煤炭企业感知矿山建设思路应用分析

基于同煤集团铁峰煤业公司感知矿山项目的建设经验,本文提出了以信息化标准体系和虚拟化数据中心为基础,以综合自动化、工程数字化和管理信息化为支撑,以可视化集成平台为导向来实现感知矿山的建设思路,并对两大基础、三化建设和可视化集成平台的具体功能建设情况进行了系统介绍。经过铁峰公司建设实际效果分析,论证了本文提出的感知矿山建设思路的可行性和重要意义。     

基于OpenGL的虚拟矿山系统的研究

利用计算机虚拟现实技术实现矿井三维可视化是虚拟矿山系统的重点,分析了基于Open GL开发虚拟矿山系统的基本原理和关键技术,通过改进的Open GL选择算法,实现了选择三维图形对象,获取属性信息和进行空间查询分析,使用Open GL纹理映射技术,使巷道的显示更有真实感,对矿山设备分类建立了三维模型,基于此技术研究,构建了一个小型的虚拟矿山系统。     

浅谈铜坑矿矿山数字化建设

数字化矿山是为实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。结合当今世界科技的发展水平及我国矿山现阶段的技术装备与管理水平,铜坑矿在矿山数字化建设中充分运用了信息化技术为企业打造了一个数字化平台。     

数字化矿山建设中存在问题分析及对策

分析了我国数字化矿山建设的现状及存在问题,并结合实际情况从转换管理方式、优化平台、建立专业级控制中心、加强大数据应用和管理、完善信息采集和展示方式几个方面提出了相应对策,为最终建立完整的可预测、预控、辅助矿方科学决策的可视化矿山平台,实现减人提效、人本安全提供参考。     

空间数据可视化的研究与发展

随着3S技术的融合和空间信息处理技术的发展和广泛应用,空间数据的可视化以及基于可视化技术的空间分析、空间数据挖掘和知识发现已经发展成为空间信息处理的重要手段和关键技术。可视化方法已由数据的空间展现逐步发展成为可以表现数据的内在复杂结构、关系和规律的技术。由静态空间关系的可视化发展到表示系统演变过程的可视化。可视化方法不仅用于数据的理解,而且用于空间知识的呈现。可视化技术充分利用了人对于色彩和空间的敏锐的感知能力使人机有机地融合,在空间信息和知识的发现过程中发挥着重要作用。该文总结了空间分析中可视化技术的研究成果,分析了可视化技术的发展现状,给出了可视化方法的分类。从认知和空间数据所表征的客观对象的复杂性及非线性动力学特征分析了其发展演化规律的可视化方法,并对空间数据可视化技术的现状及发展趋势进行探讨。     

地下矿可视化管控系统空间数据模型

为了满足地下矿可视化管控系统可视化表达、空间分析、自动化建模与模型动态更新功能的需要,分析了矿山空间现象的特征与典型的三维空间数据模型,据此设计了一种包含三维骨架模型、顾及拓扑面向实体的三维矢量空间数据模型(TEVDM)和八叉树块段模型(OBM)的混合时空数据模型。该模型利用TEVDM和OBM表达空间实体的精确边界和内部属性,引入网络化、层次化、参数化的实体与网络复合模型(PENDM)来描述井巷工程与生产系统的骨架,引入行为模型描述具有行为特征的人员和设备,利用复杂要素对具有完整语义的要素集合体进行描述。最后给出了用该模型描述矿山空间现象和进行空间分析应用的示例,表明该模型比传统模型在矿山领域具有更好的实用性。     

空间应用仿真支持平台的研究与实现

为了直观、有效的对空间任务的实体、非实体对象进行实时虚拟仿真可视化展示,将虚拟现实技术应用到航天领域,建立了空间应用仿真支持平台.该平台研究并尝试应用ICE中间件通信技术在异构三维仿真系统环境中实现高效的数据传输;在功能上,利用仿真数据为驱动,实现多种空间任务的实时仿真从而为空间任务的技术和成本进行可行性论证及立项论证的分析和评估.实验验证了该平台的实际应用价值.     

