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1、河北钢铁铁集团矿矿业公司司数字化化矿山建建设一期期工程矿山信息息集成管管理平台台开发方案案建议书书河北钢铁铁集团矿矿山设计计研究院院东北大学学系统工工程研究究所东北大学学秦皇岛岛分校20100年111月10日目 录1 项目目提出的的背景及及意义112建设数数字矿山山的作用用和意义义23数字化化矿山的的总体方方案及其其建设进进程43.1数数字矿山山建设的的目标443.2 数字化化矿山的的逻辑结结构43.3河河北钢铁铁集团矿矿业公司司数字化化矿山的的总体需需求63.3.1数据据中心功功能73.3.2 三三维矿业业软件应应用功能能73.3.3 企企业管理理功能993.3.4 生生产动态态过程管管控一
2、体体化功能能93.3.5 矿矿山信息息管理系系统的实实时更新新103.3.6 与与ERPP系统的的兼容1103.4 河北钢钢铁集团团矿业数数字化矿矿山建设设进程安安排1004矿山信信息集成成管理平平台系统统需求分分析1114.1 河北钢钢铁集团团矿业矿矿山信息息管理平平台研发发内容1114.1.1 数数字矿山山建模与与GISS平台开开发1114.1.2 GGIS平平台开发发环境1144.1.3 GISS平台开开发的原原则1444.2矿矿山信息息集成管管理平台台的数据据流程1155矿山信信息集成成管理平平台系统统设计方方案1555.1 系统开开发的总总体思路路155.2系系统架构构（硬件件软件）
3、165.3 应用软软件系统统的主要要功能1175.4 应用软软件系统统数据库库总体设设计1775.4.1 矿矿山信息息的结构构特征1175.4.2数据库库设计方方案1995.5 系统开开发的关关键技术术226系统开开发的可可行性2236.1 技术可可行性2236.2 经济可可行性2247系统开开发流程程、进度度计划安安排244- 25 -河北钢铁铁集团矿矿业公司司数字化化矿山建建设一期期工程矿山信息息集成管管理平台台系统开开发方案案建议书书1 项目目提出的的背景及及意义河北钢铁铁集团矿矿业公司司目前正正以“新矿业业、大矿矿业”的发展展要求，努努力打造造“国内最最大、国国际一流流”的矿山山企业。
4、矿矿业公司司以科学学发展观观为指导导，以服服务钢铁铁主业为为宗旨，以以打造钢钢铁粮仓仓为目标标，按照照集团公公司“掌控资资源、增增产增效效、做大大做强”的总要要求，高高起点谋谋划，高高品质打打造，高高效率推推进，加加快实施施“双一体体两翼一一补充”发展战战略，力力争到“十二五五”末，使使铁精矿矿产能达达到35500万万吨规模模。公司司以四个个一流即即“管理一一流、队队伍一流流、产品品一流、环环境一流流”为目标标，重点点加强精精细管理理。矿业业公司最最近根据据省委省省政府和和集团公公司“十二五五”发展规规划编制制视频会会议精神神，研究究部署了了矿业公公司“十十二五”发发展规划划编制和和公司当当前
5、及明明年重点点工作。矿矿山设计计研究院院按照矿矿业公司司的部署署，目前前正在研研究编制制科技创创新和科科技发展展方面的的发展规规划。在在编制科科技发展展规划的的同时，矿矿山设计计研究院院根据四四个一流流的精细细管理目目标，提提出了数数字化矿矿山建设设的思路路，其主主体思想想是：紧紧紧围绕绕公司的的发展要要求和总总体目标标，以数数字矿山山建设为为技术平平台和重重要手段段，切实实落实精精细管理理方针，实实现精细细管理目目标。“数字化化矿山”(Diigittal Minne)是是随着计计算机技技术、微微电子技技术、信信息技术术和网络络技术的的迅速发发展近几几年提出出来的新新概念。“数字化矿山”是对真
