地測防治水信息管理系統(tǒng)實踐運用
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摘要：山西焦煤地測防治水工作與時俱進，提前部署實施了地測防治水動態(tài)信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)很好地實現(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)按分項匯總，同時，基于統(tǒng)一的標準化體系和GIS工作平臺，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數(shù)據(jù)的精細化管理問題。
關鍵詞：地測防治水；礦圖管理；數(shù)據(jù)集成；山西焦煤
隨著信息化時代、5G時代的到來，山西焦煤地測防治水工作與時俱進，提前部署實施地測防治水動態(tài)信息系統(tǒng)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)基于統(tǒng)一的標準化體系和GIS工作平臺[1]，很好地實現(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數(shù)據(jù)的精細化管理問題，但也存在部分數(shù)據(jù)關聯(lián)性差，個別系統(tǒng)需要根據(jù)實際工作改進等問題。
1系統(tǒng)建設的背景及工作中存在的問題
山西焦煤集團現(xiàn)有煤礦96座，分布在山西省8個地市30個縣，礦區(qū)面積2375.22km2。為切實加強煤礦安全管理，確保礦井生產(chǎn)安全，提出了建設地測防治水動態(tài)信息系統(tǒng)的初步愿景。山西焦煤集團現(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重點問題。各級地測管理部門之間的空間數(shù)據(jù)支撐能力還需加強，數(shù)據(jù)準確性、現(xiàn)勢性、完整性有待提高，數(shù)據(jù)獲取、更新渠道還應更加順暢[2]。同時，由于原有系統(tǒng)圖形和屬性數(shù)據(jù)分散在單個圖形文件中，缺乏統(tǒng)一標準和組織規(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)提供基礎數(shù)據(jù)服務的職能。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效性低
煤礦各專業(yè)各類圖件本身有大量相同的內容，例如：“井巷”在各類礦圖中都是基礎內容之一，但鑒于傳統(tǒng)單文件的作業(yè)方式，造成各業(yè)務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用
在礦圖管理方面，由于山西焦煤集團下屬礦井分布范圍廣，現(xiàn)有標準規(guī)定和管理平臺無法從更高的層面進行集成管理和深度應用，其他相關業(yè)務系統(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、特定內容的搜索很不方便，且無法隨時隨地使用礦圖。同時，由于礦圖文件存儲格式不統(tǒng)一，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分散在單個圖形文件中，缺乏統(tǒng)一標準和組織規(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，集團公司對下屬礦井的資源信息掌控要求越來越精細，同時從煤礦防災救災的要求出發(fā)，對礦井地理信息的動態(tài)管理和導航越來越精準、及時。結合移動互聯(lián)網(wǎng)技術，開發(fā)山西焦煤資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)勢在必行。建設山西焦煤資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)，基于統(tǒng)一的標準化體系和GIS工作平臺，將各類信息高度集成，解決各部門之間數(shù)據(jù)孤島嚴重、時效性差以及“用圖難、看圖難、管圖難”等問題，實行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺、統(tǒng)一的制圖標準、統(tǒng)一的決策分析，實現(xiàn)信息的高度集成和精細化管理[4]，實現(xiàn)“以圖管礦、以圖管量、以圖避災”，為領導層提供決策支持信息，使應用更加便捷。
2系統(tǒng)功能
2.1總體框架
通過建設基于B/S架構的地測遠程管理信息系統(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、準確地傳輸?shù)蕉壒局行姆掌鬟M行集中管理，各礦井、公司相關領導和部門通過網(wǎng)絡根據(jù)權限的不同進行檢索、查詢、瀏覽，各礦井也可通過系統(tǒng)及時獲得上級部門的反饋信息，從而實現(xiàn)地測信息的網(wǎng)絡化遠程管理。地測遠程管理信息系統(tǒng)結構如圖1所示。
