【摘要】隨著數(shù)字化信息技術(shù)的不斷快速發(fā)展，其越來越多的被應(yīng)用到礦山工作的各個方面，這不僅提升了礦山的生產(chǎn)效率，而且也有效的服務(wù)于礦山安全生產(chǎn)管理方面。在這種背景下，本文從采掘作業(yè)；運(yùn)輸作業(yè)及綜合管理作業(yè)三個層面著手，分析了的數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)在礦山工作中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】礦山；數(shù)字化系統(tǒng)；技術(shù)；應(yīng)用

一、礦山采掘數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

（一）采掘數(shù)字化系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

一是系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的解決方案。在不改變現(xiàn)有采掘工藝環(huán)境的前提下，進(jìn)行采掘管理系統(tǒng)的開發(fā)，首先要建立切合生產(chǎn)實際的礦量管理數(shù)學(xué)模型，主要是建立礦石損失、貧化數(shù)學(xué)模型和驗收礦量管理及二級礦量管理計算程序。應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)將地質(zhì)信息進(jìn)行編錄，建立礦山地質(zhì)信息庫。在Auto CAD下編錄分層礦塊圖塊，將品級、成份、面積、斷面水平等地質(zhì)信息按圖塊屬性編錄，然后提取屬性于數(shù)據(jù)庫中。二是系統(tǒng)開發(fā)平臺的確定。現(xiàn)在該礦山已經(jīng)組建了大型局域網(wǎng)絡(luò)，各生產(chǎn)車間與管理部門的信息通訊網(wǎng)絡(luò)已基本實現(xiàn)。因此，采集數(shù)據(jù)端應(yīng)用VB6.0開發(fā)礦量管理計算子系統(tǒng)。后臺應(yīng)用Microsoft Access XP數(shù)據(jù)庫管理和存儲數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境可為Windows XP Server +IIS5.0+Microsoft Access XP。

（二）采掘數(shù)字化系統(tǒng)程序設(shè)計

主程序的目的是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將子系統(tǒng)計算的主要采掘數(shù)據(jù)發(fā)布于局域網(wǎng)上，便于采掘生產(chǎn)車間和相關(guān)生產(chǎn)管理部門進(jìn)行輔助決策和生產(chǎn)管理。由于Web不支持dwg格式文件。因此，在子程序端數(shù)據(jù)錄入時要將dwg格式的圖形文件另存為dwf格式文件，并且上傳到服務(wù)器上。服務(wù)器主程序設(shè)計應(yīng)用VBScript程序開發(fā)語言，通過微軟Internet Explorer瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)瀏覽。主程序設(shè)計了如下窗體：其中主要采集數(shù)據(jù)部分完全是手工輸入，對于采掘生產(chǎn)量的管理可以做到日采出礦石量、日采場貯存量等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)動態(tài)管理，但是，由于鏟裝作業(yè)位置不能動態(tài)跟蹤，所以生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)還做不到動態(tài)管理。采用上述管理模式和最小品位線的現(xiàn)場標(biāo)定，使得在驗收礦量管理上，盈虧噸率極小，而且波動較小。在原礦生產(chǎn)質(zhì)量上，礦石損失率和礦石貧化率數(shù)值更為真實可信，而且礦石損失率和貧化率都比以往有所降低。礦區(qū)剝采比和采掘計劃執(zhí)行率指標(biāo)的完成都非常好。本程序設(shè)計的主要目的是實現(xiàn)生產(chǎn)采掘礦量準(zhǔn)動態(tài)管理，使生產(chǎn)作業(yè)者可以實時掌握生產(chǎn)作業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量情況。減少盲目作業(yè)；更主要的是科學(xué)地計算礦石采出質(zhì)量，合理計算礦石損失率、貧化率，真實反映采掘作業(yè)情況。

二、礦山運(yùn)輸數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

（一）數(shù)字化礦山運(yùn)輸系統(tǒng)

