史密斯

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

基于3DGIS技術(shù)可將井下管線三維可視化，集成到對(duì)井下空間、地下管線的管理，實(shí)現(xiàn)地上、地下一體化管理。通過二維數(shù)據(jù)的參數(shù)化進(jìn)行三維模型的驅(qū)動(dòng)生成，有利于井下生產(chǎn)設(shè)施的快速響應(yīng)[1]。

1 系統(tǒng)建設(shè)目的

對(duì)井下管線進(jìn)行全面實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)三維智能化管理目標(biāo)，為后期礦山規(guī)劃提供指導(dǎo)，同時(shí)可作為智慧礦山的基本結(jié)構(gòu)。主要目的：①構(gòu)建智能化、信息化的地下管線綜合管理平臺(tái)；②科學(xué)規(guī)劃地下管線綜合布局，合理利用地下空間資源；③保障礦企生產(chǎn)安全，提高生命線系統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)能力；④指導(dǎo)礦山整體規(guī)劃，構(gòu)建智慧礦山[2]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

三維井下管線信息管理系統(tǒng)按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范體系，以GIS技術(shù)和信息管理技術(shù)等為核心，結(jié)合系統(tǒng)安全和人工智能等當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合管網(wǎng)信息的整合、共享、更新、管理、分析和輔助決策等功能。

信息基礎(chǔ)層為整個(gè)地下管線信息管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐；專業(yè)應(yīng)用層在信息基礎(chǔ)層之上，通過GIS基礎(chǔ)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理，為綜合服務(wù)層提供功能支持；綜合服務(wù)層處于整個(gè)系統(tǒng)的最頂端，基于GIS基礎(chǔ)平臺(tái)搭建專業(yè)模塊，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的挖掘分析，為井下建設(shè)服務(wù)。

2.2 數(shù)據(jù)組織方式

數(shù)據(jù)流分析：三維井下管線的數(shù)據(jù)十分豐富，包括復(fù)雜的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)（基礎(chǔ)地形圖）和管線專業(yè)數(shù)據(jù)，必須仔細(xì)分析各種數(shù)據(jù)的來源、格式、處理目標(biāo)和方法等內(nèi)容，建立滿足項(xiàng)目要求的數(shù)據(jù)體系。運(yùn)用數(shù)據(jù)流分析的方法，在對(duì)現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、管理與應(yīng)用過程深入調(diào)查、研究的基礎(chǔ)上，概括出如下圖所示的數(shù)據(jù)流圖，它將作為確定系統(tǒng)功能的依據(jù)之一。整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程可以簡(jiǎn)要分成三步：標(biāo)準(zhǔn)制定、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)整理與入庫(kù)。

2.3 建設(shè)原則

遵循如下具體的原則：實(shí)用性、規(guī)范性、穩(wěn)定性、現(xiàn)勢(shì)性、開放性、階段性、井下管線元數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地下管線空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.4 系統(tǒng)主要功能

井下管線信息管理平臺(tái)結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求及地方政府機(jī)構(gòu)要求建設(shè)，功能設(shè)計(jì)應(yīng)在最大限度下滿足用戶的需求。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的管理系統(tǒng)包括以下基本功能：礦管理、權(quán)限配置、符號(hào)管理、日志管理、井下地形瀏覽、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析。

3 系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

井下信息綜合管理平臺(tái)數(shù)據(jù)三維化后，重新加載將進(jìn)入軟件平臺(tái)界面，軟件默認(rèn)飛入就近影像圖附近，通過鼠標(biāo)移動(dòng)可進(jìn)行查看三維成果，同時(shí)也可點(diǎn)擊軟件界面上的各類標(biāo)志進(jìn)行功能操作。

3.1 查詢定位

（1）屬性查詢。屬性查詢功能主要用于礦企對(duì)某管點(diǎn)或管線準(zhǔn)備進(jìn)行屬性查看，通過屬性查詢功能，相關(guān)工作人員可以輕松搜索到所需要的信息，比如管線管徑、材質(zhì)等。

