基于Web3D技术的煤矿BIM模型集成及可视化研究

针对煤矿数字化及BIM技术的应用现状,研发了基于开源三维引擎的Web3D可视化平台,以免插件、轻量化和跨平台的技术路线要求,对比主流基于WebGL的开源三维引擎框架,设计符合BIM模型可视化要求的矿用要素类数据描述结构管理信息模型。开发实现基于三维引擎的场景管理、模型可视化渲染和二三维界面融合功能,并基于现有相关BIM标准进行文件解析,将模型和属性信息的集成、转换和轻量化处理,利用Revit、AutoCAD、Civil3D、Bentley、NavisWorks等不同领域BIM设计和建模软件进行模型检验和集成,最后在Web3D可视化平台进行模型发布与可视化展示。提出了面对煤炭行业BIM技术应用亟待解决的问题、关键技术路线及组件,总结了跨煤矿设计、建设、运营不同阶段的BIM模型应用价值和应用场景。     

基于SOA的煤矿三维可视化系统研究

针对现有煤矿系统的信息孤岛问题,提出了采用SOA架构来实现煤矿信息系统集成的方法。设计了基于SOA的煤矿三维可视化系统,介绍了混合建模技术,并采用Opengl和3DMAX绘制整个煤矿系统中的实物图像,构建虚拟三维场景。在Visual Studio 2008平台上建立三维可视化界面,利用视点漫游技术初步实现了信息系统集成及其可视化。     

基于Revit二次开发技术的井巷工程设计与应用研究

针对传统煤矿设计存在的设计量大、图算量复杂等问题，通过分析煤矿工程正向设计需求，将煤矿井下复杂的采掘系统以直观、立体的方式呈现，提出基于Revit平台的二次开发思路，对Revit进行二次开发，从该平台上拓展应用功能，提升BIM系统中Revit平台对煤矿工程设计行业的适应性。通过实例验证，开发设计贵州黔鑫煤矿井下煤矿主要构件，并给模型构件赋予相应属性参数，完成其工程量自动统计，并结合其他BIM软件设计井下三维数字化模型，提高了设计质量与出图效率，提升了数据与图像之间的联动性，为BIM技术在煤矿工程正向设计中的应用提供参考，以期进一步推进数字化矿山建设的进程。     

基于Unity3D的虚拟矿山漫游仿真系统设计与实现

针对三维虚拟矿山系统在高逼真度、强交互性和跨平台等方面的不足,提出了一种基于Unity3D平台的三维虚拟矿山的实现方法。其主要过程：采集矿山的地形地质等三维坐标数据、属性数据,建立矿山三维模型,并导入到Unity3D引擎中,对数字矿山进行实时渲染并实现三维模型数据与二维空间数据整合,在此基础上利用C#语言编写脚本实现系统功能,最后将虚拟矿山漫游仿真系统移植到多个平台上。根据唐山钱家营煤矿的测试结果,该系统实现了在3种平台(Windows、安卓智能手机、Web网页)上均流畅运行,画面真实,界面友好,实现了虚拟矿山漫游仿真以及矿山属性信息的查询等功能。     

透明化矿山管控平台的设计与关键技术

在分析国内外研究现状的基础上,提出了透明化矿山的概念和核心内容以及构建透明化矿山需要遵循的5个原则,并基于空间信息技术的最新发展,阐述了包括三维引擎层、智能煤矿平台层和生产操作层的透明化矿山系统构建的体系架构,并针对煤矿井上下空间对象的建模规范、多源时空数据的存储与集成、高精度地质体模型的构建和动态修正、海量数据三维可视化、机电设备模型构建与仿真以及自动化远程可视化控制等关键技术问题提出了解决方案,为矿山的透明化远程管控提供参考。部分技术已在阳泉煤业（集团）有限责任公司得到实际应用。     

