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“GIS一張圖”礦井信息管理平台
“GIS一張圖”礦井信息管理平台
詳細說明


一、系統概述


按照全國安全生産信息化“一盤棋”、“一張網”、“一張圖”、“一張表”的總體目標要求 ,結合各省煤礦特點 ,建設省級高危行業(煤礦)風險預警與防控系統 ,本平台基于煤礦“一張圖”的管理理念 ,梳理智慧煤礦標准規範體系 ,采用最新的空間信息、雲計算、大數據、移動互聯網等技術 ,研發煤礦安全生産GIS一張圖、雲服務平台、新型安全管理體系及大數據分析平台 ,爲智能化安全生産管理平台提供空間數據和業務數據的集成與應用服務 ,實現煤礦協同調度、集中管控及科學決策 ,提高防災救災能力和安全管理水平  。


二、系統建設目標


(1)風險研判“智能化”

研究煤礦在自然災害、企業管理水平、人員構成素質、設備運行狀態等方面的致災因素和指標 ,建立煤礦安全風險預警評價指標體系和智能風險分析模型 ,利用人工智能和機器學習 ,不斷積累優化模型知識庫 ,對煤礦風險進行叠代和推理 ,針對不同特點煤礦構建自適應的煤礦風險預警分析模型 ,提升煤礦風險模型化自動評估預警的准確性 ,突出風險點和高風險煤礦 ,可爲煤礦提供風險管控治理建議 ,爲制定執法計劃提供參考 ,提升監察執法效率和針對性  。

(2)應用系統“平台化”

基于統一架構、統一標准、統一認證和統一運維體系 ,建成面向省、市、縣各級煤礦安全監管機構 ,省級煤礦安全監察局及其分局和煤礦企業的多級風險分析預警與防控平台 ,實現數據采集分析和業務協同管理  。

(3)數據交互“標准化”

遵照國家及煤炭行業相關標准、國家安全監管總局《煤礦安全生産在線監測聯網備查系統通用技術要求和數據采集標准(試行)》、省級安全生産綜合信息平台(一省一平台)數據交互接口規範等相關要求 ,實現煤礦數據采集交互標准化及平台信息的有效共享  。


二、系統框架


“智能化安全生産管理平台”作爲一個以業務爲中心的系統框架 ,使得生産業務及管理部門“看得到、管得著、控得住” ,提升各部門間的橫向整合以及各級管理部門間的縱向集成  。總體架構設計有三層重要含義:

(1)整體和全局:總體設計的首要視角是要跳出局部環境的束縛和影響 ,站在全局互聯和全網通用的整體高度和全局視野 ,去分析決定生産運營統一管理的問題  。

(2)業務:總體設計的重點是業務 ,以安全生産管理的核心業務流爲主線 ,收集、整理與描述業務需求並按層次呈現 ,以數據形式保存 ,同時分析應用系統的業務可行性  。從業務出發分析設計信息系統的內外部要素和相互關系 ,確保工作流程、信息系統、數據以及相應技術之間深度融合  。

(3)效益:智能化安全生産管理平台建設需要達成優化安全生産業務部門工作流程、應用“一張圖”協同、透明化礦山等新技術提高瓦斯治理和應急響應能力 ,促進職能變革、提高業務效率、推動體制創新的目標 ,最終提升企業效益  。

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三、GIS圖形協同功能


(1)“一張圖”數據集成

礦井全息“一張圖”將綜合自動化、監測監控、各專業業務管理等數據和信息 ,以空間位置爲橋梁進行綜合集成和融合 ,並以“一張圖”的方式進行綜合展示和分析 ,爲礦井安全生産提供可視化查詢、統計、分析和決策工具  。

