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1、(10)申请公布号 CN 103576654 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103576654 A (21)申请号 201310536028.2 (22)申请日 2013.11.01 G05B 19/418(2006.01) (71)申请人 神华集团有限责任公司 地址 100011 北京市东城区安外西滨河路 22 号神华大厦 申请人 神华和利时信息技术有限公司 (72)发明人 韩建国 翟桂武 杨汉宏 王继生 王海军 张延生 吴浩 潘涛 何杰 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 罗攀 肖冰滨 (54) 发明名称 基于 GIS 的煤矿生产。
2、控制系统 (57) 摘要 本发明公开了一种基于 GIS 的煤矿生产控制 系统， 该系统包括 ： 一个或多个煤矿生产控制子 系统， 用于监测和 / 或控制一个或多个现场设备 ； GIS 子系统 ； 以及数据库服务器， 与所述一个或多 个煤矿生产控制子系统 （10） 和所述 GIS 子系统相 关联， 用于存储煤矿井采掘平面地图信息以及现 场设备的位置坐标信息 ； 生产控制子系统将用于 一个或多个现场设备的监测数据和 / 或控制数据 传送到数据库服务器， 其根据接收的监测数据和 / 或控制数据确定现场设备的位置变化， 并用该 位置变化更新之前存储的现场设备的位置信息 ； GIS 子系统还用于向数据库。
3、服务器请求更新后的 现场设备的位置信息以实现 GIS 子系统与数据库 服务器的信息同步。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103576654 A CN 103576654 A 1/1 页 2 1. 一种基于 GIS 的煤矿生产控制系统， 该系统包括 ： 一个或多个煤矿生产控制子系统 （10） ， 用于监测和 / 或控制一个或多个现场设备 ； 地球信息系统 GIS 子系统 （20） ； 以及 数据库服务器 （30） ， 该数据库服务。
4、器 （30）与所述一个或多个煤矿生产控制子系统 （10） 和所述 GIS 子系统 （20） 相关联， 其中所述数据库 （30） 用于存储煤矿井采掘平面地图 信息以及现场设备的位置坐标信息 ； 所述一个或多个煤矿生产控制子系统 （10） 用于将用于一个或多个现场设备的监测数 据和 / 或控制数据传送到所述数据库服务器 （30） ， 所述数据库服务器 （30） 根据接收的所述 监测数据和 / 或控制数据确定一个或多个现场设备的位置变化， 并用该位置变化更新之前 存储的该一个或多个现场设备的位置信息 ； 所述 GIS 子系统 （20） 还用于向所述数据库服务器 （30） 请求更新后的所述一个或多个 。
5、现场设备的位置信息以实现所述 GIS 子系统 （20） 与所述数据库服务器 （30） 的信息同步。 2. 根据权利要求 1 所述的系统， 其中所述 GIS 子系统 （20） 还用于以煤矿井采掘平面地 图的形式展现煤矿井内部的动态信息和现场设备的位置信息。 3. 根据权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述数据库服务器 （30） 定期执行对所述一个或 多个现场设备的位置信息的更新。 4. 根据权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述数据库服务器 （30） 在接收到来自所述 GIS 子系统 （20） 的请求后， 向该 GIS 子系统 （20） 传送更新后的一个或多个现场设备的位置信 息。 5. 根。
6、据权利要求 1-4 中任意一项所述的系统， 其中， 所述位置信息包含一个或多个现 场设备的三维位置坐标。 6. 根据权利要求 5 所述的系统， 其中， 所述 GIS 子系统 （20） 还用于在煤矿井采掘平面 地图上展现一个或多个现场设备的三维位置坐标。 权 利 要 求 书 CN 103576654 A 2 1/4 页 3 基于 GIS 的煤矿生产控制系统 技术领域 0001 本发明涉及煤矿领域， 具体地涉及一种基于 GIS 的煤矿生产控制系统。 背景技术 0002 数字矿山技术是当今采矿科学、 信息科学、 人工智能、 计算机技术高度结合的产 物， 能够提高矿业企业的安全生产水平。国外矿业发达国。
