計算機對煤礦機械設計的影響

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1計算機在煤礦機械設計中的應用

1.1數據挖掘技術的應用

隨著計算機數據挖掘技術的發展，數據挖掘工具在信息系統中的應用越來越廣泛，其中不乏技術成熟的，但對于計算決策系統這個專業非常強的行業而言，很難完全滿足該行業的全部要求。如鐵路運輸信息的數據挖掘工作不僅涉及到很多專業外的知識，而且對專業技術人員的履歷經驗也要求甚高，這就需要對鐵路運輸信息展開全面的分析，設計出一個可以全面滿足貨運要求的數據挖掘系統。本系統涉及的數據挖掘技術有：概念表述技術、聯機分析處理技術、特征挖掘、季節性知識挖掘、聚類分析挖掘和考慮經濟周期的知識挖掘技術。

1.2以CAD系統作為機械產品設計信息工具

計算機輔助設計，英文名稱是ComputerAidedDesign，一般簡稱為AutoCAD，是在設計過程中利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，使用它在繪制平、立面過程中，可以很簡單地通過繪圖命令完成煤礦機械產品各部分尺寸、紋樣的設計。通過AutoCAD繪制的平面圖與立面圖，不但可以準確地表明設計者的意圖，還能根據圖紙定義顏色生成三維模型，很大程度上彌補了設計與施工間的空洞。當然，AutoCAD繪制出來的圖形難免存在一些不足，因此在設計界還常利用Photoshop來繪制平面的效果圖。在煤礦機械產品的變型設計開發中，利用幾何數據模型和屬性數據模型可建立煤礦機械產品的變型模型。

1.3零件分類及其變型模式

機械產品零件通常都是大規模定制生產，這就必須在保證零件資源特性的基礎上，滿足不同客戶、不同功能的需求。機械產品一般由標準件、通用件與定制件三類組成。不同類型的零件，其變型設計的模式當然有有所區別，就如圖2所示。需要指出的是，在機械產品的變型設計階段，首先應該保證通用件的變型，可以根據已有實例做出變型模型，并且在不具備重用條件或已有實例難以滿足變型需求的條件下，零件變型的主模型必須通過參數化變型得到滿足機械產品定制的需求。

1.3.1矢柵混合圖形服務當請求在ArcMS上成功接收后，機械圖形會立即生成于服務器端，返回客戶端則以PNG或者JPEG等格式，此種方式速度快，對服務器的計算資源利用充分，但存在弊端，如用戶請求數過大會出現效率銳減的情況。而矢量圖形服務實現時，矢量數據流可完成請求數據與XML數據之間的轉化，然后向客戶端發送，客戶端接收到請求后將繪制出機械圖形，但是客戶端的能力完全不能與服務器處理能力相提并論，所以效率很低、參差不齊。FlashPlayer交互能力強大同時還具備顯示柵格數據及矢量數據簡單繪制的能力。基于Flex的WebGIS結合矢量地圖與柵格地圖服務得到新的矢柵混合圖形，再結合FlashPlayer擁有的矢量數據繪制和客戶端計算的能力在服務器端轉換圖形數據成XML格式后在客戶端完成下載工作，制作主題層矢量圖形再用矢量圖形繪制組件，該組件是Flex客戶端提供的自定義組件。通過ArcMS在服務器端將表現力標準低且不要求立刻交互的圖形數據生成柵格圖形當做背景層返回到客戶端，然后在FlashPlayer中展示背景層和主體層給用戶觀看，以達到平衡客戶端與服務器端負載、使系統處理效率逐步提升、完全且有效利用計算資源的目標。

1.3.2瓦片與雙緩存技術

在RIAWebGIS系統中引入客戶端服務器雙緩存技術，以瓦片技術為基礎，能夠為系統處理效率提供更大提升空間。各個索引項在機械圖形上相應的瓦片數據大小及尺寸是不會發生變動的，所以有利于重復使用該數據。通過索引客戶端可計算出附近瓦片數據的相應索引號，然后進行請求、緩存操作等。比如在用戶漫游操作觸及到與原顯示區相關范圍時，緩存中已存數據即刻可以提取使用，使用同時還可以把下次要用的數據一并存儲，這樣就能有效地克服漫游操作圖形設計顯示速度太慢的弊端。及時建立緩沖區于服務器端，大量存儲常用數據，提升服務器操作效率，進而提升WebGIS的性能。

1.3.3瓦片技術在機械設計中的應用

所謂瓦片，就是與經劃分后每個矩形區域相對的圖形數據。與傳統的線性四叉樹不同，金字塔索引采用的四叉樹不僅僅存儲了葉節點信息而且存儲了全部節點信息，這就為機械圖形瓦片數據不同層次于不同比例下顯示提供了方便。依據煤礦機械設計的請求范圍客戶端首先可以經計算求出行列號和層次號，然后發出向服務器的請求，之后經索引模式服務器檢索，精確計算后得到各瓦片數據坐標，與鏈式索引相比，這種查詢方式的效率更高，速度也更快。對于不同數據類型的請求，服務器會有相關的不同處理方法，若請求數據類型為矢量數據，服務器會直接返回請求瓦片到客戶端進行渲染，若是柵格數據，服務器會先將瓦片數據轉換成與原瓦片大小一致的柵格圖形數據，之后再返回到客戶端。在請求到達客戶端后，FlashPlayer可以獲取各種需要的貨源信息，然后進行必要的坐標差計算，最后在相應坐標位置按層次進行不同數據類型的渲染，完整的機械零件等數據就形成了。

1.4服務器端口設計

服務器端擁有查詢數據庫，進而實現對煤礦機械信息化設計的作用，可以為計算機決策系統CPFR模型提供很多實用服務。GIS服務器的ArcMS與空間數據庫建立連接要通過ArcSDE，它可提供大量專業GIS服務，如屬性查詢服務、矢量和柵格圖形設計服務等。在計算機輔助決策系統CPFR模型組成部分中服務器端緩存模塊是相當重要的，服務器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。兩部分組件分工合作，緩存管理組件是根據索引分析所得出的結果，在緩存中處理請求數據，然后向客戶端發送，或者利用數據庫中已存數據，要索引管理組件先索引分析客戶端請求，制作出瓦片空間待處理數據列表。若能發展好緩存數據的利用，數據庫交互即可免去，同時數據的響應速度也會大大提高。

2結語

針對煤礦機械產品的計算機設計要求，文章詳細介紹了參數化變型設計模型，并結合FlexRIA方法分析了煤礦機械產品的變型設計表達模型。通過其中的屬性數據模型可以很好地對傳統煤礦機械產品屬性實施數據管理，幾何數據模型則清楚地概括了煤礦機械產品各零件間的分布層次關系，系統界面可視化、操作性強，有利于我國煤礦機械產品的經濟效益提升，對煤礦機械產品的生產工作有非常好的借鑒與指導意義。

作者：唐洪濤單位：內江職業技術學院