6、实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个能够真实反映矿山本体、矿山开发与运行过程的“虚拟矿山”。数字矿山是以计算机及其网络为手段，把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工，应用于各个生产环节与管理和决策之中，以达到生产方案优化、管理精细化和决策科学化的目的。数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化。 矿业公公司的数数字化矿矿山建设设以精细细化管理理为中心心任务，在在矿山技技术、管管理标准准、规范范、制度度的建立立与执行行的约束束环境下下，建立立矿山系系统的数数据库、三三维地质质信息模模型、矿矿山地理理信息系系统、矿矿山安
7、全全监测系系统、采采矿技术术、计划划和设计计服务系系统、选选矿工艺艺流程监监控、管管控系统统、矿山山生产经经营管控控系统。 本项项数字化化矿山建建设与EERP系系统相结结合，与与ERPP系统相相衔接。数数字化矿矿山建设设主要以以矿山地地质、资资源储量量、采矿矿技术计计划、设设计、矿矿业公司司各矿山山地理信信息和矿矿山全息息数据信信息、矿矿山安全全监测、矿矿山生产产工艺监监控等项项目为主主要管控控目标，实实现公司司对各矿矿山资源源、采选选生产工工艺、安安全系统统的可查查、可控控、可追追逆、可可优化，实实现领导导对矿山山系统信信息的在在线即时时掌控，达达到即时时、全面面、准确确地管控控矿山的的安全
8、与与生产经经营状况况，从而而实现精精细化管管理的目目标。数字化矿矿山概念念包含三个层次次：(1) 将矿山山中的固固本信息息（即与与空间位位置直接接有关的的相关固定的的信息，如如地表地形地貌貌 , 水文地质质及地质质构造、矿山地地质储量量、开拓拓开采方方案、已已完成的的采矿工程程等）数数字化，按按三维坐坐标组织织起来一一个数字字矿山，全全面、详详尽地刻刻画矿山山的整体体面貌；(2) 在矿山固固本信息息数字化化基础上上，进一一步嵌入入矿山开开发与运运行相关关信息（即即空间位位置间接接有关的的相对变变动的信信息，如如储量、安安全、机机电设备备、人事事、生产产、技术术、营销销等等）组组成一个个意义更更
9、加广泛泛的多维维的数字字矿山。(3) 在多维维数字矿矿山基础础上，融融合现代代计算机机控制技技术、管管理决策策技术，自自动控制制技术等等对整个个矿山的的开发与与运行进进行科学学的预测测、规划划、计划划、组织织、控制制和检测测，提高高矿山资资源利用用水平、提提高矿山山企业生生产运作作效率，提提高矿山山企业安安全生产产水平、增增强矿山山企业的的竞争力力，使之之实现可可持续的的发展。2 建设设数字矿矿山的作作用和意意义数字矿山山的主要要研究内内容包括括矿山科科学技术术发展战战略、共共享矿山山数据资资源、矿矿山可持持续发展展战略、矿矿山经济济发展、矿矿山安全全和矿山山科学技技术创新新的需要要等，它它把
10、关于于矿山系系统的原原始数据据流转换换成可以以理解的的信息，转转换成具具有矿山山经济价价值的知知识。数字化矿矿山是在在测量、地地质、采采矿、选选矿、安安全等各各个专业业知识和和技术资资料比较较完备的的基础上上,结合合相应软软件建立立起来的的三维模模拟图形形,可以以相当真真实地立立体展示示地质形形态和生生产现场场实际情情况。矿矿业数字字矿山模模型是把把地质勘勘探、资资源估计计储量、测测量数据据收集等等导入成成三维视视图,同同时融合合了露天天采矿和和地下采采矿设计计等,它它涵盖了了地面状状况、矿矿体赋存存、断层层、水文文地质等等从地表表到地下下的、完完整的、具具体的地地质数据据;还能能设计多多种现