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(2)“一張圖”圖紙管理

系統將礦井所有圖紙以圖層爲單位進行存儲 ,實現地質、測量、通風、機電、采掘、技術等礦井各專業信息統一管理和動態更新 ,使得各部門能夠實時、動態、全面地獲取到礦井其他各科室部門的最新相關信息  。“一張圖”管理功能按照地測防治水、生産技術、一通三防、機電運輸和監測監控對全礦井圖紙進行浏覽和查看 ,每個專業分爲若幹種圖紙 ,每種圖紙又由不同圖層組成 ,圖層具有開關功能  。

(3)智能檢索與分析

基于GIS一張圖的綜合集成、展示與管控是將各子系統的設備及數據統一集成到GIS一張圖上 ,方便用戶實時掌控全礦的安全監控、人員、設備等位置及監測數據  。提供一張圖的綜合展示、智能搜索與空間分析以及實時數據的專題圖分析等功能  ;凇耙粡垐D”的綜合展示是基于GIS一張圖通過圖層控制的方式展示各類監測傳感數據 ,提供實時數據展示、聚合展示、穿透查詢等功能  。

   ① 智能搜索

智能搜索提供模糊搜索、精確搜索等多種搜索方式 ,對融合子系統內的設備傳感器、人員目標、視頻、廣播等人和設備提供模糊搜索功能 ,並以列表和地圖展示相結合的方式進行信息展示和空間定位 ,方便用戶從搜索結果中快速地選擇出搜索對象  。

   ② 空间统计查询

空間統計查詢爲用戶提供在GIS圖上選擇多邊形、長方形、圓形等區域任意繪制功能 ,並自動統計出該區域的設備數量、設備狀態、實時值、實時圖像、人員數量等 ,爲用戶提供基于空間範圍的搜索、查詢與統計功能  。

   ③ 标注与测量工具

標注是在GIS一張圖上爲用戶提供點、線、區域的任意標注功能 ,特別是安全風險點、隱患點等重點位置添加標記  。   

測量工具是GIS“一張圖”爲用戶提供的距離測量、面積測量、方位測量等測量工具  。方便用戶在實際的CAD圖上能夠精確測量 ,爲業務應用提供輔助工具  。

   ④ 热力图

熱力圖根據某一監測參數的所有實時值根據坐標位置和監測值動態生成熱力聚合圖和相關圖例 ,通過熱力監測圖可實時掌握監測參數的實時分布情況 ,方便用戶掌握礦井整體監測數據分布 ,爲安全生産提供依據  。如人員分布熱力圖、CH4濃度分布熱力圖等  。

(4)綜合“一張圖

綜合“一張圖”功能是“一張圖”的全面應用 ,包括工作面、安全狀況、自動化、機電設備、安全監測、人員定位和工業視頻等方面  。

  ① 工作面

列表顯示所有回采和掘進工作面 ,任何一個工作面都可以定位其在圖形上的位置  。

對于回采工作面 ,可以通過點擊列表或者圖形查詢其詳細信息 ,包括基本信息、生産狀況、安全狀況、區域聯動、機電設備、智能開采、月度回采、技術資料和應急處置  。

回采工作面基本信息

可以通過回采工作面基本信息查看工作面名稱、設計長度、工作面長度、采高、煤層視密度、可采儲量、采煤工藝和采深等信息  。

回采工作面生産狀況

生産狀況包括生産實況、進度情況和産量趨勢等信息  。

回采工作面安全狀況

安全狀況包括工作面相關的風險、隱患和三違信息  。

回采工作面區域聯動

區域聯動可以獲取工作面周邊給定距離範圍內的應急廣播、調度通信、周邊測點、周邊視頻等資源的分布情況  。點擊每一個資源都可以定位其在圖上的位置 ,並且可以對其操作  。例如 ,點擊視頻可以獲取實時視頻圖像  。

回采工作面機電設備

回采工作面機電設備可以查询工作面区域范围内的所有机电设备 ,并且可以在图上定位每一台机电设备的位置  。

對于每一台機電設備 ,可以通過點擊列表或者鼠標單擊圖上的設備查看設備的具體信息 ,包括基本信息、全生命周期和技術資料  。其中基本信息包括廠家、領用人、使用單位、領用時間、使用地點、型號、設備名稱、單位、編號、出廠日期、出廠編號、防爆證號、煤安證號、電壓等級、資産類型和狀態  。

