權(quán)萬杰 魏會軍 戰(zhàn)修宇

(1.通化鋼鐵集團樺甸礦業(yè)有限責(zé)任公司，吉林 樺甸 132400；2.通化鋼鐵集團板石礦業(yè)有限責(zé)任公司， 吉林 白山 132400；3.通化鋼鐵集團大栗子礦業(yè)有限責(zé)任公司，吉林 臨江 132400)

1 系統(tǒng)整體的框架

1.1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)是由計算機軟件、硬件構(gòu)成，其功能主要是采集地理數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，以供使用人員來檢索數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)。GIS 提供了地表以上的各類空間動態(tài)信息，這樣會幫助使用人員開展各類型的決策。計算機系統(tǒng)的構(gòu)建會實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸、搜集，并且GIS 技術(shù)也包含遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息學(xué)、管理學(xué)、地理學(xué)等各類學(xué)科的綜合。其核心就是基于計算機技術(shù)來構(gòu)建地理空間的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，以使地圖變得更加可視，來開展后期的空間分析。

1.2 GIS的功能

GIS 功能包含了地理數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的輸入、地圖的編輯，以及數(shù)據(jù)的管理和空間的分析、地形分析和數(shù)據(jù)輸出顯示。在GIS 系統(tǒng)內(nèi)部，會形成二維、三維的地理數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)會包含實體的地理空間位置，控件的屬性。GIS 技術(shù)更多是按照圖層的方式，來存儲數(shù)據(jù)，然后對地理信息內(nèi)容，根據(jù)其特征，以及將不同類型的數(shù)據(jù)進行整合，來建立圖層，這種方式會便于數(shù)據(jù)的修改和提取。

1.2.1 選取系統(tǒng)軟件

近年，國內(nèi)的GIS 得到大范圍的普及和運用，隨著新軟件不斷地涌現(xiàn)出來，在國內(nèi)充斥著大量的軟件版本，各個軟件的功能也有較大的差異。因而，在礦井生產(chǎn)中，企業(yè)要根據(jù)自身的實際生產(chǎn)狀況，來構(gòu)建系統(tǒng)，搭建安全管理信息平臺，以及購置這樣的軟件[1]。

1.2.2 信息系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

隨著國內(nèi)信息技術(shù)的快速發(fā)展，很多礦山生產(chǎn)企業(yè)通常會將礦山內(nèi)部的安全系統(tǒng)建設(shè)作為公司的一個主要工作。將計算機技術(shù)作為基礎(chǔ)，來構(gòu)建安全系統(tǒng)，并對現(xiàn)有的安全管理機制進行優(yōu)化改進。結(jié)合實際礦山生產(chǎn)的具體業(yè)務(wù)需求和工作內(nèi)容，以及工作流程，來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)。將系統(tǒng)的架構(gòu)分為業(yè)務(wù)的處理層、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用分析層三個部分。其中，業(yè)務(wù)處理層會包含數(shù)據(jù)的收集，應(yīng)用客戶端來開展應(yīng)用分析，進而為后續(xù)的投資決策提供信息支持[2]。

2 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

2.1 地理底層數(shù)據(jù)的處理

要實現(xiàn)測繪圖紙數(shù)據(jù)的管理，這時就需要將一些大量的紙質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計算機可以識別的數(shù)據(jù)信息，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化?？梢岳脪呙柙O(shè)備對于紙質(zhì)資料進行掃描，來獲取圖紙的屬性信息。之后，測繪人員也要利用數(shù)字信息，來構(gòu)筑數(shù)據(jù)模型，將數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)內(nèi)部，其中GIS 系統(tǒng)平臺，可以開展圖形的繪制，包含井下地理地形圖、巷道圖等各種圖形的繪制。此后，在GIS 軟件內(nèi)部，也可以看到圖形的編輯、添加線條或修改圖形，來完善地形圖的輸出功能。在顯示器上，可以清楚地顯示圖形以及對圖形的分層顯示，并將圖層縮放、移位。在系統(tǒng)內(nèi)部，可以將不同的測繪目標放入到不同圖層上，每一個圖層都是一個表格，并將若干個圖層進行疊加。在礦山的生產(chǎn)期間，由于礦山生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，這樣就可以應(yīng)用GIS 多圖層功能，來完成礦山地理地形的測繪。

