本文是项目管理论文，在过程中，得出以下结论：（1）智慧矿山在生产技术层面的研究已经比较成熟，通过本文的论述，填补了智慧矿山在管理层面中的空白，理清了智慧矿山各个子系统之间的逻辑关系；（2）创造性的提出了智慧矿山建设体系的全寿命周期各阶段的工作流程，并运用WBS和流程图来展示工作内容之间的逻辑关系，梳理和补充了基于BIM+GIS的应用点、成果归档内容和提交格式；（3）本研究创造性地运用关键点控制法分别在BIM和GIS平台中创建了地表模型，把表面积作为控制拟合度的边界条件，实现BIM和GIS地表数据融合。推进煤矿工程智慧化管理进程，与智慧矿山生产技术形成呼应，共同构成完整的智慧矿山体系，共同促进我国煤矿工业产能的提高。为编制基于BIM+GIS的智慧矿山管理指南和开发智慧矿山建设管理系统提供部分依据，尝试性将大数据的思想引入煤矿。其子系统能实现不同的管理目标和内容：全过程建设管理系统解决了“各阶段完成什么样的工作内容”的问题；生产建设过程授权系统解决了规范煤炭工程建设管理流程以及“各阶段内容谁负责”的问题；全过程建设成果管理系统解决了“各阶段工作内容怎么交”的问题。
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1绪论
目前，随着工业化、自动化以及物联网技术的发展，煤炭行业从生产到销售已经日趋成熟，但是从全寿命周期的管理角度讲，煤炭行业仍有很大的发展空间。结合BIM+GIS的发展，正好弥补了煤炭行业矿山建设体系在全生命周期发展中的空缺。本文选题的目的是在煤矿生产技术飞速发展的基础上，结合BIM+GIS的管理方法，实现智慧矿山系统的完整构建，为后续形成智慧矿山建设管理系统做铺垫。通过宏观到微观的模型创建，结合全过程的项目管理，形成精细化的智慧矿山建设体系的内容。通过本研究意义在于：（1）补充智慧矿山系统在管理系统中的内容，在智慧矿山建设体系中的各个阶段形成全过程的建设管理内容架构，结合BIM+GIS挖掘应用点，并通过模拟实现平台管理应用，明确BIM和GIS在煤炭工程中的应用价值，提出各阶段技术应用的交付成果、文件格式及授权；（2）弥补BIM+GIS在智慧矿山中的应用空缺，以及将全过程管理的思维合理运用到其他工程领域，形成管理经验。深入挖掘BIM+GIS在煤矿工程领域中的管理应用，提高智慧矿山建设管理水平。
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2智慧矿山建设体系构建
2.1智慧矿山的内涵研究
传统的智慧矿山研究侧重于生产技术层面，侧重于智慧设备、采掘机械的研发，使得整个矿山的都在智慧机器人和智慧设备下操作完成，实现生产的安全、高效、清洁。从管理层面讲，智慧矿山的建设管理也应当是智慧化的，并且当前煤矿工程管理水平已经成为制约煤矿产能的重要因素。BIM及GIS等大数据设计管理平台在建筑工程很多专业领域已经有了成熟应用，以及企业信息化集成管理系统得到了迅速发展，都为矿山的管理智慧化提供了基础，BIM+GIS在智慧矿山建设管理中逐渐运用发展将是必然趋势。在当前阶段智慧矿山中的定义应当增加智慧矿山管理层面的内容。本文给出的智慧矿山的补充定义为：智慧矿山就是对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理以及在建设、生产全流程中运用智慧化手段进行集成化管理的无人矿山。基于BIM+GIS的智慧矿山建设管理系统是基于BIM+GIS的智慧矿山建设体系基础上形成的管理系统，本系统能够实现煤矿工程在设计、施工、运营过程中的全过程管理，配合COA平台实现煤矿工程建设过程的大数据共享，提高建设管理中的决策质量，实现动态控制。
2.2智慧矿山系统构成研究
智慧矿山建设管理系统主要指的是基于BIM+GIS的智慧矿山建设管理系统，本文主要实现其体系构建，系统有待后续开发。建设管理系统主要针对煤矿工程建设全寿命周期各阶段形成的管理内容、成果内容、文件格式和授权等进行集成化的管理，并将其按照管理内容的不同，划分为三个子系统：全过程建设管理系统、生产建设过程授权系统、全过程建设成果管理系统，智慧矿山建设管理系统构成如图2.4所示。ArcGIS属于目前比较成熟的GIS平台，3D数据库创建能力强，但是数据导入建模能力弱，价格较贵，整体功能非常全面，但是平台费用非常高，考虑到推广性，予以否定；MapInfo属于小型办公化地理信息分析平台，不支持数据导入建模，不能导入生成GIS模型对项目管理而言没有使用价值；SuperMap属于开放式GIS平台，其本身的二次开发能力强，适合作为基础平台，而其平台本身的处理数据能力和空间编辑能力较弱，对于煤矿工程较为复杂的地形模型的创建以及GIS数据管理方面不能满足实际需求；MapGIS平台和3DMine[41]对于地理数据的处理能力较强，可视化处理效果好，MapGIS侧重于遥感数据处理，而3DMine是专门针对煤矿工程研发的GIS设计管理平台，不仅支持多种GIS数据的导入，而且能对煤矿工程中专业相关模型进行创建和管理，专业性强。
3智慧矿山BIM+GIS模型的创建与应用............................................................................37
3.1BIM+GIS场地模型数据融合研究............................................................................37
3.2智慧矿山GIS模型创建与应用分析........................................................................46
3.3智慧矿山BIM建模研究与应用分析.......................................................................69