數(shù)字化礦山運(yùn)輸系統(tǒng)是結(jié)合信息、通信、電子、控制及管理等技術(shù)運(yùn)用于各種運(yùn)輸軟硬件建設(shè)，以使整體運(yùn)輸運(yùn)輸?shù)臓I運(yùn)管理自動化，或提升運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)與安全性的系統(tǒng)。也就是說通過信息、通信、電子、控制及管理等技術(shù)的應(yīng)用，使礦山運(yùn)輸設(shè)備的管理者可以掌握即時路況，有效地調(diào)派運(yùn)輸工具，也可以通過運(yùn)輸管理策略的運(yùn)用及運(yùn)輸信息的發(fā)布，得以避開危險物與節(jié)省運(yùn)輸時間。運(yùn)輸者也可利用得到的即時信息進(jìn)行運(yùn)輸規(guī)劃，不僅可以改善礦山運(yùn)輸系統(tǒng)使用的環(huán)境，而且也可以減輕運(yùn)輸者使用礦山運(yùn)輸系統(tǒng)的壓力，因此可以提升礦山運(yùn)輸系統(tǒng)營運(yùn)效率外，也可以提升運(yùn)輸設(shè)備安全，減少運(yùn)輸風(fēng)險，改善運(yùn)輸務(wù)品質(zhì)。

（二）系統(tǒng)技術(shù)

目前國內(nèi)外礦山數(shù)字化運(yùn)輸系統(tǒng)采用的無線通訊系統(tǒng)可分為兩大部分：廣域無線通訊與短距通訊。其中，廣域無線電依其傳輸?shù)姆较蛐杂挚蓞^(qū)分為單向通訊系統(tǒng)與雙向通訊系統(tǒng)兩類型；而短距通訊則可區(qū)分為紅外線通訊、微波通訊、藍(lán)牙通訊及無線標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)。

目前一般數(shù)字化運(yùn)輸設(shè)備采用的通訊方式均為廣域無線通訊，包含有如下三個方面內(nèi)容。一是Mobile Data移動數(shù)據(jù)，其是在移動狀況下的使用者終端設(shè)備（又稱移動臺），能夠發(fā)射或接收數(shù)據(jù)資料的服務(wù)，也稱專用移動數(shù)據(jù)系統(tǒng)。移動數(shù)據(jù)采用分封式交換通訊技術(shù)，其傳送速為19.6Kbps。二是USSD（Unstructured Supplementary Services Data），USSD輸入信息時是遞送數(shù)字簡碼，所以在使用USSD服務(wù)時，使用者只需輸入服務(wù)代碼及參數(shù)，USSD輸入時有字?jǐn)?shù)限制，目前傳輸速率達(dá)9.6 kbps。三是Web/Client-Server/Pda平臺。網(wǎng)絡(luò)礦山運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的可行性設(shè)計分為三部分：運(yùn)輸設(shè)備內(nèi)位置接收器，接收自動化回報信息；信息管理系統(tǒng)，連接移動中的運(yùn)輸設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)外、從運(yùn)輸設(shè)備內(nèi)位置接收器去接收設(shè)備的位置；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，提供運(yùn)輸設(shè)備位置、電子地圖影像及運(yùn)輸信息。

（三）系統(tǒng)構(gòu)成

一是動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。為了應(yīng)對臨時運(yùn)輸?shù)男枨笠约翱焖賯鬟f信息，系統(tǒng)借助監(jiān)控中心的監(jiān)視器顯示運(yùn)輸設(shè)備的即時位置。運(yùn)輸設(shè)備調(diào)度者可根據(jù)歷史資料，告知操作者適當(dāng)?shù)穆窂劫Y料，以注意易發(fā)生危險的路段。同時，可監(jiān)控駕駛?cè)说牡∷?、行駛速度及剎車輸設(shè)備等狀況。此外，系統(tǒng)因為可實現(xiàn)安全駕駛及具有保全的功能，也有降低運(yùn)輸設(shè)備損害的效果。

二是行運(yùn)輸設(shè)備管理系統(tǒng)。操作者可輕易確實的準(zhǔn)備行運(yùn)輸設(shè)備日報表。系統(tǒng)紀(jì)錄的平日行運(yùn)輸設(shè)備狀況，可用來作營運(yùn)管理的分析基礎(chǔ)，也可對個別駕駛?cè)诉M(jìn)行其駕駛習(xí)慣與考核時使用。另外，經(jīng)由行駛軌跡的功能，運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行結(jié)果可表示于地圖上，同時輔以營運(yùn)狀況的資料，可分析檢查運(yùn)輸設(shè)備計劃實施的優(yōu)劣。

三是無線移動通訊系統(tǒng)（OmniOne）。OmniOne是數(shù)字無線移動化通訊系統(tǒng)，讓操作者能夠利用OmniOne系統(tǒng)下的移動設(shè)備接收載貨指示、接受或是否決載貨，并發(fā)送出運(yùn)輸狀況更新等信息，借助使用與OminTRACS相同的信息規(guī)格，運(yùn)輸工具能夠整合各系統(tǒng)的信息，形成與運(yùn)輸管理部門的良好溝通。