7、家在数字矿山方面的研究起步较 早， 代表了信息技术在矿业应用的最高水平， 但这些应用多局限于非煤或露天矿山开采。 我 国的数字矿山技术尚处于探索发展阶段， 存在着建设基础薄弱、 缺乏整体规划、 应用的广度 和深度处于初级阶段。 现有绝大多数煤矿生产、 管理的自动化与信息化水平相对较低， 特别 是煤矿综合自动化系统、 煤矿安全生产监测监控系统及企业经营管理软件等尚没有行业或 者国家标准， 各煤矿企业采用不同厂家各自自行制定的传输协议和接口标准， 各分 （子） 系 统之间不能互通和兼容， 存在着 “信息孤岛” 现象， 信息资源难于共享。因此， 该项目为针对 我国数字矿山建设存在信息孤岛， 没有统一。
8、标准的现状， 所进行的数字矿山关键技术研究 并进行应用示范。 发明内容 0003 为解决现有技术中存在的缺陷， 本发明的目的是提供一种基于 GIS 的煤矿生产控 制系统， 该系统包括 ： 一个或多个煤矿生产控制子系统， 用于监测和 / 或控制一个或多个现 场设备 ； 地球信息系统 GIS 子系统 ； 以及数据库服务器， 该数据库服务器与所述一个或多个 煤矿生产控制子系统和所述 GIS 子系统相关联， 其中所述数据库用于存储煤矿井采掘平面 地图信息以及现场设备的位置坐标信息 ； 所述一个或多个煤矿生产控制子系统用于将用于 一个或多个现场设备的监测数据和 / 或控制数据传送到所述数据库服务器， 所。
9、述数据库服 务器根据接收的所述监测数据和 / 或控制数据确定一个或多个现场设备的位置变化， 并用 该位置变化更新之前存储的该一个或多个现场设备的位置信息 ； 所述 GIS 子系统还用于向 所述数据库服务器请求更新后的所述一个或多个现场设备的位置信息以实现所述 GIS 子 系统与所述数据库服务器的信息同步。 0004 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0005 附图是用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明， 但并不构成对本发明的限制。在附图中 ： 0006 图 1 是根据本发明的实施方式提供的基于。
10、 GIS 的煤矿生产控制系统的结构框图。 具体实施方式 0007 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限制本发明。 说 明 书 CN 103576654 A 3 2/4 页 4 0008 地球信息系统 （GIS） 有时又称为 “地学信息系统” 或 “资源与环境信息系统” 。它 是一种特定的十分重要的空间信息系统。 它是在计算机硬、 软件系统支持下， 对整个或部分 地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、 储存、 管理、 运算、 分析、 显示和描述的技术 系统。 控制和反映煤岩界面的因素很多， 而且也很复杂。
11、、 常规的分析方法很难把这些复杂的 因素用较形象的方式表示出来， 地理信息系统 （GIS） 是完成这种复杂因素综合分析的有力 工具， 它能把多种因素综合起来分析， 并且能进行各种运算。利用地理信息系统软件， 不仅 能方便地选择所需资科编绘各种图件， 而且可以在任何时候根据新的资料修改和编绘。原 始资料与编绘的图件保存在同一系统中， 可以编辑， 便于查询。 0009 在煤矿开采领域中， 对各个现场设备的监测和 / 或控制都是单独进行的。由于煤 矿开采涉及的监测和 / 或控制对象数量较大， 单独控制不适合一体化控制的需求。 0010 图 1 是根据本发明的实施方式提供的基于 GIS 的煤矿生产控制。