11、场场生产方方案及采采区闭坑坑复垦方方案、模模拟方案案实施效效果,模模拟再现现生产现现场的调调度指挥挥。管理者不不仅可以以通过不不同设计计方案的的比较,实现最最优化的的管理;站在整整个矿山山或公司司的角度度,整体体评价和和管控各个个矿山、矿矿区、作作业面的的生产计计划,合合理调配配生产所所需的各各种资源源;还可可以在整整体设计计平台之之上,进进行动态态技术信信息交流流,及时时改进测测量、采采矿、地地质工作作和生产产管理过过程中出出现的不不足和漏漏洞。各各生产单单位也可可借助整整体设计计平台,根据生生产现状状科学合合理地进进行日常常生产计计划安排排。数字化矿矿山还可可以作为为检验监监测手段段,将矿
12、矿山边坡坡、排土土场、尾尾矿库、地地下采场场和采空空区等已已发生危危险的部部位所设设置的监监控设施施统一进进行在线线监控，进进行安全全的监控控预防；将其他他合作单单位提交交的测量量、勘探探、设计计等技术术资料进进行复核核,找出出其需要要进一步步完善的的部分,提高项项目成果果的精确确度,使使设计能能和矿山山实际生生产活动动相结合合,科学学推动矿矿山长远远发展。数字化矿矿山的意意义主要要体现在在以下两两个方面面：（1）改改变矿山山的生产产方式，在在矿山设设计、施施工、开开采、安安全、管管理、教教育、可可持续发发展、土土地利用用规划以以及科学学决策等等方面产产生广阔阔的社会会和经济济效益，促促进大型
13、型产业的的增长，提提供更多多的产业业机会、安安全监测测及决策策管理服服务等；（2）为为矿山科科学技术术的发展展提供了了强大的的动力。使使矿山规规划管理理具有更更高的效效率、更更丰富的的表现手手法、更更多的信信息量、更更高的分分析能力力和准确确性，从从而提高高矿山生生产和管管理的时时效性、有有效性、资资源优化化配置水水平、综综合实力力，促进进矿山的的可持续续发展，在在有准确确坐标、时时间和对对象属性性的多维维虚拟环环境中进进行规划划、决策策和管理理，在处处理矿山山复杂系系统问题题时帮助助人们更更好地建建立直观观感和全全局观念念。对于采矿矿业来说说,要走走科技含含量高、经经济效益益好、资资源消耗耗
14、低、环环境污染染少、人人力资源源优势得得到充分分发挥的的新型工工业化道道路,数数字化、信信息化是是其发展展的必然然趋势。3 数字字化矿山山的总体体方案及及其建设设进程数字化矿矿山的基基本特征征是以高高速企业业网为“路网”、以采采矿CAAD（MMCADD）、虚虚拟现实实（VRR）、仿仿真（CCR）、科科学计算算（SCC）与可可视化（VVS）为为“车辆”、以矿矿业数据据和矿业业应用模模型为“货物”、以真真三维地地学模型型拟（33DGMM）和数数据挖掘掘为“包装”、以多多源异质质矿业数数据采集集与更新新系统为为“保障”和以矿矿山GIIS（MMGISS）为“调度”。数字字化矿山山的最终终表现为为矿山的
15、的高度信信息化、自自动化、智智能化与与高效安安全开采采，直至至遥控采采矿和无无人采矿矿模式。数字化矿矿山建设设是一个个典型的的多学科科技术交交叉的新新领域，涵涵盖了矿矿山企业业生产经经营的全全过程。由由于矿山山企业普普遍具有有生产对对象（资资源）的的不确定定性、生生产过程程的动态态性、生生产环境境的恶劣劣性，因因此，数数字化矿矿山既不不是GIIS概念念的简单单延伸，也也不是一一般加工工企业EERP概概念的简简单复制制，而是是一个包包含两者者特征的的崭新的的概念。所所谓数字字化矿山山是采用用现代信信息技术术、数据据库技术术、传感感器网络络技术和和过程智智能化控控制技术术，在矿矿山企业业生产活活动的三三维尺度度范围内内，对矿矿山生产产、安全全、经营营与管理理的各个个环节与与生产要要素实现现网络化化、数字字化、模模型化、可可视化、集集成化和和科学化化管理，使使矿山企企业生产产呈现安安全、高高效、低低耗的局局面。3.1数数字矿山山建设的的目标 （11）应用用计算机机技术、网网络技术术、信息息技术、控控制技术术、智能能技术和和矿山生生产工艺艺技术，实实现企业业的经营营、生产产决策、安安全生产产管理和和设备控控制等信信息的有有机集成成。 （22）通过过应用软软件，实实现经营营管理科科学化，生生产计划划、生产产安全调调度、生生产过程程控制最最优化。（3