回采工作面技術資料

查看工作面相關的技術資料 ,包括文檔和圖形圖像 ,均可以直接點擊浏覽  。

回采工作面應急處置

可以查看應急值班、人員情況、視頻監控、易發事故 ,對于突發事故 ,可以一鍵啓動應急 ,進行事故處置  。

  ②安全状况

列出所有隱患、三違和風險情況 ,並可以定位其在圖上的位置  。

  ③自动化

對自動化子系統進行集成 ,對于每一個子系統 ,可以展示其基本信息、部件信息、實時監測、能耗分析、健康狀況、檢修計劃和技術資料  。

  ④机电设备

列出礦井所有機電設備 ,並可以在圖上定位每一台設備  。對于每一台設備 ,可查看其基本信息、全生命周期和技術資料  。其中基本信息包括廠家、領用人、使用單位、領用時間、使用地點、型號、設備名稱、單位、編號、出廠日期、出廠編號、防爆證號、煤安證號、電壓等級、資産類型和狀態  。

  ⑤安全監測

列出安全監控系統所有傳感器 ,並可以在圖上定位其位置  。對于每一個傳感器 ,可查看其基本信息、實時曲線、曆史報警和區域聯動  。

  ⑥人員定位

列出人員定位系統的所有基站 ,并可以在图上定位其位置  。对于每一个基站 ,可查看其基本信息、人员信息、超时人员和区域联动  。

  ⑦工业视频

列出所有視頻信息 ,並可以在圖上定位其位置  。對于每一個視頻 ,可查看其實時圖像  。

  ⑧融合聯動

系統可實現聯動顯示和操作  。

(5)地測“一張圖

地測“一張圖”包括水文監測、鑽孔、斷層、突水點、觀測站、積水區和鑽場等對象的分布和信息查詢  。

(6)生産“一張圖

生産“一張圖”包括回采工作面、掘進工作面、采空區和巷道等對象的分布和信息查詢  。

(7)通防“一張圖”

通防“一张图”包括通风机、风门、密闭、挡火墙、安全監測等对象的分布和信息查询  。

(8)機電“一張圖”

機電“一張圖”包括機電設備和大型設備等對象的分布和信息查詢  。

(9)安全“一張圖”

安全“一張圖”包括風險、隱患、三違、安全巡檢等功能  。

(10)應急“一張圖”

應急“一張圖”包括應急值守、重點區域、避難硐室、應急廣播、應急通訊和曆史事故等功能  。

(11)監測“一張圖”

监测“一张图”包括安全監測、人員定位、工业视频、水文监测、应急广播和调度通信等功能 ,对监测类子系統进行综合集成和展示  。


三、風險預警功能


煤礦安全生産風險預警與防控系統利用物聯網、雲技術、大數據等信息技術對各類風險因素進行挖掘、層級鑽取、機器學習及數據分析 ,實現安全生産風險指標體系和風險分析模型的動態調整 ,追溯安全生産事故致因的人、物、環境和管理環節 ,及時有效地監督檢查人的不安全行爲、物的不安全狀態、災害的突發性、設備的缺陷和管理的薄弱環節 ,爲實現對事故的超前預防以及開展應急救援提供可靠的依據  。

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煤礦風險預警功能是以流式處理、時序存儲以及知識圖譜分析爲技術基礎 ,基于GIS“一張圖”技術 ,將各類數據進行可視化關聯展現 ,展現形式主要有:圖表展示;多維鑽取展示;專題圖分析展示;風險預警結果展示  。煤礦安全風險預警信息展現內容如下:

(1)重大災害預警模塊:瓦斯突出事故在線分析預警功能、沖擊地壓事故分析預警功能、頂板位移分析預警功能、水害分析預警功能、火災分析預警功能、重大設備故障分析預警功能  。