12、系统的结构框图。 如图 1 所示， 根据本发明的一个实施方式， 提供了一种基于 GIS 的煤矿生产控制系统， 该系 统可以包括 ： 0011 一个或多个煤矿生产控制子系统 10， 用于监测和 / 或控制一个或多个现场设备 ； 0012 地球信息系统 GIS 子系统 20 ； 以及 0013 数据库服务器 30， 该数据库服务器 30 可以与所述一个或多个煤矿生产控制子系 统 10 和所述 GIS 子系统 20 相关联， 其中所述数据库 30 用于存储煤矿井采掘平面地图信息 以及现场设备的位置坐标信息 ； 0014 所述一个或多个煤矿生产控制子系统 10 用于将用于一个或多个现场设备的监测 数据。
13、和/或控制数据传送到所述数据库服务器30， 所述数据库服务器30根据接收的所述监 测数据和 / 或控制数据确定一个或多个现场设备的位置变化， 并用该位置变化更新之前存 储的该一个或多个现场设备的位置信息 ； 0015 所述 GIS 子系统 20 还用于向所述数据库服务器 30 请求更新后的所述一个或多个 现场设备的位置信息以实现所述 GIS 子系统 20 与所述数据库服务器 30 的信息同步。 0016 一个或多个煤矿生产控制子系统10可以分别连接到数据库服务器30或通过总线 连接到数据库服务器 30。多个煤矿生产控制子系统 10 之间也可以相互连接。 0017 煤矿生产控制子系统 10 可以。
14、包括但不限于， 例如综采子系统、 主运输子系统、 供 电子系统、 排水子系统、 安全监控子系统、 工业电视子系统、 通风子系统、 火灾检查子系统、 智能报警子系统、 智能联动子系统、 远程控制子系统等。 0018 数据库服务器 30 可以是本领域技术人员公知的能够执行数据存储、 处理以及传 输的装置。 0019 所述 GIS 子系统 20 是基于 GIS 技术开发的组件。地球信息系统 （GIS） 有时又称 为 “地学信息系统” 或 “资源与环境信息系统” 。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。 它是在计算机硬、 软件系统支持下， 对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进 行采集、 储存。
15、、 管理、 运算、 分析、 显示和描述的技术系统。 控制和反映煤岩界面的因素很多， 而且也很复杂、 常规的分析方法很难把这些复杂的因素用较形象的方式表示出来， 地理信 息系统 （GIS） 是完成这种复杂因素综合分析的有力工具， 它能把多种因素综合起来分析， 并 且能进行各种运算。 利用地理信息系统软件， 不仅能方便地选择所需资科编绘各种图件， 而 且可以在任何时候根据新的资料修改和编绘。原始资料与编绘的图件保存在同一系统中， 说 明 书 CN 103576654 A 4 3/4 页 5 可以编辑， 便于查询。 0020 在本发明的实施方式中， GIS 子系统 20 的一个功能可以是以煤矿井采掘。
16、平面地图 的形式展现煤矿井内部的动态信息和现场设备的位置信息。 这里提到的现场设备可以是指 在位于煤矿井内的各种设备。 0021 根据煤矿井采掘平面地图， 煤矿井内任何一个位置是确定的， 即可以用坐标来定 义煤矿井内的任何一个位置。 0022 所述的现场设备的监测数据可以包括但不限于， 例如对现场设备运动的监测。以 采煤机为例， 采煤机工作的过程包含牵引、 调高和推溜三个方向的运动。 采煤机在煤矿井内 的初始位置是预先确定的， 也就是说， 采煤机的初始位置坐标是确定。 通过例如各种传感器 （例如， 角度传感器、 位移传感器等） 检测采煤机在工作过程中在牵引、 调高和推溜三个方向 的运动， 可以。
17、得到采煤机在这三个方向上的位移， 与采煤机相关联的控制子系统 10 可以将 检测到的位移数据传送给数据库服务器 30， 数据库服务器 30 可以根据该位移数据以及已 存储的采煤机初始位置计算出采煤机新位置， 然后可以用计算出的新位置更新之前存储的 采煤机的初始位置。 0023 现场设备的控制数据可以包括但不限于， 例如与现场设备运动有关的控制信息。 还是以采煤机为例， 与采煤机有关的控制子系统 20 可以设定采煤机的控制参数， 例如割煤 开始时间、 停止时间、 前进速度、 采高等。该控制子系统 20 可以将这些控制参数传送给数据 库服务器 30， 数据库服务器 30 可以根据这些控制参数确定采。
