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產品介紹

iSync 礦山平行系統

以礦山安全、高效生產為目標,通過地理信息系統(3DGIS)、虛擬現實技術(VR)以及物聯網等技術,對礦山復雜生產系統進行精確建模、實時感知、仿真模擬,提高響應速度、優化調度決策,實現科學分析、“透明”管控。

  • 產品簡述
  • 主要功能
  • 特點與特色
  • 應用價值
  • 案例介紹
 

 一.需求背景
    1.虛擬現實:現代信息技術和通訊技術得到了前所未有的迅猛發展,虛擬現實技術已經滲入到各個領域,尤其在醫學、軍事航天、工業仿真及應急推演等領域得到了廣泛應用。礦山企業生產環境惡劣、作業空間狹小,更加需要一套虛擬現實系統,模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身臨其境一般。通過系統,使用者可以在遠程顯示終端實時了解井下的生產和安全狀況,而不需要親臨現場,大大降低安全風險。
    2.礦山生產數據不可視:目前,一些礦山已經建立了基礎的資源模型及工程模型,實現了礦山技術層面的信息化。但要與生產管理緊密結合,這些是遠遠不夠的,需要將實時生產數據進行可視化重現,實現生產過程中的設計、計劃、生產的對比結合與預警,才能達到安全、高效生產的目的。
    3.缺少空間基準:監測數據之間缺乏共同的空間參照基準,不能使安全監測數據與礦山地質背景、采掘工程數據等一起進行空間配準和可視化關聯分析,也無法進行不同種類安全監測數據之間的實時融合和整體可視化分析。因此,面對大量不斷產生的礦山生產與安全監測數據,礦山技術人員不能有效利用和形象分析,更難以對礦山安全隱患進行及時預警和超前預報。
    4.高度集成的綜合管控:隨著數字礦山的建設,用戶已經采購了不同方面的子系統,能夠在一定程度上解決某個具體領域的問題,但是礦山畢竟是復雜系統,用戶在應用過程中越來越需要系統能夠將各個子系統信息采用統一平臺方式進行集中展示、集中管控,尤其是面向礦山集團公司的綜合管控更是如此。
    5.現有系統信息孤島現象嚴重:隨著數字礦山的建設發展,目前許多礦山單位已有眾多礦山安全與生產管理相關子系統,眾多的硬件廠商設備都已部署到位,但不同硬件廠商供應的硬件數據通訊接口協議不一樣,存儲的數據庫形式也不一樣,缺乏空間數據集成與共享環境,導致礦山靜態、動態數據分別管理、相互獨立,不能或難以進行融合與共享。面對眾多的礦山信息孤島,人們難以認識和發現不同數據之間的聯系及隱藏的有用信息。
二.產品定義
    VR系統的定義:一個實際存在的自然的系統與虛擬的較為理想的子系統相互結合,基于現代控制理論、仿真技術和計算機通信等,對復雜的、無法直接物理建模的實際系統實現較為精確的建模,從而對其進行分析和科學管理。
    數字礦山VR系統的定義:以礦山安全、高效生產為目標,通過地理信息系統(3DGIS)、虛擬現實技術(VR)以及物聯網等技術,對礦山復雜生產系統進行精確建模、實時感知、仿真模擬,提高響應速度、優化調度決策,實現科學分析、“透明”管控。

三.解決的主要問題
    DM MPS 數字礦山VR系統是以礦山安全生產可視化管控為目標,解決礦山生產與管理各子系統的數據統一采集、同一時空虛擬環境下的展示、可視化管理以及綜合分析與決策等關鍵問題。主要包括:
    礦山生產環境可視化表達;
    生產過程仿真與模擬;
    生產過程實時監測與調度;
    各子系統集中管控;
    解決現有系統信息孤島現象;
    安全監測預警;
    安全生產教育培訓虛擬仿真;
    災變發生時的可視化應急救援調度指揮。
            