3.4章节小结.....................................................................................................................85
4智慧矿山建设体系成果管理研究.......................................................................................86
4.1煤矿项目全生命周期各阶段成果归档内容梳理.....................................................86
4.2煤矿项目重点成果提交格式.....................................................................................92
4.3章节小结.....................................................................................................................98
5基于BIM+GIS的煤矿安全应用分析................................................................................99
5.1煤矿安全BIM+GIS应用点分析..............................................................................99
5.2煤矿安全工程中基于Fuzor平台的相关模拟.......................................................101
5.3章节小结...................................................................................................................104
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5基于BIM+GIS的煤矿安全应用分析
5.1煤矿安全BIM+GIS应用点分析
针对缺乏现场安全知识可以通过在Fuzor中进行实景模拟，员工自主动操作漫游，不仅可以增加学习现场知识的积极性，还可以对紧急情况下进行模拟逃生漫游体验，当员工真实面对灾情的情况下，镇定员工心态，提高逃生成功率，降低人员伤亡。在视力、听力低下等生理状态下，通过在Fuzor平台中添加危害声源，调节灯光照度进行生理机能场景状态模仿，模拟出特殊生理机能人群遇到灾情时的实际场景，并可以个性化制定其逃生方法或者追加安全设施；对于空间狭小处的物料堆放，通过在模型端进行物料模拟摆放，合理利用空间，降低因为空间不合理规划带来的安全风险；对于现场设备工具缺失以及安全防护装备的缺失问题，通过轻量化的模型在移动设备端进行展示，定期对比检查模型与实际现场设施装置的数量是否统一，检查现场安全防护装置是否存在缺损，从而降低物的不安全状态发生的概率来提高煤矿工程现场安全。负责现场检查的员工，对现场设备的完整性做记录反映在模型中，如磨损、老化、腐蚀、疲劳等，这些降低安全性的设备状态通过添加共享参数的方式统计在模型中，定期更新模型设备状态来刷新明细表，维护和更换相关的设备，提高现场管理安全管理的效率和水平。
5.2煤矿安全工程中基于Fuzor平台的相关模拟
将Revit中巷道模型同步至Fuzor平台中，检验煤矿巷道建模，巷道倾斜度、角度、巷道内部设计是否符合人体尺度，以及进行安全模拟和巷道漫游防真，对于巷道空间进行多路线漫游，可以模拟矿工在井下的实际行走路线，从而在煤矿工人下矿之前，就可以对井下路线形成宏观印象，有效预防矿工误入回风巷道中，造成过大的身体危害。同时，利用Fuzor平台可以模拟规划出不同场景下和遇到不同的工况时能保障煤矿员工生命安全的逃生路线。还可以对巷道进行监控模拟，通过Fuzor对煤矿巷道进行监控布置，能有效实现在关键位置、重要的安全节点进行全方位监视，从而实现煤矿工程的井下安全管理。本节主要针对5.1节的内容，在平台端如何实现进行具体的阐述。Fuzor平台提供了强大的分析功能，对于Revit模型可以进行良好的模型对接。将模型导入Fuzor平台中可进行相关的防真模拟。并且针对建模人员的操作习惯提供了两种模型漫游的方式，（1）第一人称漫游，在巷道中移动的过程中的操作习惯完全和Revit中的建模习惯相同，如图5.1所示；（2）第三人称漫游，可以通过放置人物的方式，控制人物行走，来实现防真模拟，如图5.2所示。模拟环境效果优良，身临其境，便于生动地进行安全教育并能辅助项目决策。
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6结论及展望
（4）通过运用类比创建的方法，将房建工程中的模型创建及管理方法应用于煤矿工程当中，并且起到了良好的应用效果，模型的创建、分析和管理均满足实际需求；（5）BIM方面研究了煤矿工程参数化族库的创建思路和方法并给出族库目录，实现了微观巷道模型的创建、命名及进度管理研究，运用Fuzor平台探索了煤矿工程中的仿真；（6）GIS方面进行了平台甄选，地质数据库的创建，并对含煤率、宏观巷道及巷道通风设计等方面进行了模型创建与应用。充分发挥BIM和GIS平台自身的优势，满足了矿山在全寿命周期各阶段的建设管理需求；（7）基于本研究形成了基于BIM+GIS的智慧矿山建设管理系统，完善了智慧矿山原有系统，补充了智慧矿山系统管理层面中的重要内容，并补充了智慧矿山定义；（8）本研究提出了基于系统工程、事故发生理论以及生产可靠性理论的应用点，运用Fuzor平台实现了监控模拟、危险工况防真模拟、逃生路线防真模拟等，实现煤矿井下安全管理的智慧化和先进化转变。
参考文献（略）
参考文献（略）
