张宗强
【摘 要】煤矿资源是我国最为重要的资源之一，对于社会经济建设和国家发展都有着至关重要的意义。在当前的煤矿开采工作当中，机电设备是一种非常重要的设备，因此为了进一步提升工作效率，在机电设备中，对GIS进行了应用。基于GIS煤矿机电设备的可视化管理系统，能够有效的提升机电设备的管理质量和管理效率，对于煤矿开采生产效率的提升十分有帮助。
【关键词】GIS 煤矿机电设备 可视化管理系统
在当前的煤矿企业当中，随着技术的不断发展进步，应用的机电设备数量不断增加，技术含量也越来越高，但在管理方面却没有得到应有的提升。目前很多煤矿企业实现了电气化、机械化的生产，应用了大量先进的机电设备。而为了更好的提升生产效率和经营效益，应当加强对煤矿机电设备的管理。在这一领域当中，基于GIS煤矿机电设备的可视化管理是一种十分有效的管理方式，能够促使煤矿机电设备更好的发挥作用。
1 系统需求及设计
1.1 系统的总体需求
在系统需求的分析当中，需要对用户的实际需求进行了解，并利用软件需求规格说明书的形式进行体现。在GIS开发准备的阶段当中，应以分析和调查用户需求和用户情况为基础。通过分析，将系统用户结构进行确定，进而对系统功能、程序接口、应用界面等进行设计[1]。对软件的性能、功能等，应当进行深入的描述，对软件接口细节、软件设计限制等加以确定，并对软件有效性需求进行定义。通过对需求进行分析，对软件的需求进行细化，对软件处理数据域进行描述。同时，提供一种功能与数据，能够转化为过程设计、结构设计、数据设计等，从而更好的进行系统设计开发。
1.2 系统的结构设计
在系统总体设计中，应满足控制性能好、可变性强、运行效率高等要求。因此可以应用模块化的设计方法，将系统看作一个模块，根据不同功能，进行不同层次模块的划分，每个模块对一种功能进行执行，每种功能通过一个模块实现，从而提升系统的生命力和可变形。在数据输入当中，对字符、数字出错检验方法进行设定，并针对数据文件的应用建立相应口令，确保数据的安全[2]。在系统当中，包含了统计报表、生产管理、设备布置模拟图编辑、设备布置模拟图操作、系统管理、设备查询、设备事故、设备报废、设备提醒、设备制作加工、设备维修、设备领用发放、设备购置入库、基础数据管理等模块。系统总体结构如图1所示。
1.3 系统数据库设计
在系统数据库设计当中，主要包含物理设计、逻辑设计等过程。在逻辑设计中，将数据库逻辑结构从概念模型中进行都出，实现满足用户实际需求的可扩充性、一致性、完整性、性能、功能等。在物理设计中，基于已经确定的逻辑数据库结构模型，对其物理模型、存储结构等进行设计。在数据库当中，主要包括数据库应用系统、数据库管理系统、数据库都能够部分[3]。在计算机物理介质中，地理空间数据、以及GIS的存储等，是由空间数据库实现的，在逻辑、语义等方面，对物理介质中存储的地理空间数据进行定义，并对相应的存取、检索等功能进行提供。为了更好的实现空间数据管理系统，可以直接扩充数据库管理系统功能，也可将空间数据库引擎加在常规数据库管理系统之上。
2 系统开发及工具
2.1 系统开发工具
在基于GIS煤矿机电设备的可视化管理系统开发当中，有很多不同的开发工具，其中能够直接对空间信息进行处理和分析的，只有GIS软件平台。在系统中，对分布式B/S模式进行了应用，软件平台选用了Web GIS，在平台开发过程中，有很多不同的方法，而应当根据系统的实际需求，以及煤矿的实际工作情况，对其进行相应的选择，在GIS开发当中，通过对WWW技术、Internet技术的应用，产生了Web GIS技术，能够对GIS互操作加以实现。在Internet当中，用户可以通过各个节点，对Web GIS中的空间分析、空间信息检索、制作专题图、空间数据等进行浏览。
2.2 系统开发方法