(2)安全風險分級模塊:將煤礦區域安全風險預警模型的預測結果 ,采用梯度級別 ,將煤礦區域安全風險等級用紅、橙、黃、藍四級在地圖上直觀展現出來  。

(3)煤礦基礎信息:煤礦位置、生産狀態、瓦斯等級、水文地質條件、設計産能、經濟屬性、主要災害分布情況、證照信息、從業人員信息等  。

(4)煤礦在線監測監控統計信息:煤礦傳感器數量分布、煤礦曆史報警次數統計信息、煤礦人員下井次數統計、煤礦帶班領導下井次數統計等信息  。

(5)煤礦在線巡察結果信息:可以對煤礦風險預警平台煤礦端聯網巡察過程中發現的各系統的報警信息、人員違規違章作業行爲信息進行展現  。

(6)煤礦安全管理信息:煤礦事故分布、煤礦事故分類統計信息、煤礦事故人員傷亡信息;煤礦隱患分布、煤礦隱患分類統計信息、煤礦隱患整改信息;煤礦應急救援物資分布、煤礦搶險救援隊伍分布、煤礦救援專家分布等  。


四、綜合調度指揮功能


    (1)矿山大数据分析

大數據分析功能提供一站式大數據智能分析能力 ,實現海量數據的有效存儲與計算 ,將結構化、半結構化與非結構化數據進行穩定、高效、安全地存儲 ,並統一提供計算與分析資源  。能夠快速構建海量數據信息處理系統 ,爲挖掘數據價值提供堅實基礎 ,針對煤礦現有礦區及煤礦業務特點 ,從智慧安監應用(人、機、環風險識別、報警及預警)、生産輔助系統應用(設備維護、故障溯源、故障預測等)以及生産管理(人員、資産、財務等)三個層次展開  。通過對海量信息數據實時與非實時的分析 ,發現全新價值點 ,實現更多業務創新  。

在分析和可視化的層面 ,系統具備完備的通用算法、行業算法及模型庫 ,具備模塊化、組件化能力 ,能夠輔助業務人員利用各類分析工具進行深層次的數據分析與挖掘工作 ,系統具備豐富的可視化方案能夠滿足各類數據的可視化分析及展示功能  。

(2)礦山綜合調度功能

融合通信與智能調度是集煤礦井上下、通信設施(有線、無線)、通信終端(固定電話、語音廣播、移動終端)、人員等信息一體化管理 ,基于煤礦“一張圖”實現井上下調度的可視化管理  ;谏b調度的業務流程梳理 ,實現井上下多要素全流程的集中協同、優化控制、智慧運行的智能調度系統  。

   ① 移动调度与指挥

智能調度系統已不僅局限在調度台的統一調度 ,基于管控平台的智能調度可基于手機、PAD等移動終端實現對井下生産的移動調度  。

   ② 语音识别呼叫

智能調度在傳統的撥號通信的基礎上 ,引入語音自動識別的機器學習技術 ,實現語音文字自動識別 ,實現語音呼叫功能  。

   ③ 一键群呼

能夠一鍵按鈕實現與分組下的人員、固定設備的一鍵群呼功能  。

   ④ 精准定位与通信

基于一張圖的位置服務 ,將固定設備、移動設備等基于GIS地圖展現 ,實現調度系統的精准呼叫與可視化呼叫  。

(3)應急調度指揮

   ① 避灾路线动态规划

依據報警級別 ,利用GIS空間分析功能 ,基于“一張圖”動態展示井下人員的避災路線 ,通過語音廣播的方式人員撤離應急指揮  。同時將避災路線推送至相應人員的智能移動終端 ,爲井下人員提供避災撤離線路  。

   ② 应急调度指挥

根據報警類型、級別 ,能夠基于“一張圖”的可視化實施應急調度與指揮  。具體功能:

