文摘
随着全球环保意识的增加,充填采矿方法吸引了广泛关注,因为这个方法可以实现安全、绿色开采地下金属矿山。回收废物尾矿在采场控制地下岩石运动,和表面沉降可以减少浪费污染环境同时确保采矿安全。尽管许多测试数据需要支持矿山回填方案的制定,回填的先进管理工具测试数据是不够的。在这项研究中,一个新的数据管理方法,适用于回填实验提出了。首先,本研究主要分析了系统需求,包括业务流程建模实验,实验流程梳理,和实验数据的多维查询。然后,总结了回填测试业务流程和数据流建立回填测试业务模型和实验指标体系。然后,许多系统功能设计,包括回填实验管理、实验数据查询,回填知识维护和系统管理。最后,回填土试验数据管理系统的开发基于B / S架构。开发一个数据接口,内置测试公式和自定义多维数据分析使数据采集系统来解决这个问题,会计数据和数据分析。投入使用后的回填工程实验室集团在山东,该系统提高了数据共享率和利用率,为实验室提供了一个方便的数据管理工具。
1。介绍
采矿活动每年生产多少吨废物尾矿。作为一种固体废弃物,尾矿大大损害环境的储备(1,2]。巩固了粘贴回填(CPB)可以填补地下采空区与固体废物、废矿渣和尾矿等。这种方法不仅减少了固体废物的产生量也稳定开采区域,从而避免了崩溃的表面由于存在一个地下空区。此外,CPB能有效保护周围的环境,完全符合当前主题的绿色矿业(3- - - - - -5]。
充填采矿方法比其他的更复杂的用于开采设计和生产组织(6,7]。确保矿井回填效果,必须依靠许多实验数据从实验室测试,半成品测试,和现场工业试验的回填参数选择和优化设计或回填系统的转换。因此,管理测试过程和测试数据尤为重要(8- - - - - -10]。
回填测试主题对应于矿井回填行业的问题,和不同的测试的测试方案设计主题(11,12]。然而,由于不同的研究人员和研究方法、试验方案是不同的(6,13,14]。回填测试平台的建设也需要协调各种因素,如材料、设备、网站和人员(15]。测试数据类型不仅包括结构化数据,也非结构化数据,如图片和文档(16,17]。在数据采集中,一些数据需要手动记录并保存(18- - - - - -20.),和一些数据被自动收集和存储由PLC(可编程逻辑控制器)系统(21,22]。数据很容易丢失,和查询步骤繁琐。
通过执行的统计分析测试数据,测试人员获得回填浆比信息和管道阻力;这两种类型的材料消耗信息提供了重要基础,管网布局和设备选择(23- - - - - -25]。上述资料表明,回填测试可以解决相应的工业问题。此外,测试过程和数据管理有很多问题,比如许多因素协调测试开发和数据采集的自动化程度低、统计、存储和分析。
常见的流程和数据管理工具,比如BIM [26,27(建筑信息建模),PDM (28,29日)(产品数据管理),LIMS (30.,31日)(实验室信息管理系统)和TDM(测试数据管理)广泛应用于建筑、医药、石油化工、环境、水供应、医疗、检疫、海关、食品和饮料等行业。BIM和PDM是完整的信息模型,可以整合信息、流程和资源在不同阶段的工程项目或产品在整个生命周期为一个模型,以方便使用由所有参与工程项目或生产。LIMS的计算机软件和硬件系统全面管理和质量控制实验室信息。Newtera TDM是一个平台的软件设计和开发基于“建立在需求”的概念。软件功能包括数据库模型、业务流程、业务规则、权限控制、网络接口、电子表格、报告模板,统计分析和用户管理。
然而,传统的回填测试模式可分为拟议中的实验,实验准备、进行实验,实验数据处理、实验结果分析和实验总结。此外,回填的标准化测试业务流程和数据还没有被报道。目前,没有信息系统回填测试数据分析和挖掘。测试数据集成和总结平台的缺乏导致的问题,如数据利用率低、数据共享程度低,可怜的数据安全。这些问题不仅增加了测试人员的工作负载和影响他们的工作效率也提高数据丢失和信息披露的风险。成功的测试需要测试人员的丰富经验和严谨的工作态度。鉴于上述情况,一个集成的回填测试数据管理系统,可以管理测试计划,测试流程,测试数据。