用戶如需對(duì)特定條件管線、管點(diǎn)準(zhǔn)備進(jìn)行查找，可使用條件屬性查詢功能，在右邊表格中輸入所滿足條件，在整體區(qū)域或指定區(qū)域進(jìn)行查找工作，利于井下管線布局整體規(guī)劃、拆挖等，該功能也可用快速查詢中的關(guān)鍵字、點(diǎn)屬性、材質(zhì)等快速查詢功能代替，同樣專業(yè)便捷。

（2）定位查找。系統(tǒng)使用過程中，由于地形范圍較大，可由已知坐標(biāo)進(jìn)行定位查找，在定位功能中輸入坐標(biāo)值，點(diǎn)擊定位按鍵，系統(tǒng)將直接將客戶帶至坐標(biāo)點(diǎn)位之處，并標(biāo)注點(diǎn)位標(biāo)志，方便使用。該系統(tǒng)還可進(jìn)行距離量算，通過此功能計(jì)算兩條管線之間的距離、高度，利于后期其他管線的埋設(shè)工作。

3.2 設(shè)施管理

三維井下管線信息綜合管理系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)在對(duì)設(shè)施三維數(shù)據(jù)的移動(dòng)、刪除，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施形態(tài)的編輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施拓?fù)涞木庉?，?shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施屬性的編輯。

3.3 分析應(yīng)用

三維井下管線信息綜合管理系統(tǒng)包括了綜合分析、工程分析、規(guī)劃分析、事故分析等四大類分析功能。綜合分析功能主要包括橫截面分析、縱截面分析、管線縱向查看、連通功能、流向分析等功能。橫截面指垂直道路走向拉取管線剖面，縱截面指順著道路走向拉取剖面，之后在橫截面、縱截面上查看各類管線的位置、埋深、管徑等情況，有利于分析探查成果是否符合實(shí)際，同時(shí)對(duì)后期管線埋設(shè)提供指導(dǎo)。連通功能是指查看某類管線在一定區(qū)域內(nèi)是否存在斷線情況。流向分析功能主要是指查詢熱力和排水管線的流向，流向標(biāo)注按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從起點(diǎn)流至終點(diǎn)為0，終點(diǎn)流至起點(diǎn)為1，系統(tǒng)識(shí)別后將自動(dòng)附屬性給管線，查詢之后，管線將顯示動(dòng)態(tài)分子。

在管線管理系統(tǒng)工程分析功能比較重要，井下管線信息綜合管理系統(tǒng)主要針對(duì)開挖驗(yàn)證分析功能進(jìn)行了優(yōu)化，分析成果圖件清晰，數(shù)據(jù)全面，同時(shí)分析數(shù)據(jù)成果能導(dǎo)出EXCEL中，供現(xiàn)場(chǎng)施工使用。

規(guī)劃分析包括管線對(duì)比，二三維聯(lián)動(dòng)、碰撞分析、間距分析、埋深分析五個(gè)功能，這五功能主要是為現(xiàn)狀管線進(jìn)行分析，為后期管線鋪設(shè)官話提供一定的數(shù)據(jù)支持，避免管線在后期鋪設(shè)過程中打架。

事故分析主要針對(duì)泄露的氣體，輸入氣體泄露速度（m3/s）、風(fēng)速(m/s)、風(fēng)向等參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)模擬事故發(fā)生的范圍及動(dòng)向，突發(fā)緊急事件可通過該軟件分析事件持續(xù)時(shí)間，擴(kuò)散范圍，及污染密度，然后做出相應(yīng)科學(xué)的防范疏導(dǎo)措施。

4 結(jié)語

本文針對(duì)當(dāng)前井下管線建設(shè)存在的“多頭管理、各自為政，綜合管理缺位、建設(shè)檔案不完善”等問題，通過建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)井下管線進(jìn)行三維井下管線綜合管理系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)井下管線在規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、信息檔案、應(yīng)急等各環(huán)節(jié)的綜合協(xié)調(diào)管理，更好的服務(wù)于礦井空間建設(shè)和規(guī)劃。