三维建模及可视化在矿山管理中的应用

鉴于当今煤矿事故的频繁发生,探索一种高效、安全的现代化矿山管理方法是当前趋势。随着科技的发展,GIS已经作为一种解决空间可视化问题的高效手段得以广泛应用。本文应用GIS原理,在分析了矿山三维建模及可视化的关键技术之后,结合徐州某煤矿三维建模的开发及应用,对矿山现代化管理做了一个初步说明。     

基于VTK的矿体三维可视化研究与实现

矿体三维可视化是矿业软件研发、数字化矿山建设的基础和重要内容。结合大型矿业软件系统DiMine的开发实践,对VTK的体系结构进行了分析,在此基础上对VTK的cell类型及数据集类型进行了扩展,并设计实现了相应的类,利用VC++开发工具开发了一种新的矿体三维可视化平台。研究表明,该平台在可视化性能以及分析结果展示等方面比当前国外主要矿业软件具有更大的优越性。     

矿井通风三维仿真系统设计与实现

为了保障地下矿山工作人员的安全,服务于矿山实际生产的需要,在数据处理和系统界定的基础上研究了矿井通风原理,并建立了通风网路、通风动力和通风控制设施等通风系统模型.结合计算机仿真和计算机网络技术,提出了一套基于网络的三维可视化仿真技术体系,设计并实现了以B/S结构为平台的矿井通风网络三维可视化仿真系统.并以某地下矿山为实例进行了通风系统建模与仿真的验证,结果能够反映矿山井巷工程的三维空间位置及拓扑关系,符合矿山通风系统正常运行状况,可为通风系统的计算机辅助设计及采矿计划的制定提供参考.     

悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

基于三维仿真的输（调）水系统实时调控实现平台研究

以南水北调中线工程为例,研制基于三维仿真的输(调)水系统的实时调控实现平台。研究虚拟仿真平台的构建、海量数据的分页调度、碰撞检测、闸门建模等技术,实现场景三维可视化与漫游、二维导航图与三维场景的实时联动、基于三维场景的集成查询与显示、基于水量调度模型的调水方案的分层显示、基于水动力学模型的三维水面动态模拟和流场动态可视化、基于实时调控的闸门可视化动态仿真等功能。该平台可为南水北调中线工程运行管理决策支持系统建设提供技术支撑,并为相似工程提供借鉴。     

虚拟现实技术及矿井工业广场的可控可视化研究

根据煤矿设施规划与设计的特点 ,研究了实现矿井工业广场计算机立体模型可控可视化的技术途径 ,并应用虚拟现实开发软件MultiGen进行建模、在Vega中渲染、驱动 ,实现了矿井工业广场的可控可视化 ,为矿井总平面布置迅速提供多个三维可视化的方案 ,为其合理选择提供科学依据 ,而且为矿井工业广场的物流管理提供了先进、快捷的手段 ,也为虚拟现实技术在矿业工程中的进一步开发与应用奠定了基础     

An integrated VR–GIS navigation platform for city/region simulation

This paper introduces a virtual city oriented VR–GIS platform which synthesizes several latest information technologies including virtual reality, 3D geographical information system, remote sensing, and multi‐dimensional visualization. The platform is a seamless integration of VR functions and GIS analysis methods, which can be used to organize and present massive spatial data. It also supplies 3D spatial analysis functions, 3D visualization for spatial process and natural simulation, and serves as an engine platform for digital city. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