2。系统需求
目前,智能矿山的建设和发展,数字化,信息和网络技术改革回填测试管理提供一种新的方法。研究回填测试管理不仅是一个关键的问题需要解决技术创新的矿井回填过程中也充分考虑新形势下新需求后,矿山企业所面临的新情况和新方法在回填的测试管理。该系统的研究和开发可以极大地促进回填的数字升级测试管理,提高业务处理效率和测试数据管理效果,扩大测试设计的形式,全面提高设计效率和实际矿井回填系统的应用效果。为了实现这些目标,系统需要符合以下要求。
2.1。回填实验业务建模
系统需要解决测试过程,提出回填测验标准化的概念,和解决数据质量问题。在许多测试操作,这是不可避免的,测试步骤不是标准化的,不能完全支持所有关键数据记录,甚至可能导致测试错误,从而为数据分析生产困难。标准化实验过程,回填实验分析了业务流程构建回填实验的商业模式。此外,实验操作步骤分析了建立实验知识基础回填。
2.2。实验数据集成管理
有很多实验数据指标,以及它们之间的关系是复杂的。输入、转换和存储许多多源异构数据,有必要并组织。在此基础上,一个可靠的数据存储结构的设计。开发系统应该简化人员操作步骤,提高数据管理的效率。主要输入数据包括许多结构化和非结构化的历史数据和智能输入现有的多源异构的实验数据。进行数据计算,针对繁琐的手工计算步骤,系统应配备内置回填实验公式启用自动数据转换的算法。对数据存储、数据仓库等技术,融合应采取提高系统数据库设计。
2.3。实验数据的多维查询
这个需求设置主要实现数据的多维分析和分级授权查询。由于分散管理的历史数据,很难执行的实验数据进行比较分析。系统自动生成分析图表的数据切片和钻井和实现多维数据查询。分级授权数据查询实现通过系统设置,如角色管理和权限管理。
3所示。制度建设
3.1。回填实验建设的商业模式
3.1.1。实验过程分析
回填测试需要协调测试元素,如材料、网站,设备和人员。通过总结回填工业面临的问题,确定测试对象,设计和测试方案。矿井回填需求回填方案设计的基本情况信息。在写报告之前,有必要参考文献解释试验现象的深层次原因。最后,完成测试总结从测试的结论。的业务边界回填测试过程开始的设计测试方案和以生成测试总结和报告。回填测试流程如图1。
如图1的一般过程,回填测试可以分类如下:
步骤1。测试人员提出了回填测试主题和设计测试计划根据矿井回填行业的需要或个人研究方向。
步骤2。测试人员设计数量,比例和制造方法的测试样本根据测试计划,测试材料准备,并构建一个测试平台。
步骤3。实验者将准备、维护和测试样品;收集测试数据;并初步检查数据的可用性和准确性。如果测试数据是不够的,必须准备样品了。
步骤4。实验者丢弃废物样本和流程转换参数的实验数据,导入和审计数据。
第5步。测试人员总结和分析实验数据,确定了相关的文献,分析了实验现象,并调查了根深蒂固的原因。
步骤6。测试人员总结了所有的数据;创建、文档和总结了测试结论;并撰写测试报告。
3.1.2。商业模式建设
使用过程分析,实验业务模型是构造设计系统形式和数据分析主题。回填实验业务模型图所示2。
如图2,回填测试商业模式可以分为以下部分:(1)测试人员提出测试方案,测试计划内容,确认测试材料和测试设备是充分的和可用,并使预备考试准备。(2)测试人员将执行每一个分测验又根据不同的测试目的。主要单项成绩包括材料物理化学性质测试,解决测试中,充填强度测试,和泥浆流变学测试。系统提供测试步骤的操作信息,并自动记录设备所产生的数据。(3)测试人员总结了数据;执行单位转换的数据,测试指数计算,异常值处理和其他工作;并创建测试数据标准化后的数据。此外,系统开发文件附件管理功能来记录测试图片和文档和其他信息。上面的结构化和非结构化数据形式回填测试数据资产。(4)根据保存的数据,系统生成一个测试项目数据表、材料物理和化学属性表,絮凝剂主题分析表,心脏强度分析表、和泥浆流变分析表的主题。然后,分析结果显示在许多方面,如在一个折线图,饼图,柱状图。(5)测试人员总结了测试结论和写测试报告根据系统会计结果和分析图表的趋势。
