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    煤矿三维可视化综合管理解决方案

    1.   方案概述

           煤矿三维可视化综合管理系统是面向煤矿定制开发的虚拟现实可视化应用系统。该系统能够与二维Longruan GIS无缝集成,构建包括各种复杂地质体(正断层、逆断层、陷落柱、含水层、老窑区等)的高精度三维透明化地质模型,并实现基础地测数据的动态更新。支持大型数据库和实时信息流通讯技术,集成安全监测、人员定位、综合自动化、工业视频等各类工业实时数据,构建矿井“采、掘、机、运、通”各专业仿真模拟系统,实现全矿井“监测、管理、控制”的一体化,最终实现基于三维虚拟矿井平台的网络化、分布式综合管理,为煤矿安全生产管理提供保障。

    2.   系统特点

    (1)自主开发的三维图形引擎、三维编辑工具及专业应用系统,提供二次开发接口。

    (2)与二维LongruanGIS无缝集成,根据地质勘探数据、三维地震数据、井上下测量数据、遥感数据、地形数据等,实现高精度三维地质模型建模和可视化。

    (3)支持3D立体视觉效果,连接专业立体投影设备之后,通过佩戴立体眼镜即可体验完全浸入式的三维场景。

    (4)实现了从宏观场景到微观场景的任意漫游浏览,可自定义飞行路线,进行浏览、查询、编辑等交互操作,支持与3DMAX、Maya的导入导出。

    (5)基于三维可视化系统的专业应用,包括地测、通风、生产、安全预警、监测监控、综合自动化集成、应急救援等模块,实现地质模型剖切、线路模拟、生产过程模拟、人员轨迹回放、应急救援演练等功能。

    (6)集成综合自动化数据、安全监测数据、通讯视频数据等,通过简单的配置即可直观显示监测设备位置及其运行状态参数。

    (7)提供B/S与C/S模式,支持多用户、多级别、多专业的构架部署。

    3.   系统总体架构

           煤矿三维可视化综合管理系统总体设计坚持数据、管理、服务、应用相分离的架构思想,采用“集中存储应用、分布式管理、数据统一和按权限共享”方式,系统整体结构采用分层的逻辑设计,自下而上分为三层逻辑架构,即:数据层、业务层和用户层。

           煤矿三维可视化综合管理系统总体架构见图1。


    图1 三维可视化系统总体架构

           采用三维技术全面构建煤矿的采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统,实现全矿井“监测、控制、管理”的一体化,最终实现基于三维GIS平台的网络化、分布式综合管理系统,为煤矿安全生产管理提供保障。

    4.   系统主要功能

    (1)系统构建包含各种复杂地质构造(正断层、逆断层、陷落柱、含水层、老窑区等)的三维地质透明化模型,并实现基础地测数据的动态更新, 数据更新简单方便,可以自动读取地测数据库数据建立三维模型。

    (2)实现了从宏观场景到微观场景的任意漫游浏览,可自定义飞行路线,进行浏览、查询、编辑等交互操作,支持与3DMax的导入导出。

    (3)基于三维可视化系统的专业应用,包括煤矿介绍、监测监控、人员定位、工业视频、地测可视化、应急救援等模块、通风线路模拟、生产过程模拟、应急救援演练等功能。

    (4)具有综合自动化、安全监测信息与生产、工程信息实时显示功能。

    (5)具备网络化、分布式体系架构,实现三维数据的B/S和C/S两种模式的网上发布。

    (6)任意增加避灾路线、通风线路、救援线路等。

    (7)实现了系统的权限管理和安全操作,可增加,删除,修改系统用户,根据权限设置相应的菜单功能。

    煤矿三维可视化综合管理系统实现效果如图2。


    图2 工业广场可视化


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