2.2 數(shù)據(jù)的處理

在GIS 系統(tǒng)內(nèi)，可以對礦山生產(chǎn)作業(yè)的開采狀態(tài)，作業(yè)路線以及生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場內(nèi)部的各個設(shè)備的布局等相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集。在GIS 軟件上，可顯示作業(yè)的路線和各設(shè)備的布局狀況。此外，在GIS 文件內(nèi)，也可以包含一些部門的管理、班組的管理，并具備數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改等功能[3]。

2.3 監(jiān)測安全隱患

GIS 系統(tǒng)內(nèi)，可以對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行分類編碼，然后將數(shù)據(jù)以點線的方式，來傳達到計算機數(shù)據(jù)庫內(nèi)部。對于礦山周圍的地理地形數(shù)據(jù)，要構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。之后，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部將每一組的數(shù)據(jù)完整地保存，然后形成圖形。根據(jù)各地理地形圖屬性之間的關(guān)聯(lián)，來構(gòu)建系統(tǒng)地形測繪圖。在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，形成數(shù)據(jù)文件和屬性文件，然后在圖形文件中，就要標識出數(shù)據(jù)的形態(tài)和位置，擴展屬性文件，并記錄好各數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)信息，以此來拓展數(shù)據(jù)。

2.4 GIS的數(shù)據(jù)處理

GIS 其中一個最主要的特點就是可以開展數(shù)據(jù)的圖示化，然后利用計算機軟件對后臺的數(shù)據(jù)庫進行修改、刪除、增加等操作。在數(shù)據(jù)庫的后臺，可以形成各種類型的圖形，以此來為管理人員使用查詢，并為開展數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析提供支持。用戶在GIS 軟件內(nèi)部，單擊圖形，就可以了解到該圖形的全部數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用GIS 轉(zhuǎn)變，解決傳統(tǒng)紙質(zhì)圖像信息量比較單一的問題，應(yīng)用多圖層的圖形可以容納更多的地理數(shù)據(jù)信息。因此，以地形圖作為基礎(chǔ)，來構(gòu)建信息系統(tǒng)。近些年，國內(nèi)的礦山企業(yè)都大力地在公司內(nèi)部構(gòu)建地理信息系統(tǒng)，來為礦山的生產(chǎn)，提供信息保障。例如，可以在GIS 軟件內(nèi)去設(shè)置某一個設(shè)備的名稱，然后系統(tǒng)就會直接將該設(shè)備顯示在屏幕之上。通過閃爍的光標來標定設(shè)備，然后跟蹤目標，如果目標超出了屏幕，這時地圖可以自動平移，使用人員可以根據(jù)所選擇的對象尺寸、排水量等數(shù)據(jù)，來直接生成可視化的直方圖、餅狀圖和點狀的分布圖[4]。

3 安全管理信息系統(tǒng)功能的應(yīng)用

企業(yè)內(nèi)部建立的基于GIS 技術(shù)的安全信息系統(tǒng)，包含日常的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、礦山電路監(jiān)測系統(tǒng)、礦物質(zhì)的運輸監(jiān)測系統(tǒng)和安全培訓(xùn)系統(tǒng)、物料管控系統(tǒng)和礦上的救護等各系統(tǒng)。

3.1 安全培訓(xùn)系統(tǒng)

礦山企業(yè)根據(jù)實際的安全管控作業(yè)的要求，來給內(nèi)部建立安全培訓(xùn)系統(tǒng)，安全的培訓(xùn)系統(tǒng)內(nèi)部需要設(shè)計年度的安全培訓(xùn)計劃，來給內(nèi)部職工開展定期安全教育活動。讓職工了解到新型的安全管理規(guī)定和法律法規(guī)，提高礦山生產(chǎn)人員的安全意識，進而保證生產(chǎn)作業(yè)可以穩(wěn)定的運行。在安全培訓(xùn)系統(tǒng)內(nèi)部，要建立培訓(xùn)的跟蹤計劃，培訓(xùn)的考核以及檔案存儲，及時跟蹤每個職工工作狀況。參考以往的培訓(xùn)記錄，為該職工制定年度、月度、季度的培訓(xùn)方案和培訓(xùn)計劃，并根據(jù)工作開展狀況，來隨時地調(diào)整計劃[5]。