   資源調度:能夠基于GIS“一張圖” ,對井上下人、設備、物資等救援資源的快速、統一調度  。

   通信調度:基于融合通信與調度系統實現對井下生産的實時通信與調度指揮  。

   實時監控:基于礦井“一張圖”平台 ,自動監測報警區域或危險區域內人員撤離數據、設備運行數據、風流數據、環境監測數據等 ,以便快速調度與決策  。

   群組呼叫:能夠通過應急預案 ,快速進行群組呼叫  。


四、安全生産協同管理功能


(1)煤礦安全風險分級管控信息系統

系統具備對企業安全風險進行辨識、評估、分級、確定風險清單、落實管控責任人、管控措施的功能;

系統具備風險四色圖(GIS)、比較圖自動生成功能 ,明確風險分布;

系統具备对安全风险进行分区域、分系統、分专业管控;

系統具備安全風險分級管控清單和重大風險清單 ,支持在移動終端隨時進行查看 ,並支持向監管單位上報數據  。

(2)煤矿隐患排查管理信息系統

系統具备对煤矿隐患登记、评级、治理、复查、销号、挂牌督办等全过程记录和闭环管理;

系統具備隱患逾期報警功能;

系統具備自動生成隱患台帳功能;

系統具備隱患按等級、來源、治理情況可視化分析功能;支持在移动终端随时进行查看和审批操作 ,並支持向監管單位上報數據  。

(3)煤矿安全质量标准化管理信息系統

系統具備質量標准化自定義評分功能 ,评分结果能够直接对接风险分级管控系統和隐患排查系統 ,构建风险分级管控 ,隐患排查治理和安全质量达标“三位一体”的煤矿安全生产标准化体系  。

(4)煤矿应急救援指挥管理信息系統

系統能够实现应急预案、应急机构组成及职能、专家和队伍通讯录、知识库、应急演练方案及记录、重要物资簿册、避灾路线等文档和数据的管理维护功能  。

系統能够在煤矿发生事故时 ,弹出相关报警信息 ,并同时显示事故区域环境和人员情况 ,启动应急预案 ,按照预案弹出应急机构、专家和队伍通讯录 ,避灾路线图 ,并方便地调出相关各类图纸资料 ,同时集成各类通信手段(调度电话、工业视频、短信和记录工具等) ,为应急救援提供支持 ,满足应急救援指挥的需要  。

系統具备救援过程的记录功能 ,提供输入界面 ,录入救援时间、地点、人员、物资、过程、结果等情况 ,并存储  。

系統具备查詢檢索功能 ,對救援方案、人員、物資、救援記錄等進行查詢訪問  。

系統具备統計分析、報表輸出功能  。

(5)煤矿风险预警与防控系統

系統提供诊断工具 ,基于煤矿各类动态监测监控数据和静态管理类、生产统计类数据 ,计算评估分析煤矿风险指数 ,智能化研判分析煤矿风险致灾因素 ,提高煤矿企业风险防控与处置能力 ,辅助煤矿企业执法部门精准执法  。

系統具備指標模型體系管理功能 ,可根據煤礦固有屬性 ,例如瓦斯等級、水文地質類型等智能匹配相應的指標模型體系 ,用于煤礦風險指數分析和提供智能化研判處置建議  。

系統具備風險指數分析功能 ,可基于煤礦指標模型體系及采集的各類指標數據分析計算煤礦風險指數  。

系統具備在線巡查功能 ,提供實時在線巡查工具 ,分析煤礦當前風險情況  。

系統具備風險研判功能 ,可基于各類法律法規、行業規定等建立風險研判和處置建議專家庫 ,針對煤礦風險提供智能化研判和處置建議  。

系統具備風險閉環管理功能 ,可基于煤礦風險分析結果 ,進行風險處置指派 ,處置措施和原因填報 ,實現風險閉環管理  。

(6)煤矿信息化综合监控系統

系統集成煤矿安全监控系統、煤矿井下作业人员管理系統、煤炭产量远程监测系統、煤矿图像监视系統、煤炭产量远程监测系統、应急广播、煤矿水文监测系統等在线监测系統;