四是ViaWeb。ViaWeb是基于網(wǎng)絡(luò)礦產(chǎn)資源追蹤服務(wù)，讓運(yùn)輸管理部門以及運(yùn)輸者能夠直接獲知正確持續(xù)性的礦產(chǎn)資源運(yùn)送狀況，ViaWeb能夠展現(xiàn)運(yùn)輸設(shè)備目前的位置以及狀態(tài)，也能提出潛在問題的警告。

三、礦山管理數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

（一）系統(tǒng)構(gòu)成

通過礦山入口網(wǎng)的建置，礦山的運(yùn)作模式，由以往的單人單機(jī)作業(yè)，可演變?yōu)榭赏瑫r支援多人通過區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連線連接至網(wǎng)站，進(jìn)行協(xié)同操作的模式。管理部門作業(yè)電子化后，簡化了紙本文件的備份、保存、倉儲與管理等問題。不管是資源開采，還是資源運(yùn)輸，均須內(nèi)化成礦山適用的資源，才能有效產(chǎn)生作用，并持續(xù)運(yùn)作。

具體的系統(tǒng)包含如下三個方面的構(gòu)成。一是OA作業(yè)系統(tǒng)。這包括如下內(nèi)容：提供員工進(jìn)行溝通、協(xié)調(diào)、合作平臺（如公告欄、行程管理、電子郵件系統(tǒng)、信息分享）的群組軟件；管理24小時收送電子郵件的系統(tǒng)，包含應(yīng)對個人資料保護(hù)法規(guī)定，善盡良善管理人的責(zé)任，于員工寄送郵件時，審核信件內(nèi)容是否含有機(jī)密或個人資料；管理礦山內(nèi)部文件、信息、檔案、訓(xùn)練教材等文件分享平臺；管理內(nèi)部簽核流程，提供跨單位聯(lián)系，及時發(fā)送相關(guān)簽核信息的流程引擎核心輔助系統(tǒng)。二是管理單位相關(guān)系統(tǒng)。這包括如下內(nèi)容：提供礦山內(nèi)、外進(jìn)行規(guī)章修訂、發(fā)布、公告與管理性作業(yè)的系統(tǒng)；管理有形資產(chǎn)、辦公設(shè)備、軟硬件信息產(chǎn)品等固定資產(chǎn)的系統(tǒng)；管理有關(guān)開采及運(yùn)輸作業(yè)的系統(tǒng)；管理有關(guān)來文、發(fā)文等公文收發(fā)與簽核作業(yè)的系統(tǒng)；管理合同文件系統(tǒng)；管理紙本郵務(wù)信件郵遞作業(yè)的系統(tǒng)；管理評量供應(yīng)商服務(wù)能力的系統(tǒng)；管理門禁申請、調(diào)閱門禁相關(guān)紀(jì)錄等的系統(tǒng)；管理申請公務(wù)用品的系統(tǒng)；管理重要資料保管作業(yè)的系統(tǒng)。三是職能單位系統(tǒng)。（1）人事單位相關(guān)系統(tǒng)，包括如下內(nèi)容：提供礦山管理員工例行差勤、薪資管理、考核等作業(yè)的系統(tǒng)；管理與請采購相關(guān)應(yīng)回避的利益相關(guān)者的系統(tǒng)。（2）財務(wù)單位相關(guān)系統(tǒng)，提供礦山管理財務(wù)與會計相關(guān)作業(yè)的系統(tǒng)。（3）業(yè)務(wù)單位相關(guān)系統(tǒng)，提供礦山管理與處理牽涉業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能的需求或問題的系統(tǒng)。（4）系統(tǒng)單位相關(guān)系統(tǒng)，包括：提供礦山管理軟、硬件申請作業(yè)的系統(tǒng)；管理網(wǎng)絡(luò)相關(guān)資源申請的系統(tǒng)。（5）安控單位相關(guān)系統(tǒng)，提供礦山管理例行作業(yè)的系統(tǒng)、表單申請系統(tǒng)。（6）稽核單位相關(guān)系統(tǒng)，提供礦山管理內(nèi)部稽核、外部稽核、自行查核、一般查核、專案查核等攸關(guān)礦山風(fēng)險管控作業(yè)的系統(tǒng)。