18、煤机的位置变化， 用该位置变 化更新之前存储的采煤机的位置信息。 0024 以上以采煤机为示例描述了数据库服务器30根据控制子系统20传送的监测数据 和 / 或控制数据来更新现有设备的位置信息， 但是本领域技术人员可以理解， 该位置信息 更新可以扩展到其他现场设备。 0025 数据库服务器 30 可以定期执行对所述一个或多个现场设备的位置信息的更新。 周期可以例如是 1 小时或几小时， 一天或几天等。 0026 GIS子系统20可以例如定期向数据库服务器30请求更新的现场设备的位置信息。 数据库服务器 30 在接收到来自 GIS 子系统 20 的请求后， 可以向该 GIS 子系统 20 传送更。
19、新 后的一个或多个现场设备的位置信息。 0027 在本方面的优选实施方式中， 数据库服务器 30 向 GIS 子系统 20 向传送更新的现 场设备的位置信息之前， 需要对 GIS 子系统 20 进行认证。具体来说， 在 GIS 子系统 20 向数 据库服务器 30 发送请求时， 数据库服务器 30 在接收到该请求后向 GIS 子系统 20 发送消 息， 指示 GIS 子系统 20 提供证书。GIS 子系统 20 接收到该消息后向数据库服务器 30 发送 证书。数据库服务器 30 接收该证书后， 判断该接收的证书是否与其存储的证书中的一个相 匹配。如果匹配， 则认证成功， 数据库服务器 30 开。
20、始向 GIS 子系统 20 传送更新的现场设备 的位置信息。如果不匹配， 则认证失败， 数据库服务器 30 可以忽略该请求。 0028 如上所述的， 位置信息可以包含一个或多个现场设备的三维位置坐标。在该实施 方式中， 虽然 GIS 子系统 20 展现的煤矿井采掘平面图是二维图， 但是 GIS 子系统 20 可以在 煤矿井采掘平面地图上展现一个或多个现场设备的三维位置坐标。 0029 基于 GIS 的煤矿生产控制系统还可以包括显示子系统 （图中未显示） ， 该显示子系 统可以用于显示一个或多个煤矿生产控制子系统 10 的监测和 / 或控制现场设备的状况和 说 明 书 CN 103576654 。
21、A 5 4/4 页 6 / 或所述 GIS 子系统 20 展现的与煤矿井采掘平面地图。 0030 显示子系统的例子可以包括显示器， 显示器可以包括但不限于液晶显示器、 发光 二极管 （LED） 显示器、 有机发光二极管 （OLED） 显示器等。 0031 煤矿生产管理一体化系统还可以包括输入设备， 例如鼠标、 键盘、 控制板等。 0032 将 GIS 应用于煤矿生产控制系统， 将矿井采掘工程平面图和安全监测、 人员定位、 工业电视等各种监控、 监测系统相结合， 能够做到动态、 实时数据信息更新， 能够及时、 准确 的反映井下生产情况、 周边环境信息。解决各系统之间矿图数据不一致问题。同时能够在。
22、 GIS 图层上直观进行设备的控制操作， 提高操控的准确性。 0033 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式， 但是， 本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节， 在本发明的技术构思范围内， 可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型， 这些简单变型均属于本发明的保护范围。 0034 另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛 盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合。 为了避免不必要的重复， 本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。 0035 此外， 本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合， 只要其不违背本 发明的思想， 其同样应当视为本发明所公开的内容。 说 明 书 CN 103576654 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103576654 A 7 。