在地理信息系统中，根据不同的内容，可分为工具型、应用型等不同类型。在基于GIS煤矿机电设备的可视化管理系统开发当中，可采用独立开发、单纯二次开发、集成二次开发等方式进行。独立开发是不利用任何GIS工具软件，而是采用某种程序语言，选择相应的独立编写算法进行开发。单纯二次开发是基于GIS工具软件，对应用系统进行开发。集成二次开发则是基于GIS工具软件，在其它编程环境之下，对系统进行开发。其中，独立开发具有极大的难度，并且只在软件刚刚起步、具有较强能力的开发者中较为适用。单纯的二次开发具有简单的功能，并且较为以来GIS工具，因此对于一般小功能、熟悉GIS工具的开发者较为使用，集成二次开发则具有很多方面的优势，方便、高效、周期短等，能够有效的实现可视化管理系统的要求。
2.3 系统运行环境
在系统运行环境当中，基于用户的实际需求，对项目管理端、客户端等加以确定。其中，管理端包括设备布置模拟图、统计报表、设备台账、设备履历等，客户端则包含了设备的报废、维修、使用、入库等管理。在系统网络环境中，用户可以通过网络登录到系统当中，对各自职责中的信息进行操作。在系统软件环境中，应用了Windows10操作系统、微软SQL数据库系统、以及相应版本的浏览器、Web服务器、开发工具包等。在硬件环境中，采用PC机作为客户机，选用相应的CPU服务器，输入设备和输出设备主要有打印机、打卡机、手写笔、扫描仪等。
3 系统设计及实现
3.1 系统详细设计
在系统的设计当中，对其进行了多个模块的划分，根据一定的原则，对其进行组装，进而对模块与模块、模块功能之间的外部接口进行确定。在系统设计中，详细设计十分关键，需要对各个模块的执行过程，实现算法等进行确定，并对算法进行准确的表述。在编程当中，与系统开发的模块功能、具体要求、算法评价设计等，在详细设计中，主要包络图形工具、表格工具、语言工具等表达工具。其中图形工具是利用图形的方式描述过程细节，表格工具是利用表格对过程细节进行表达，语言工具则是利用高级语言对过程细节进行描述。在实际的设计当中，应当对程序流程图、模块、界面、输入、输出等方面进行详细的设计。
3.2 系统关键技术
在系统关键技术中，基于相应的开发平台，通过GIS、SQL等技术，实现B/S结构模式。在基于GIS煤矿机电设备可视化管理系统中，主要包括空间数据统一管理、属性数据、生产系统动画显示、实时绘图技术、电子签名等。在煤矿设备管理中，引入设备布置模拟图，从而实现可视化的管理，煤矿设备基础数据，以及报废、领用、维修等过程数据，都属于属性数据，而设备布置模拟图数据，则为空间数据。通过对ArcSDE技术的应用，基于SQL server技术，实现不同数据的统一管理。在生产系统中，应用了压风网络图、排水网络图等，做成动画式的系统生产系统网络图。基于随时会改变的设备布置模拟图，利用实时绘图技术，实现随着煤矿生产进度的改变而更新。
3.3 系统界面实现
在基于GIS煤矿设备的可视化管理系统当中，系统界面主要包括登陆界面、主界面、井下设备布置模拟图界面、数据管理界面、权限管理界面、设备编辑功能界面、设备查询界面、打印地图功能界面等。登陆界面支持用户登录，主界面中设置了任务栏、工具条等，用户根据实际管理需求，对相应功能进行选择。在某煤矿当中，应用了基于GIS煤矿机电设备的可视化管理系统，取得了十分良好的应用效果。相比于上一季度，仓库囤积设备量降低了5%。通过对系统的应用，实现了设备管理业务流程的优化，提升了20%左右的工作效率。对于设备入库到设备报废的整个过程，都能够在系统中进行详细的记录。此外，还能够实现统计查询、报销入库、报表自动生成、自动单据记账等功能。
4 结语
煤矿资源作为我国当前最为重要的资源之一，其开采和应用情况，对于国家经济发展，以及综合实力的提升，将会产生很大的影响。在当前的煤矿当中，应用了大量的先进机电设备，为了提升这些几点设备的管理效率和管理效果，采用了基于GIS煤矿机电设备的可视化管理系统，从而有效的提升了煤矿机电设备的工作运行效率。
参考文献：
[1]杨本生，张首正.基于VBA的矿山设备布置图系统开发与应用[J].河北工程大学学报（自然科学版），2014，01：70-73.
[2]乔国厚，高俊杨，杨雪，王菲，张华，仝凤鸣.基于GIS技术的煤矿安全三维仿真平台开发与实现[J].中国煤炭，2013，10：59-64.