2.2功能
地測遠程管理信息系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能：a)礦上領導、總工、相關生產(chǎn)部門可以基于瀏覽器獲取相關圖形和數(shù)據(jù)，不同的用戶具有不同的權限。礦上領導、總工從圖形和報表數(shù)據(jù)中及時做出準確分析與判斷，一旦發(fā)現(xiàn)問題快速決策，并向生產(chǎn)單位發(fā)出緊急信息。b)對于各礦地質環(huán)境重大隱患，例如斷層、陷落柱等，可網(wǎng)上查詢獲得相應信息，并組織處理。同時，在實際工作中，工作人員可以及時查閱往年的地測數(shù)據(jù)，生成相應的圖表，以便做出更準確的分析預測，并反饋給礦井生產(chǎn)現(xiàn)場。c)實現(xiàn)對采掘工程平面圖、數(shù)據(jù)報表等資料的遠程管理，實現(xiàn)圖形、報表的網(wǎng)上傳輸。用戶通過瀏覽器直接打開圖形進行查看、分析，同時獲取各種地測數(shù)據(jù)，供管理單位查詢和管理，無需人工上報交換圖和其他報表資料[5]。d)公司領導（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時查看公司各礦地測工作運行情況，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，做出相應的決策。e)基于采掘工程平面圖和WebGIS實現(xiàn)動態(tài)信息查詢。地測遠程管理信息系統(tǒng)主要由圖文管理、地測數(shù)據(jù)、在線填報、法律法規(guī)、個人中心五大部分組成。模塊結構如圖2所示。
2.2.1圖文管理一級菜單圖文管理下包括地測圖件、地測文檔、地質工程和礦權管理4個二級菜單目錄。二級菜單目錄地測圖件下包含礦井基本礦圖、礦井測量圖、礦井地質圖、三量管理圖、水文地質圖、其他圖件6個三級目錄。二級菜單目錄地測文檔下包含地質資料、水文資料、測量資料、儲量資料、小窯及沉陷、物探資料6個三級目錄。二級菜單目錄礦權管理下包含施工進展、成果報告2個三級目錄，并能上傳相關信息。
2.2.2地測數(shù)據(jù)一級菜單地測數(shù)據(jù)下包括地質數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)2個二級菜單目錄。二級菜單目錄地質數(shù)據(jù)下包含鉆孔基礎資料、煤層綜合成果、斷層資料3個三級目錄。二級菜單目錄測量數(shù)據(jù)下包含導線成果資料1個三級目錄。
2.2.3在線填報一級菜單在線填報下包含22種需要在線填報的集團臺賬、報表。菜單二級目錄根據(jù)附錄中各表名稱建立，22種臺賬報表需要根據(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限，只顯示相應用戶權限下的內容，而不在權限控制下的組織機構不再顯示。同時，設計“新增”“修改”“刪除”“輸出”4項功能鍵，分別對應增加填報內容、修改填報內容、刪除填報內容、將報表臺賬輸出為Excel格式的功能。
2.2.4法律法規(guī)一級菜單法律法規(guī)下包括國家法規(guī)、省市法規(guī)、公司法規(guī)、公文公告4個二級菜單目錄，可將對應文件上傳到目錄下。
2.2.5個人中心一級菜單個人中心具備智能圖形管理、角色管理、用戶管理、組織機構、系統(tǒng)日志和公文公告等功能。
3資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)
3.1資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)移動平臺
資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)是管理系統(tǒng)的移動版，可以實現(xiàn)大多數(shù)資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)的業(yè)務功能。移動平臺主要采用Android技術、視頻技術、計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、計算機圖形學、GIS技術等，實現(xiàn)基于Android移動設備的隨時隨地瀏覽，支持任意放大縮小，查詢最新的圖形、屬性信息等。
3.2資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)在工作中的應用
