机系统：经过无线通讯系统，收发、储存、处置各种数据车载计算机系统：安装在电铲、卡车、钻机等设备上，实时采集设备运转及监控信息，传送给中央计算机和设备司机，包括:显示屏、触摸屏、调制解调器等调度系统GPS定位或者信标定位系统：跟踪卡车、钻机、电铲等设备软件系统：调度〔派车〕优化、配矿、钻孔数据处置、设备工况监测与预警、消费统计ThankYouThisistheendofmypresent