3.2。回填实验指标体系的设计
回填实验指标是重要的工具来描述,测量和分析回填实验。回填方案是基于一个全面考虑有关回填指标。系统开发的主体是实验数据。之前进行数据收集、会计、和存储工作,我们有必要来解决索引数据的来源及其计算方法和回填的完整指标体系的设计实验。本文中使用回填的设计指标如图3。
根据指标数据的层次结构,回填数据指标分为四类:实验设备指标、材料固定指标,实验状态指标和计算指标。(1)测试设备指标。测试设备指标主要用于计算其他的测试指标,和一般企业的规范测试设备是相对固定的。系统应支持用户定义的测试设备参数的修改。(2)材料固定指标。材料固定指标,即固定的回填参数信息聚合,胶结材料,和其他添加剂,被记录下来。材料固定指数有一定的影响悬浮液的絮凝特性,回填体的强度特征,和流变特性,从而表现出明显的正或负相关。(3)测试状态指标。测试状态指示器数据有一个广泛的来源和更新频率高。此外,这些指标是会计数据的一个重要组成部分。因此,这部分的要求应考虑在系统设计中,尤其是数据库设计。(4)计算指标。输出单位目前的实验结果基于实验设备指标、材料固定指标,指标和实验状态,由内置的自动计算系统的算法。
数据更新频率、内容和类型分类的主要依据是索引。在四种指标的更新频率,设备的更新频率指标是最低的,还有小变化在正常情况下。这些指标是独立变量指标。材料固定指标通常在一定的范围内波动。他们将重新度量界限只有当使用新材料,或需要精度高。他们也是独立变量指标。实验状态指标的更新频率是最快的。不像其他的指标,这些指标包括独立变量指标(如材料类型)和因变量指标(如心脏强度)。所有计算指标因变量指标。
4所示。系统实现
4.1。系统功能
系统功能包括系统数据字典、实验管理、数据查询、回填知识维护、系统管理,如图4。(1)系统数据字典是实验基本数据管理功能。它包含实验项目委托单位的信息,实验性质,和实验类型。这部分信息将构成实验项目和实验人员的基本信息,时间,地点。(2)实验管理是一项实验数据收集功能。使用它在发展中实验方案(源),处理实验数据,总结实验结论,并生成报告。此外,在实验的最后,实验管理还支持实验者在实验的基本信息输入和输入关键的实验数据,支持系统自动收集实验设备数据,并检查实验结果。这个函数管理各种回填的整个过程实验,如物理和化学性质实验,解决实验中,心脏强度实验和管道输送实验。(3)数据查询是一个实验数据分析和查询功能。使用此函数时,系统可以根据用户需求自动生成数据分析图表,比较和分析相同的原始数据在多个维度来提高数据的利用率。多通道显示,系统支持单通道显示和比较显示的数据。实验项目和实验可以查询的数据类型。前查询模式下,所有的数据可以查询一个实验项目;此功能方便的垂直控制实验项目。对于后者查询模式中,所有的数据类型的实验(如心脏强度实验)可以查询;此功能方便实验数据的横向比较。还支持模糊匹配查询功能,提高数据查询速度。(4)回填维护知识。这个函数,知识库的回填实验形成基于许多历史和搜索引擎数据,包括数据在现有主流回填的实验方法,实验工具和实验过程。知识库的信息容量和系统的服务时间逐渐增加。渐渐地,知识库将满足企业回填实验知识的需求。(5)系统管理是一个函数,它支持系统数据维护和用户和角色设置参与上述模块,使系统适应所有类型的实验室和采矿作业的变化。
4.2。系统实现
从信息化的角度回填实验数据管理、回填实验数据管理系统建立了基于以下成分:(我)服务器平台环境:Windows服务器。(2)PHP后端开发语言和开发工具:HTML + JAVASCRIPT + CSS前端开发语言。(3)数据接口工具:宁静的,基于HTTP协议的数据接口工具。(iv)技术应用于系统数据库部署:联邦数据库和数据融合技术。(v)系统结构:B / S架构。
目前,该系统已经建成并使用集团在山东的回填工程实验室。系统的数据管理功能和性能满足的设计要求,和所有的设计都充分证实。该系统有效地提高了集团的数据管理效率。实验数据采集接口、查询和分析数据所示5- - - - - -7。