集團公司自2016年7月底建設“資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)”，經(jīng)過近半年的設計開發(fā)與一年多的實施應用，實現(xiàn)了集團、子分公司、下屬礦井基于統(tǒng)一的地理信息系統(tǒng)LRGIS平臺的資源信息管理規(guī)范化、信息化，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：a)規(guī)范了基礎地理信息（地形、工業(yè)廣場建筑、地層巷道、工作面、斷層、致災因素等）的分類、編碼、存儲格式和共享標準，編制基礎地理信息平臺建設標準，統(tǒng)一基礎地理信息平臺結構，規(guī)范集團下屬各礦使用地理信息系統(tǒng)；b)實現(xiàn)集團下屬各礦井地測、水文、儲量等專業(yè)部門的數(shù)據(jù)更新，搭建三級聯(lián)動更新的基礎地理數(shù)據(jù)維護平臺和數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，建設開放的資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)基于統(tǒng)一地理信息系統(tǒng)平臺的全集團空間數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)集團下屬生產(chǎn)礦井相關地測圖件的集中、統(tǒng)一可視化展示，實現(xiàn)所屬礦井、各井口、瓦斯抽采站關鍵位置導航等功能；c)實現(xiàn)基礎地理數(shù)據(jù)的標準化處理、入庫、管理維護，將下屬各礦最新的“采掘工程平面圖”“充水性圖”“儲量計算圖”“井上下對照圖”等地測圖件進行數(shù)字化處理，建立“一張圖”數(shù)據(jù)庫，將地理空間相關的其他應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)也逐步納入到資源信息智能動態(tài)管理系統(tǒng)的管理體系中；d)地測遠程管理信息系統(tǒng)，對地質、測量、水文、儲量圖紙、數(shù)據(jù)、文檔和臺賬實行一體化管理，使公司管理層、技術業(yè)務層可以隨時隨地通過Internet了解、查詢、分析礦井動態(tài)地測信息[6]；e)移動端地理信息系統(tǒng)（GIS）可通過手機端（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實時更新問題山西焦煤現(xiàn)有生產(chǎn)基建礦井61座，地質圖件種類、測量、水文等數(shù)據(jù)量大，采掘面基本每天都會有進尺，如果每月只更新一次圖紙資料，不能使集團領導充分了解礦井采掘情況，無法預測、判斷具體的工作并做出決策。
3.3.2無數(shù)據(jù)分析災害預警功能礦井隱蔽地質災害頻發(fā)，采空水、奧灰水、太灰水、地表水等是礦井防治的重點，按照防治水“物探先行，鉆探驗證，化探跟進”的原則，本系統(tǒng)并不能合理分析物探、鉆探、化探數(shù)據(jù)，并提示災害情況。
3.3.3在線填報功能表單單一在實際工作中，需要統(tǒng)計多種臨時性數(shù)據(jù)資料，比如采掘開進尺、“四量”、地質預報、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，無法及時準確收集需要的數(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，只是按上傳時間將礦圖列在表單中。
3.3.5沒有分礦井統(tǒng)計各類數(shù)據(jù)各礦井上傳圖紙、儲量、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，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)實時更新問題。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，使集團領導及相關部室能夠準確了解礦井采掘情況，預測、判斷工作中存在的問題，并提出決策。b)解決數(shù)據(jù)分析、災害預警方面的問題。自動化的目的就是為了預警可能發(fā)生的災害，及時做出判斷。以往各類準確的地質數(shù)據(jù)應該能夠幫助系統(tǒng)程序做出初步判斷，并對可能發(fā)生的災害做出預判，從而指導防治水工作的進行。c)在線填報功能表單單一問題的解決。地質應用系統(tǒng)的開發(fā)有其特殊性，在線填報功能應該設置簡單、易于操作的表單功能，方便多種表單、多種內容臨時填報。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，只是按上傳時間將礦圖列在表單中[7]。針對這個問題，可以添加Excel表單，表單內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)進行統(tǒng)計。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)，應該做出統(tǒng)計，及時提醒各生產(chǎn)單位補充。
5結語
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一步完善。希望系統(tǒng)在未來的升級中能增加更多的功能，尤其是希望可以結合各類數(shù)據(jù)對災害提出預警。
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作者：王永飛 單位：山西焦煤集團有限責任公司