VDC技术在工程施工可视化模拟中的应用研究

VDC技术是将三维BIM模型和进度计划相结合最终形成4D交互可视化管理技术,利用施工模拟软件Synchro 4D进行全过程虚拟可视化施工模拟,最终建立建筑工程可视化管理平台,通过工程实例表明基于VDC技术的可视化管理平台可以使得项目各参与方直观掌握和了解项目信息,有效改进和提高项目管理效率。     

基于Unity3D的数字矿山虚拟现实系统建设研究

对数字矿山三维可视化和数据建模技术进行了研究,利用虚拟现实技术,对矿区地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并基于C#开发语言和Unity3D平台建立了数字矿山虚拟现实系统。结果表明:数字矿山虚拟现实系统的建立,实现了矿山基础资料、设备设施、监测监控、应急指挥等信息的可视化管理,为矿山生产管理、安全运营、培训考核和应急救援等工作提供了综合性、可视化的管理决策平台。     

无人机结合BIM的边坡工程三维设计方法研究

近年来,无人机与建筑信息模型技术开始在工程建设领域得到重视,但在应用过程中也面临诸多问题。以某硅石矿山边坡工程为例,总结了一套基于无人机结合BIM的边坡工程三维设计技术方法流程,主要包括采用无人机倾斜摄影测量进行场地工程的快速精细化建模,以及采用Autodesk Recap、Infraworks与Civil3D等BIM技术进行工程的三维可视化设计。结果表明,该套技术方法流程完整可靠,具有普遍应用参考价值。     

基于物联网的煤矿可视化系统研究

针对煤矿生产系统中存在的信息异构问题,提出了基于物联网的煤矿可视化信息系统。该系统在基于物联网体系结构下,采用SOA架构和OPC技术,使煤炭生产的各个子系统有机结合,解决了现有煤矿信息系统中不同系统之间信息交互困难的问题。从物联网的应用层出发,设计了一个可视化的信息综合管理平台,通过这个平台,将井下采集的数据信息,通过OPC功能模块和以太网传输至三维功能模块,进行数据挖掘、态势分析和三维展示,从而实现对煤矿生产系统的可视化集成和管理。此外,本文采用TCP/IP网络技术,在已有平台上构建了煤矿井下广播系统。     

Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发

针对传统三维虚拟矿山在模型建模、信息交互、属性查询及应用平台等方面的不足,借助Unity3D实现实体矿山的虚拟仿真;通过搭建虚拟矿山仿真架构,利用AutoCAD、3d Max建立虚拟矿山的三维场景模型;基于Unity3D进行虚拟矿山的集成、辅助场景、漫游系统和避灾路线模拟。结果表明:虚拟矿山系统的建立,实现了矿山开采环境仿真以及开采过程模拟,为矿山安全培训教育、作业人员避灾自救及矿山应急救援组织决策等提供了三维立体仿真指导,对其他类似矿山的数字化建设具有一定的借鉴意义。     

基于WPF的断层三维可视化关键技术研究及实现

以定向钻孔为主要手段的煤矿断层探测分析过程中,针对计算工作量大、可视化程度低、反馈能力不足等问题,提出了以反距离加权法拟合煤层表面、以整体法进行断层形态仿真的断层三维可视化技术方案。设计研发了基于WPF框架的断层仿真及三维可视化系统,重点阐述了基于Helix 3D Toolkit开源类库的断层仿真及三维可视化的实现方法。     

数字矿山技术在生产中的应用

介绍了司家营铁矿从架设基础网络设施、应用生产可视化系统入手,切实开展数字矿山建设,实现了矿山采选过程的可视化管控。同时,通过信息技术、三维模型及Web平台的集成应用,实现矿山生产过程的透明化、可视化及管理控制的智能化、精细化,为矿山生产决策提供了可靠依据。     

三维虚拟矿井可视化平台系统

阐述了平台系统体系结构设计思路,介绍了COM多层体系架构的具体内容和特点,给出了系统核心组件和功能组件设计。基于VS2010+Direct3D的虚拟矿井可视化平台不仅能够迅速构建矿井虚拟环境,还具有虚拟巡视、设备管理、监测监控、人员定位和地质信息查询等功能;平台系统将三维可视化和虚拟现实等技术与一系列矿山生产实际工作结合起来,极大地提高"数字矿山"的技术水平。     