礦區全景:烏山露天礦 

圖某礦區全景 

圖礦體及井巷工程模型

圖井下生產過程仿真

水泵房

北科大信集閉教學演示系統

圖露天卡調實時監控

圖視頻監控系統集成

 圖有毒有害氣體監測與分析

圖局部撤離路徑優化

四.社會效益及經濟效益
    (1)社會效益
    1 塑造企業形象,提示競爭能力
    通過三維綜合管理平臺的建設,能夠更直觀準確的展現出企業的生產場景和主要工況信息,使各級管理人員能夠對企業韻整體情況有更加深刻的了解和認識。相對以往普通的二維圖紙展示和單調的視頻展示,基于人機交互的三維可視化技術,帶給用戶更強勁的視覺沖擊。無疑會提升企業形象,達到宣傳的目。
    2 大幅提高生產調度,應急指揮能力
    通過三維綜合管理平臺的建設,一方面,可以實時監測主要工作場所的生產環境,結合各個業務系統的實時數據,可以進行綜合分析和安全評價,當災變發生時刻自動扁動應急預案,從而為防災減災贏得時間,最大限度的減少人員的傷亡和財產損失。一方面,在日常的生產過程中以及應急搶險過程中,可以利用三維綜合管理系統,統一認識,達成共識,使用三維綜合管理系統可以消除了二維認知的差異,使現場環境清晰地展現在眼前,從而使決策效率更高,大幅提升管理者的調度和指揮能力。
    3 節省決策時間,降低決策風險
    通過三維綜合管理系統的數據資源特性,可以為企業生產與決策提供高質量的數據保障。通過三維綜合管理系統的時效性,可以節省決策時間。兩方面結合起來,可以提升決策質量,降低決策風險。如在礦山生產階段,可根據精確的地測數據和不斷更新的各類信息,進行礦體精細建模,結合生產自動化提供的數據,和各類監測數據,可以動態調整生產布局,優化采掘設計。相比以往的平面圖,決策的效率大大提離。
    4 為統一指揮,協調發展建立基礎
    企業發展需要從宏觀角度作出正確的規劃,但因為信息系統建設的歷史原因,導致信息孤島大量出現,企業難以及時匯總,統籌各個方面的信息,從而無法做出宏觀決策。基于三維綜合管理系統,礦山的生產狀況,環境信息,設備運轉情況,人員考勤情況,系統運轉情況在統一的可視化環境下呈現,管理者可以站在全局的角度來協調各個都門,各個環節的發展。
    5 能夠提高運轉效率,提升執行力
    企業傳統的金字塔的管理方式,使得各部門之間信息隔離,礦山企業各級之間溝通不暢,執行效率不高。通過三維綜合管理系統的建設,礦山企業各部門之間可以直接基于統一的工作場景進行橫向溝通,各級管理部門之間可以縱向交流,因為平臺的統一,所以信息的準確性,時效性大大提升,可以實現企業管理過程的透明化,從而提升決策效率,執行力在潛移默化中得到提升。
    (2)經濟效益
    1 高效培訓與應急演練
    通過DMMPS系統三維虛擬現實模擬現場,極大提高新進員工對礦山熟悉培訓效率,增進其對礦山各個業務系統了解,達到減少50%培訓時間的目標,大大減少應急預演的成本。
    2 整合業務系統,節約維護成本  
    通過DMMPS整合礦山分散獨立的人員定位、監測監控等業務系統,使得一次性投入和后續維護成本至少減少20%。
    3 支持擴展,避免重復開發
    DMMPS系統框架支持擴展,使得礦山后續信息系統能夠完美接入,基于mps系統上部署業務系統成本節約20%以上。

 

 

礦山復雜生產系統建模;
基于物聯網技術的數據采集;
礦山生產過程模擬;
海量生產過程數據管理;
基于3DGIS的空間分析;
可視化分析、決策平臺;
強大的二次開發能力。

 