森林场景可视化和林火模拟仿真技术研究综述

森林是生态环境系统的重要组成部分。随着气候变暖,恶劣气候气象条件造成全球森林火灾频繁发生,给国民经济和消防救援带来巨大挑战,森林火灾已成为全球主要的自然灾害。因此,森林场景可视化建模、3维场景仿真、林火模拟仿真、火场复现、预测和灾害评估成为林业虚拟仿真研究热点。本文对树木形态结构建模技术、森林场景大规模重建和实时渲染、森林场景可视化、林火模型和林火模拟仿真等前沿技术和算法进行综述。对相关的林木、植被的形态结构表达和真实感可视化建模方法进行归纳分类,并对不同可视化方法的算法优劣、复杂度、实时渲染效率和适用场景进行讨论。基于规则的林木建模方法和基于林分特征的真实场景重建方法对大规模森林场景重建技术进行分类,基于物理模型、经验模型和半经验模型对森林火灾的林火模型、单木林火、多木林火模拟和蔓延进行总结,对影响林火蔓延的不同环境气象因子（如地形地貌、湿度、可燃物等）和森林分布对林火发生、扩散和蔓延的影响进行分析,对不同算法的优劣进行对比、分析和讨论,对森林场景可视化和林火模拟仿真技术未来的发展方向、存在问题和挑战进行展望。本文为基于森林真实场景的森林火灾模拟仿真和数字孪生沉浸式互动模拟系统的构建提供了理论方法基础,该平台可以实现森林场景快速构建、不同火源林火模拟、火场蔓延模拟仿真以及不同气象影响条件的火场预测,可对森林火场救援指挥、火场灾害评估和火场复原提供可视化决策支持。     

核电站三维设计验证平台的开发

本文利用虚拟现实技术开发三维设计验证平台,从而优化设计,直观地分析设备的可达性、可拆卸性和可维护性,为现场施工、调试、运维等提供虚拟仿真平台进行方案预演和反馈.其中结合核电站三维模型的特点,重点分析虚拟现实软件与三维设计软件之间的接口转换问题,核电站庞大的三维模型轻量化问题.     

基于OGRE的煤矿安全虚拟现实3D软件设计与实现

随着煤矿安全的数字化管理,基于3D技术的煤矿系统虚拟现实成为煤矿安全中进行安全培训的重要技术手段。本文以OGRE引擎为软件开发环境设计煤矿安全虚拟现实3D软件,阐述OGRE的软件结构、煤矿安全虚拟现实3D软件的构成、3D模型的建模方法和实现方式,设计具有运动功能的3D模型的操作和控制方法。对煤矿安全管理和数字化煤矿的建设具有现实意义。     

基于3D GIS技术的三维虚拟矿井设计研究

为了真正实现全矿井"监测、控制、管理"的一体化,必须全面构建矿井采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统——三维虚拟矿井。文章提出了基于3D GIS技术、全面融合全矿井自动化系统构建三维虚拟矿井的设计方案,简要介绍了3D GIS关键技术,较为详细地介绍了三维虚拟矿井系统的软件体系结构、系统功能和数据库的设计。该系统直观地反映了矿井的环境状态、设备状态、人员状态,拥有实用的各专业子系统分析功能,可使矿井各级生产管理部门、安全监察部门直观、快速、全面地了解矿井生产状况和事故原因,为矿井生产管理人员实施调度指挥提供决策依据。该系统也是煤矿的基础信息平台,可以向更高级的各类煤矿生产管理软件和各专家系统提供数据接口。该系统的成功开发将会极大地提升煤矿安全水平,为"数字矿山"建设提供基础服务。     

A Network Scheduling Strategy of Android-Based Virtual Reality System

Mobile platform develops rapidly in recent years, with its performance and capacity increasing. A large number of virtual reality applications such as 3D simulation and visualization have appeared on mobile platform. However, due to restrictions, such as the lack of computing resources and the limited network bandwidth, the virtual reality systems on mobile platform could not have comparable performance as their peers on desktop platform. Taking resource restrictions into consideration, trade-offs have been made regarding the display of virtual reality systems. We propose a unified network scheduling strategy based on asynchronous multi-thread, database cache, prioritization and elimination of overdue requests. This strategy has been tested on the prototype system of virtual reality system on Android. The results demonstrate higher network resource utilization and better user experience.     

可视化协同导向钻井虚拟环境

针对传统导向钻井技术中信息展示方式和工作方式的不足,基于虚拟现实、CSCW和Agent等技术构建一个可视化协同导向钻井虚拟环境,为不同地点的钻井技术人员和专家提供协同工作平台,提高了钻井效率。描述虚拟环境的体系结构及其主要技术,包括钻井对象三维可视化、服务器与客户端的通信、协作成员的管理和多用户并发控制。