3.2 日常安全管理系統(tǒng)構(gòu)建

在安全管理系統(tǒng)內(nèi)部，要設(shè)計好日常的安全管理子系統(tǒng)，對于礦山運營中，出現(xiàn)的安全隱患、違規(guī)問題，要及時地處置，然后將各部門各職工的獎懲狀況也錄入到該系統(tǒng)里。實現(xiàn)系統(tǒng)維護、數(shù)據(jù)的查詢、輸出數(shù)據(jù)報表，開展綜合安全分析。礦山的高層領(lǐng)導(dǎo)和安全管理工作人員可以在日常安全系統(tǒng)內(nèi)，及時地了解礦山生產(chǎn)的實際狀況，以及了解各部門作業(yè)的發(fā)展狀況。也可以了解單位內(nèi)部是否有違規(guī)的行為，對于礦山生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了重大安全隱患，要及時上報內(nèi)部的領(lǐng)導(dǎo)人員和安全人員，并開展安全隱患的檢查分析，以及時地消除隱患，避免因安全風(fēng)險擴大，而給礦山的生產(chǎn)帶來較大的危險。公司領(lǐng)導(dǎo)要關(guān)注重大問題、安全隱患，預(yù)防事故發(fā)生，以此來實現(xiàn)保障安全生產(chǎn)的目的。

3.3 礦山電路的監(jiān)測系統(tǒng)

在礦山生產(chǎn)運行中，要建立動態(tài)的電路，然后構(gòu)建通信電路，安全系統(tǒng)可以實現(xiàn)輸出礦山內(nèi)部電路線路數(shù)據(jù)。然后以圖形的方式展現(xiàn)出來，井下的電線布局可以依托巷道來設(shè)計。GIS也具有網(wǎng)絡(luò)的分析功能，可以幫助管理人員作出實時的信息處置，并給予提供警示信息，來確保礦山生產(chǎn)穩(wěn)定運作。此外，也可以檢查各線路的電壓線路的運行狀況[6]。

3.4 礦山的運輸監(jiān)測系統(tǒng)

礦山企業(yè)需要將井下的礦物質(zhì)運輸?shù)骄猓@時在礦井內(nèi)部搭建運輸設(shè)備，利用安全系統(tǒng)來監(jiān)測設(shè)備的運行，了解各設(shè)備的運行狀態(tài)。在GIS 的安全性系統(tǒng)內(nèi)部，GIS 技術(shù)可以優(yōu)化運輸?shù)穆肪€，然后科學(xué)地規(guī)劃布局作業(yè)的進度，來保證安全運輸，避免產(chǎn)生井下的安全運輸事故。

3.5 建立物資材料的動態(tài)管理系統(tǒng)

應(yīng)用GIS 系統(tǒng)可以實現(xiàn)整個礦區(qū)物流的科學(xué)調(diào)度，以及物資運輸?shù)谋O(jiān)控。在GIS 軟件上的地形圖，就可以及時地查詢到各生產(chǎn)作業(yè)點的物資存儲狀況。在井下，利用系統(tǒng)來設(shè)計最佳的運輸路線，以避免在物資的運輸期間產(chǎn)生較多的損耗。并合理地控制公司內(nèi)部的物資存儲量，應(yīng)用GIS 軟件可以實現(xiàn)整個礦區(qū)的全景顯示，了解各設(shè)備運行狀態(tài)和設(shè)備維修狀況。通過開展設(shè)備的維修、材料的保管，來為一線的礦山生產(chǎn)提供支持。

3.6 礦山的救護系統(tǒng)

在GIS 安全系統(tǒng)選址圖下，可以顯示出礦井內(nèi)部各工作人員的工作狀況，以及通過建立的通信系統(tǒng)，來聯(lián)系工作人員，以保障現(xiàn)場內(nèi)部的各人員分配比較合理。在出現(xiàn)緊急狀況時，GIS可以創(chuàng)建出最佳的路徑，并顯示實時的動態(tài)信息，來及時調(diào)整人員，并通過最佳路徑來撤離，開展礦山的救護。

4 結(jié)語

在礦山生產(chǎn)期間，企業(yè)可以基于GIS 技術(shù)，來構(gòu)建安全管理信息系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)部，可以清晰地展現(xiàn)出礦井各個作業(yè)信息。國內(nèi)有些礦產(chǎn)公司都開發(fā)了安全性系統(tǒng)，來保障礦物商物資的運輸、礦產(chǎn)生產(chǎn)的安全。在地理信息安全系統(tǒng)中，根據(jù)反饋出來的數(shù)據(jù)信息，來作出決策，以快速地響應(yīng)事故，節(jié)省物資、運輸?shù)馁M用，提高了礦山生產(chǎn)運行效率。