特點與特色

1)系統級綜合服務:VR系統是系統級的集中管控平臺,能做到將各獨立的子系統級的數據進行耦合統計分析和決策。
2)綜合輔助決策:輔助決策的前提是信息獲取全備、實時、準確,由于一般的綜合決策都需要來源于不同的子系統數據,VR系統在于外界硬件數據通訊接口方面有很好的適應能力,能夠很好地利用第三方離線數據和實時數據,為綜合輔助決策提供重要數據依據。
3)三維真空間再現:VR系統是三維虛擬現實系統,可擴展到做大屏幕、立體顯示、三維電子沙盤等高端應用;
4)三維地理信息系統服務于礦山:VR系統不僅僅是虛擬現實展示系統,同時還是3D-GIS的應用系統,將GIS空間信息在平臺中得到展現和應用;
5)語音感應交互技術的應用:語音識別技術作為新型交互手段目前應用于礦山的設備搜索、人員定位、視頻監控,使得交互方式更加便捷,減少了傳統的大量界面UI操作。該系統將語義劃分為規則,并進行編碼解譯,系統內部通過良好的設計可以擴展新的詞匯和規則,而不需要對原有模塊進行任何修改,以此滿足用戶的指令增加需求。
6)智能視頻攝像頭優選與定位技術:系統充分發揮了3DGIS在通視分析、空間地理坐標分析的優勢,實現了事故發生時攝像機自動優選與定位問題,避免了以往繁瑣的人為判斷、手動調節的步驟,也滿足了事故發生時快速響應的迫切需求。
7)與礦山設計和生產計劃軟件兼容:面向礦山行業的專業軟件如Surpac、Micromine只公布了有限的向往通訊接口,而VR系統在底層完全與業內專業的Dimine平臺軟件實現了數據的互通,使得生產前的研究設計成果、生產過程中的計劃成果、路網維護成果也能進入VR系統,使得三維系統不是與研發和生產脫節,而是緊密結合,發揮作用;
8)與生產執行系統結合:VR系統通過與生產執行層面的相關的數據和業務流程發生作用,使得三維可視化系統與用戶業務系統關聯起來,提高工作的效率,降低溝通成本,展現更加直觀。
9)數據專業化存儲與管理:數據存儲物理結構標準化、支持網絡化共享訪問數據、大型空間數據庫的支持、數據訪問服務化;
10)擴展性強:基于該平臺的提供的強大二次開發功能,可以很方便地實現相關應用:比如培訓、應急訓練等。
11)一體化集團級管控平臺:VR系統基于三維地理信息系統平臺,能方便地實現集團公司的礦山管理,實現集中管控。

 DM MPS數字礦山VR系統應用場景:
1、礦山電子沙盤;

圖 1首云礦山 

 

圖 2 月度生產計劃

圖 3 地下礦體與巷道

圖 4 露天境界

 圖 5 采空區

圖 5 烏山露天卡調與監控檢測系統 

圖 6 烏山露天卡調與監控檢測系統

 圖 7 烏山露天卡調與監控檢測系統

2、工藝流程編輯與展示;

 3、生產作業環境監測

 

 4、生產過程監控與調度

 

 

 

 

 

圖 7 通風排水系統檢測

5人員跟蹤與定位

 

6救災演練 

 

7應急指揮

 

8教育培訓

 

 圖 8 信集閉教學演示系統

1.VR系統在內蒙古烏山銅鉬礦業有限公司
    接入子系統:露天卡調三維可視化管控系統、路網三維可視化維護系統、配礦資源可視化管理系統;
2.北京科技大學綜合礦山教學系統
    接入子系統:信集閉系統、人員定位系統、監測監控系統。
3.同煤集團同忻煤礦三維調度指揮系統
    接入子系統:水泵監控子系統、環境檢測子系統、原煤倉監控子系統、風機監控子系統、膠帶運輸集控子系統、綜采面監控子系統、瓦斯抽放監控子系統、注氮監控子系統。
4.開磷礦業馬路坪礦三維可視化管控系統
    接入子系統:通風子系統、排水子系統、供電子系統、皮帶運輸子系統、井下破碎子系統、充填制備子系統、計量子系統、視頻監控子系統和避災子系統。
5.云南銅業獅子山銅礦三維可視化管控系統
   
接入子系統:環境監測子系統、通風子系統、排水子系統、地壓子系統、視頻監控子系統、人員與車輛定位子系統。
6.中國黃金集團總部三維可視化調度指揮系統
    第一期接入礦山:湖北三鑫礦、內蒙太平礦等共6個示范礦。接入子系統有人員與車輛定位子系統、環境監測子系統、通風子系統、排水子系統、供電子系統、地壓子系統、計量子系統、視頻監控子系統。
7.云南馳宏鋅鍺會澤采選廠三維可視化管控系統
    接入子系統:環境監測子系統、通風子系統、排水子系統、地壓子系統、視頻監控子系統、人員與車輛定位子系統。
8.武鋼金山店鐵礦三維可視化管控系統
    接入子系統:環境監測子系統、通風子系統、排水子系統、地壓子系統、視頻監控子系統、人員與車輛定位子系統。
9.西部礦業錫鐵山礦通訊與人員定位系統
10.西部礦業獲各琦礦通訊與人員定位系統
11.湖北大冶銅綠山銅鐵礦人員定位系統

 

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