（二）系統(tǒng)運(yùn)行保障

礦山綜合管理數(shù)字化系統(tǒng)的運(yùn)行需要配備相應(yīng)的保障措施，具體而言包括如下方面的內(nèi)容。

一是完善的作業(yè)規(guī)劃。管理部門軟件的服務(wù)對象為礦山所有員工，使用者需求與系統(tǒng)功能項目應(yīng)能于系統(tǒng)引進(jìn)或開發(fā)之前即進(jìn)行完善規(guī)劃。落實使用者需求訪談、雛型系統(tǒng)試用、系統(tǒng)重要里程階段測試驗證作業(yè)，使軟件開發(fā)者與使用者雙方及早建立共識，借助早期的檢核、修正、調(diào)整或強(qiáng)化系統(tǒng)功能，以符合作業(yè)需求，除可避免系統(tǒng)上線后改版或須進(jìn)行功能調(diào)校的不便、困擾與作業(yè)影響外，更有助于專案推展，使管理部門作業(yè)自動化產(chǎn)生預(yù)期功效，而非造成額外的負(fù)擔(dān)。在各使用單位日常作業(yè)日益仰賴與倚重系統(tǒng)功能與服務(wù)下，如何持續(xù)滿足各使用單位個別不同的需求、強(qiáng)化管理部門軟件系統(tǒng)功能、建置有益內(nèi)部溝通、協(xié)同合作與信息分享的共同平臺，是系統(tǒng)上線后有待努力與強(qiáng)化的作業(yè)。另外，需要遵循相應(yīng)法規(guī)。管理部門軟件因使用單位、業(yè)務(wù)專屬性等的不同致需求各異，但不論需求如何，礦山基本須遵循的法規(guī)或權(quán)責(zé)單位的個別需求是不容疏忽的，應(yīng)予納入妥為規(guī)劃；而較復(fù)雜的系統(tǒng)在精簡人事原則下，不易由礦山內(nèi)的編制人員進(jìn)行開發(fā)，故大多采購現(xiàn)成的產(chǎn)品，再根據(jù)使用單位需求予以客制化，完成改版后供其使用，因此，使用單位對相關(guān)遵循的法規(guī)及系統(tǒng)運(yùn)作，須有深入的了解及管控。

二是確保持續(xù)作業(yè)。對大型礦山而言，提供員工可以24小時作業(yè)的辦公環(huán)境，如員工通過網(wǎng)絡(luò)連線至礦山管理部門系統(tǒng)，進(jìn)行收發(fā)信件、執(zhí)行相關(guān)作業(yè)、快速回應(yīng)施工需求等，已漸成常態(tài)，且為必然趨勢，如何持續(xù)檢視系統(tǒng)環(huán)境以確保系統(tǒng)執(zhí)行時的安全與穩(wěn)定，或是以現(xiàn)有硬件虛擬化技術(shù)協(xié)助強(qiáng)化與建置完善的同地備份或異地備援機(jī)制，以求持續(xù)不斷改善作業(yè)環(huán)境，也屬永不停歇的重點(diǎn)工作。

三是硬件虛擬化必須要很好的達(dá)到。由于管理部門軟件已成礦山日常運(yùn)作不可或缺的一環(huán)，通過已成熟的虛擬化技術(shù)與產(chǎn)品，將管理部門軟件自實體設(shè)備轉(zhuǎn)移至虛擬化環(huán)境運(yùn)行，不僅可提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性與可用性，也能降低系統(tǒng)毀損無法運(yùn)作的風(fēng)險，以及提高系統(tǒng)備份還原或備援作業(yè)的便利性，同時簡化礦山應(yīng)對災(zāi)變發(fā)生時，須于異地備援中心進(jìn)行備份還原作業(yè)時，所需的人力投入與系統(tǒng)復(fù)原時間。另外，還需要關(guān)注協(xié)同辦公軟件的開發(fā)與應(yīng)用。利用協(xié)同辦公軟件可通過及時、群組分享的平臺，提供群組成員共享信息，簡化溝通時間、促進(jìn)成員間的知識分享與腦力激蕩，激發(fā)新的思維與解決方案，更快速、更有效地完成工作。協(xié)同辦公軟件，或稱群組軟件，是幫助群組使用者間相互通訊與協(xié)調(diào)活動的軟件，有助于礦山管理數(shù)字化系統(tǒng)的整合。

四、小結(jié)

總體而言，數(shù)字化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用是未來礦山作業(yè)的大勢所趨。這種應(yīng)用要想順利實現(xiàn)，除了要在軟硬件設(shè)計方面給予足夠的人力、物力、財力的支持外，還需要從制度與組織設(shè)計層面來為數(shù)字化技術(shù)的落實應(yīng)用提供保障，從而確保整個數(shù)字化系統(tǒng)能夠得到最廣泛的認(rèn)識與了解，推動器高效率的應(yīng)用。

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