基于BIM技术的数字化矿山建模研究

在煤矿开采过程中,大部分矿山企业存在管理水平差、资源浪费严重、工作效率低等问题,BIM技术是近些年出现在工程领域的一种三维可视化建模技术,将BIM技术应用于煤矿工程中,创建高维度、高精度、高联动的信息模型,发展数字化矿山的研究理念,对解决这一问题具有重要作用.本文以贵州省某煤矿为研究对象,创建该矿山地质模型,井田开拓定...     

BIM技术在煤矿巷道设计中的应用研究

为了提升煤矿巷道设计质量,改善传统的信息利用模式,基于BIM技术研发了煤矿巷道三维设计系统并在工程实践中进行了应用,通过该系统能够快速、便捷地进行巷道的三维参数化设计、可视化展现与数据化表达,并能一键输出满足施工需求的工程图与统计报表,同时实现了BIM服务链的有效外延,对施工及运营过程具有重要意义,为数字矿山建设提供了基础支撑。     

基于三维地质建模的突水事故场景模拟

为了实现井下透水事故场景模拟,为矿山安全培训提供素材,以矿山数据为基础、可视化环境搭建为目标,通过多源数据分析、多建模方法融合和交互环境设计,使用面向对象图形绘制引擎（OGRE）开发了三维地质可视化系统平台。模拟结果表明,该系统能够应用于矿山透水事故模拟,三维地质模型可以再现突水事故发生过程的各个阶段。该系统可以在矿山生产的不同阶段,提供生产信息查询、事故场景模拟和安全教育培训素材,并为应急救援工作提供参考信息。     

矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术研究

以城市三维地质勘察管理信息系统为例，分析了地形三维数据模型的可视化表达与建模方法；基于组件GIS技术，通过将二维和三维空间信息统一在一个平台和数据模型下，建立了矿山三维地质勘察可视化管理系统。该管理系统可实现对数据的可视化管理及实时更新。可打印输出和三维显示地质图，并具有多种查询功能。对矿山地质体的空间数据管理和可视化表达，从理论、模型及技术实现上作了探讨。     

基于平行系统理论的矿山安全作业系统的建立

以数字矿山的三维可视化和虚拟环境为平台,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并以此为基础,探讨在真三维环境中集成矿山开发与运行的相关信息,解决数字矿山建设过程中基础信息不足、信息孤岛和可视化等方面的问题。通过建立三维数字矿山信息集成管理系统,实现对矿山开发与运行的科学预测、规划、控制和监测,对提高矿山企业的运作效率、安全生产水平,增强矿山企业的竞争力,实现可持续发展具有重要意义。     

三维数字矿山信息集成管理系统设计与实现

以数字矿山的三维可视化和虚拟环境为平台,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并以此为基础,探讨在真三维环境中集成矿山开发与运行的相关信息,解决数字矿山建设过程中基础信息不足、信息孤岛和可视化等方面的问题。通过建立三维数字矿山信息集成管理系统,实现对矿山开发与运行的科学预测、规划、控制和监测,对提高矿山企业的运作效率、安全生产水平,增强矿山企业的竞争力,实现可持续发展具有重要意义。     

矿井应急可视化指挥平台的开发与应用

针对井工煤矿各系统数据分散、无法基于三维GIS进行数据融合展示和应急辅助决策实时分析等问题，山东省邱集煤矿有限公司结合自身实际业务情况，构建了基于工业互联网平台技术架构的关键基础设施和应急可视化指挥应用，介绍了该平台的总体架构，详细阐述了数据采集与存储、三维井巷工程数字模型、基于图计算的空间集成分析等关键技术。通过在山东省邱集煤矿有限公司实际应用表明，该平台能够实现井工煤矿多维数据的综合查询和多维展示，既可提升矿山应急处置能力，又可为对其他井工煤矿应急管理平台的建设提供借鉴。