系統集成主要通风机监控系統、空压机监控系統、井下排水监控系統、瓦斯抽放监控系統等综合自动化系統  。

(7)煤矿安全风险智能感知系統

系統利用视频模式识别和智能分析技术 ,动态感知煤矿企业重点场所、关键部位、特殊岗位的安全隐患 ,对人员违规违章行为、设备设施安全隐患等自动形成告警信息和定量信息  。

系統具备人员违规违章行为识别 ,比如未戴安全帽、追赶候车、巡检不到位、值守缺岗等;

系統具備設備不安全狀態的識別 ,比如皮帶跑偏、堆煤等;

系統提供雲邊端技術架構 ,雲端負責圖像的標注、模型的訓練、模型的下發 ,邊測或端側實現圖像的實時推理  。

(8)煤矿安全监管执法与决策支持系統

系統具备实现煤矿安全监控、井下人员位置监测以及产量监测系統的同一平台数据采集和上传  。

系統具备采集煤矿安全生产监控系統数据 ,并具有上传联网数据格式的检查和核对功能  。

系統具备GIS圖模式監控功能  。

系統具备綜合報警監測功能  。

系統具备報警處置、上報功能  。

系統具备安全監控、人員位置、煤炭産量數據關聯分析功能  。

系統具备傳感器數據曲線分析功能  。

系統具备報表統計打印功能  。

系統具备專用的可視化交互終端 ,實現與上級監管部門之間的可視化交互  。

(9)煤矿防治水管理信息系統

系統具备与地测空间管理信息系統共享数据功能  。

系統具有矿井地层、构造、顶底板、含水层、含水体、老空水的分析、计算、显示功能  。

系統具有水害预测预报和水情水害协同会诊功能 ,实现水文地质数据、水文监测数据和水害分析、预警、决策支持、应急救援等一体化管理  。

(10)煤矿调度管理信息系統

系統满足煤矿调度业务需求 ,包括实现煤矿当日/月/年产量、进尺、外运销售、装车、库存、煤矿事故、重点工作、业务保安、会议记录、值班跟班等管理功能  。

系統具备数据录入、修改、统计汇总、上报功能  。

系統具备现煤矿安全生产信息查询功能  。

系統具备数据统计分析、报表输出管理功能  。

(11)煤矿地测空间管理信息系統

系統具备地质(包括瓦斯地质)、测量、资源储量(四量)数据的一体化管理功能  。

系統具备全自動、半自動、交互式圖形處理功能  。

系統具备储量计算等数值计算功能  。

系統具备自动生成地质模型和煤层顶底板等高线功能  。

系統具备采掘工程平面图的存储和展示应符合GIS拓扑数据结构的需求 ,为专题空间分析提供具有拓扑关系的数据  。

(12)煤矿生产技术综合管理信息系統

系統具备生产技术资料数字档案、数字化图纸、煤质、机电设备、作业规程、操作规程等信息管理功能  。

(13)煤矿设备管理信息系統

系統具备设备资产及技术管理功能:设备选型、采购、安装、使用状态、技术状态、维护保养等信息管理  。

系統具备設備文檔管理功能:設備相關檔案的登錄、整理存管等信息管理  。

系統具备設備使用及運行管理功能:設備使用、運行狀況 ,設備缺陷及故障、事故處理、分析管理等信息管理  。

系統具备預防性維修管理功能:維修計劃排程、維修成本核算等  。

系統具备備品、備件管理功能:建立備件台帳 ,編制備件計劃、處理備件日常庫存事務等  。

系統具备統計報表功能:查詢、統計各類信息 ,包括設備的三率(使用率、完好率、故障率)報表、設備維修成本報表、設備狀態報表、設備履曆報表、備件庫存周轉率、供應商分析報表等  。

(14)煤矿能耗监测管理信息系統

系統具备煤礦電力、煤炭、燃油、燃氣、水等能源或資源消耗的計量、統計、監測、分析等信息管理功能  。

系統具备網絡采集數據、節能評估和節能措施的管理功能  。





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