矿区作业环境复杂，采用二维正交图开展监控工作，不能清晰的表现出各个环节的具体运行信息，监管人员也不能准确直观的掌握设备实际的运行状态。三维可视化将“实体空间”和“虚拟呈现”融合，结合多媒体、网络技术构建基于显示的3D虚拟现实效果，让数据展现更为直观和容易理解。利用三维可视化方式，建立智慧矿区三维可视化系统，保证对应设备状态信息展示的准确性，有利于运维人员晰地掌握监控设备的实际运行状态。
1. 智慧矿区三维可视化建设意义
1.1 智慧矿区三维可视化助力实现无人矿区
矿产资源需求的增加给社会发展和环境保护带来了巨大的压力，为了提高矿区生产管理能力和对未来变化的快速适应能力，建立一套集生产管理、应急指挥、环境保护等为一体的智能化信息系统，涵盖矿区生产、矿区安全、智能调度、智能决策等。智慧矿区三维可视化是指在之前矿业发展各个阶段的基础上，借助数据挖掘及人工智能等技术，强调对生产过程中产生数据的分析，使整个矿区具有自我决策能力，矿区生产的各个过程能够智能化运行，最终实现“无人矿区”。
1.2 为矿区安全生产提供保障
智慧矿区三维可视化系统是面向矿区定制开发的可视化应用系统。该系统能够构建包含各种复杂地质构造的高精度三维地质透明化模型，有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术，集成安全监测、综合自动化、通讯视频等各类工业实时数据，构建矿井“采、掘、机、运、通”专业仿真模拟系统，实现全矿井“监测、管 理、控制”的一体化，最终实现基于三维虚拟矿井平台的网络化、分布式综合管理，为矿区安全生产管理提供保障。
2. 智慧矿区三维可视化建设目标
2.1 将矿区进行数字化
第一个层次是进行将矿区进行数字化，利用三维建模技术将矿区不变动的整体环境进行三维可视化，包括地面环境、地面建筑物、地下巷道环境、地下巷道设备、 矿层等。将矿区固有信息完全数字化是智慧矿区的基础。
2.2 丰富矿区可视可视化信息
第二个层次是在第一个层次的基础上，将附着在固有地物的其他可变相关信息进行绑定，如水文、储量、安全、机电、认识、生产、技术、营销等，使得矿区可视化信息更加丰富，在该层次基础上，能够看到矿区运行状态。
2.3 实现科学决策管理功能
第三个层次是赋予矿区一些生命力，通过创建专家知识库、模型库等来实现智慧矿区的分析与决策功能，实现科学决策管理功能是智慧矿区三维可视化的核心和关键。
3. 智慧矿区三维可视化系统功能
系统的主要业务场景有一张图展示和安全监管。一张图展示解决的核心问题是矿区数字孪生的图形化、可视化的空间展示需求；安全监管解决的核心问题是基于智慧矿区实现环境安全、生产安全、设备安全、人员安全等安全监控、监管的质量和效率问题。
3.1 监控大屏
在使用智慧矿区可视化安全监测分析平台时，主要使用的是首页监控大屏模块，监控大屏除了主要进行矿区三维的可视化显示，还包括一些数据的实时更新显示，分别是安全 评价指标、报警统计、人员曲线和实时隐患台账数据。
3.2 实时预警
智慧矿区三维可视化的实时预警模块主要实现在视频监控中对安全隐患进行及时识别、监测及报警，包括对火灾的监测、是否佩戴安全帽、是否穿戴反光衣的识别。通过大规模的样本训练，对监测样本进行标注识别。
3.3 人员监管
智慧矿区三维可视化的人员位置信息管理系统，采用区域位置方法实时掌握井下人员的流动状况、任何特定井下人员在当前或特定时间所在的工作地区、查询任何特定井下人员在本日或特定时间内的行动轨迹。了解当前矿井内的人的确定数量、统计矿工的出勤情况。
（1）定位及轨迹跟踪
对井下矿工的分布状况、分布范围等进行了现场监测，对井下人员路线进行追踪记录，从而形成了历史轨迹。
（2）遇险救援
根据井下工作技术人员最新的定位信号，找到遇险位置的工作人员数量、工作人员信息内容，并使用手动无线搜救仪或查找标志卡信号，及时精确定位遇险工作人员位置，并协助制定解决方案。
（3）考勤管理
管理人员也能够使用手机终端，对个人、部门实施考勤和信息查看。
3.4 电子围栏
电子围栏监察系统，实现了对地上车辆和人员的动态监察，即时接入车辆、人员行驶 轨迹，并通过电子地图围栏，进行越界警示，并利用通信对讲系统进行指挥调度，以实现了对企业安全生产的经营状况“看得见、管得了、控得住”的目的。
3.5 视频监控
系统集成平台为综合监测管理系统，经整理的数据可直接在智慧矿区可视化应用门户中进行信息展示和报名，其目的是对工作面内所有设施状况和工况进行监控与分析，并完成对工作面的集中调度与指挥。
