数字化矿山仿真系统.doc

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1、数字矿山三维仿真管理决策系统解决方案煤矿生产环境条件复杂，煤炭开采活动中，存在着大量不安全因素，要保证人的安全，离不开对开采环境的真实了解——安全管理人员需要了解管理区域内存在的事故隐患;而煤炭开采矿工则需要有一定的安全知识和防范意识。由于受到各种环境因素的限制，人类不可能采用实际模拟的方式，使每个人均能置身于真实的环境中，有时真实感受安全的状况也是不安全的，因而需要有一个能够模拟真实环境的系统来辅助人员感受这种环境。满足这一需要的最先进适用的技术就是煤矿三维可视化虚拟现实技术。 三维矿山仿真系统以Converse3D虚拟现实平台为基础建立的矿山安

2、全生产指挥决策平台，为采矿领域的科研管理和工程人员提供身临其境的矿山体验和研究环境，其高度的逼真性、实时的人机交互性、强大的管理决策系统，让广大科研管理和工程用户在实验室、办公室中就可以对矿山进行测监控制，实时反映矿山安全生产信息和整体情况。矿山模拟为采矿领域的科研管理和工程人员提供身临其境的矿山体验和研究环境，其高度的逼真性、实时的人机交互性、强大的管理决策系统，让广大科研管理和工程用户在实验室、办公室中就可以对矿山进行测监控制，实时反映矿山安全生产信息和整体情况。一、矿山环境的模拟运用虚拟现实技术将矿山的整体规划设计、矿山内矿床、巷道和建筑间的

3、相互关系非常直观生动地表现出来，使观看者可以一目了然地表面矿山的空间组成和结构  二、 工艺流程模拟全面仿真模拟演示煤矿井下巷道挖掘、矿体打眼与爆破、矿石存储与运输、选矿采煤等现实场景，用户可以在虚拟的地形、地层、巷道环境中任意漫游观看甚至操作场景中的仿真器械。可以按照预定规则在巷道网中运行以检验列车组的运行方案是否可行或测试方案效率。使用虚拟仿真技术也可以对凿岩台车的打眼、矿体爆破、铲车铲运矿石、矿石从竖井或溜井输送、运矿列车运输矿石这整个过程进行仿真或展示。事故发生过程模拟仿真　　与真实试验数据或仿真控制模型相结合以后，可以对矿山的各种事故过程

4、进行仿真分析，在虚拟的巷道模型中，基于真实试验数据或仿真控制模型可以实时计算出仿真对象的变化，在三维环境中实时、逼真地显示出来，二者结合实现对某种事故发生过程进行仿真。如瓦斯的扩散过程可视化仿真、发生透水时的巷道内水流及水位变化过程仿真、爆炸产生的烟雾在巷道内的扩散等均可在虚拟环境中进行可视化仿真。仿真用的计算模型或物理数据既可以来自真实的试验，也可以来自专业领域的仿真计算软件，可视化仿真系统提供对他们的数据接口即可。事故救援过程仿真与指挥　　　由于事故性质的原因，事故过程的实物模拟非常困难，而虚拟仿真技术为事故的模拟和仿真提供了新的手段，各种单元

5、试验获得试验数据以及计算模型都可以在虚拟矿山环境中融合，从而可以对事故的发生原因、演进过程、造成的结果进行可视化的仿真研究，为事故的预防和救援提供依据。实际事故的救援效率对于抢救人员生命、减小事故损失具有极大影响，建立矿区地表和地下三维环境、矿道和矿井三维模型、各类设备的三维模型，集成到一个虚拟矿山环境中，结合今后将会推广使用的井下无线电通信和定位系统，事故发生时可以定位每一个被困人员在井下的精确位置，并能查询人员附近的各类设备信息，从而可以为抢险救援指挥提供有力帮助。使用Converse3D虚拟社区系统实现应急推演，以低成本、跨地域的方式进行各种

6、救援演练，人物以化身登陆系统行使应急演练规则规定的行为，如同亲临救援现场一般。并可进行应急知识考核，促进人员应急救援水平的提高。三维可视化监控现代矿山工业中，各类传感器被广泛应用，如火灾报警传感器、瓦斯报警传感器、视频监控传感器、各类压力和位移传感器等。这些传感器对于监控各类设备的运行以及井下各种情况举重要作用，然而目前这些传感器信号分别单独处理，未能集成到一起，且信号多以数字、文字、符号的形式表现，与真实环境相差较远，所以未能得到充分应用。数字化矿山技术与虚拟现实技术相结合，可以融合所有的传感器数据，使得矿山系统的监控方式得到革命性的进步，并可与

7、事故救援、运行调度等相结合，实现矿山生产的数字化。设备的三维管理与定位该部分实现了矿山基础数据和三维场景的无缝整合，实现了数据库->二维网页->三维设备及三维设备->数据库->二维网页的数据传递链条。1、三维测量：矿井三维模型完全基于真实精确的大地坐标系建立，模型中的每一点都具有真实的三维地理坐标。三维空间测量功能可以测量三维空间的距离、面积、体积；2、模型动态添加与变换，动态添加模型，并可任意移动、旋转、复制模型；3、相机游历动画的录制与播放；4、场景内资源清单及所有模型的三维查询。