5。讨论
5.1。关键技术
5.1.1。数据接口开发
系统的开发主要是基于数据管理。数据收集一直是系统推广和应用程序所面临的最大的问题。例如,传统的数据收集方法回填数据容易出错。这些方法繁琐的操作和低效率。数据接口开发来解决这些问题。在此系统中,使用Restful数据接口工具完成批量实验设备的集合数据,快速更新系统数据,大大提高数据传输效率。
5.1.2中。实验数据的标准化和规范化
数据分析和数据标准化和规范化是先决条件的应用。如果数据管理方法的业务流程不匹配,将会有许多问题,如低标准化的业务流程和独立、分散的数据存储。因此,回填实验数据是标准化和规范化,从而为数据多维查询奠定了坚实的基础和数据主题分析。
5.1.3。数据仓库和回填系统融合技术
企业有很多历史回填实验数据。介绍了数据仓库和数据融合技术有效地集成multimine和多维数据。这些主要技术包括数据仓库的逻辑结构,数据仓库数据仓库ETL技术和检索机制。这些技术被用来建立一个回填系统数据仓库与高可靠性、强韧性和良好的性能。
5.1.4。本地数据管理平台的开发
以满足回填实验过程和数据管理的需求,原型法进行实验数据的本地开发管理平台。这种方法侧重于用户和开发者之间的交互和开发周期短的优势,良好的灵活性和适用性强。
5.2。应用效果
通过应用程序填充近两年实验室测试数据管理系统提高了综合实验室的控制水平数据;系统可以从而有效降低测试成本,提高数据共享和利用的程度。具体应用效果如表所示1。
5.3。优势和局限性
本研究的主要力量是项目管理理论和数据管理系统适用于灌装实验。与传统填充实验数据管理方法相比,提出的填充实验数据管理系统需要许多的独立存储历史数据进行统一管理。本研究改善了传统填充数据管理方法,降低了实验者的数据输入和计算的工作量,并提高了实验者的效率和数据共享的程度。填充的数字化实验的基本工作是“智能挖掘回填,”可以进行更深层次的数据应用。
系统的限制是不发达的一个更深层次的问题数据postutilization。我们的下一步是现有模型之间建立有效的联系,如填强度预测和沉降预测,与系统数据形成可持续改进的模型。人工智能是用来快速到达可靠指标数据,从而减少繁琐的手工实验。该系统将随着时间的推移积累很多实验数据。使用该系统的数据集,回填数据指数的相关分析,可以进行数据挖掘和知识发现。
6。结论
本研究梳理和整合回填实验数据管理系统,提出了一种适合回填实验企业数据管理系统。被应用在回填工程实验室后,系统管理回填在实验室实验数据。主要结论如下:(1)商业模式之间的紧密配合和回填实验业务流程是实现的关键数据信息管理。将回填实验分为六个步骤,本研究充分考虑回填实验的个性和共性和管理建立一个通用业务模型,以确保系统的易用性。(2)数据索引排序数据管理的前提。本研究分类,安排许多复杂回填实验指标,从而提供批处理的一个重要基础数据收集、数据处理逻辑设计和测试数据的应用程序。(3)回填实验数据管理系统提供了一种新的方法和理念集成和重用测试数据。整合,结合许多历史数据可以有效地减少的数量和规模类似的测试。该系统的研究和开发可以提供技术支持数据重用。
虽然回填实验数据管理系统可以有效地减少实验人员的工作量,提高数据共享的程度,历史数据需求的信息管理技术方法的支持,如字符识别和数据清洗。此外,实验数据的知识发现需要相关的智能算法的支持。进一步研究可以专注于构建一个回填方案优化模型。一个系统可以整合矿井回填系统的监测数据,回填体的参数,测试数据优化回填方案和自动化系统的控制策略。最后,回填系统的可靠性和稳定性将大大提高。
数据可用性
产生的数据是可用的字段,可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项工作是由中国国家重点研究和发展计划(批准号2018 yfc0604405)和一般的中国国家自然科学基金项目(批准号52074022)。