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1計(jì)算機(jī)在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘工具在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，其中不乏技術(shù)成熟的，但對于計(jì)算決策系統(tǒng)這個(gè)專業(yè)非常強(qiáng)的行業(yè)而言，很難完全滿足該行業(yè)的全部要求。如鐵路運(yùn)輸信息的數(shù)據(jù)挖掘工作不僅涉及到很多專業(yè)外的知識，而且對專業(yè)技術(shù)人員的履歷經(jīng)驗(yàn)也要求甚高，這就需要對鐵路運(yùn)輸信息展開全面的分析，設(shè)計(jì)出一個(gè)可以全面滿足貨運(yùn)要求的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。本系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有：概念表述技術(shù)、聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)、特征挖掘、季節(jié)性知識挖掘、聚類分析挖掘和考慮經(jīng)濟(jì)周期的知識挖掘技術(shù)。

1.2以CAD系統(tǒng)作為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息工具

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，英文名稱是ComputerAidedDesign，一般簡稱為AutoCAD，是在設(shè)計(jì)過程中利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jī)械產(chǎn)品各部分尺寸、紋樣的設(shè)計(jì)。通過AutoCAD繪制的平面圖與立面圖，不但可以準(zhǔn)確地表明設(shè)計(jì)者的意圖，還能根據(jù)圖紙定義顏色生成三維模型，很大程度上彌補(bǔ)了設(shè)計(jì)與施工間的空洞。當(dāng)然，AutoCAD繪制出來的圖形難免存在一些不足，因此在設(shè)計(jì)界還常利用Photoshop來繪制平面的效果圖。在煤礦機(jī)械產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)開發(fā)中，利用幾何數(shù)據(jù)模型和屬性數(shù)據(jù)模型可建立煤礦機(jī)械產(chǎn)品的變型模型。

1.3零件分類及其變型模式

機(jī)械產(chǎn)品零件通常都是大規(guī)模定制生產(chǎn)，這就必須在保證零件資源特性的基礎(chǔ)上，滿足不同客戶、不同功能的需求。機(jī)械產(chǎn)品一般由標(biāo)準(zhǔn)件、通用件與定制件三類組成。不同類型的零件，其變型設(shè)計(jì)的模式當(dāng)然有有所區(qū)別，就如圖2所示。需要指出的是，在機(jī)械產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)階段，首先應(yīng)該保證通用件的變型，可以根據(jù)已有實(shí)例做出變型模型，并且在不具備重用條件或已有實(shí)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(shù)化變型得到滿足機(jī)械產(chǎn)品定制的需求。

1.3.1矢柵混合圖形服務(wù)當(dāng)請求在ArcMS上成功接收后，機(jī)械圖形會(huì)立即生成于服務(wù)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(wù)器的計(jì)算資源利用充分，但存在弊端，如用戶請求數(shù)過大會(huì)出現(xiàn)效率銳減的情況。而矢量圖形服務(wù)實(shí)現(xiàn)時(shí)，矢量數(shù)據(jù)流可完成請求數(shù)據(jù)與XML數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)化，然后向客戶端發(fā)送，客戶端接收到請求后將繪制出機(jī)械圖形，但是客戶端的能力完全不能與服務(wù)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(qiáng)大同時(shí)還具備顯示柵格數(shù)據(jù)及矢量數(shù)據(jù)簡單繪制的能力。基于Flex的WebGIS結(jié)合矢量地圖與柵格地圖服務(wù)得到新的矢柵混合圖形，再結(jié)合FlashPlayer擁有的矢量數(shù)據(jù)繪制和客戶端計(jì)算的能力在服務(wù)器端轉(zhuǎn)換圖形數(shù)據(jù)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(wù)器端將表現(xiàn)力標(biāo)準(zhǔn)低且不要求立刻交互的圖形數(shù)據(jù)生成柵格圖形當(dāng)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(dá)到平衡客戶端與服務(wù)器端負(fù)載、使系統(tǒng)處理效率逐步提升、完全且有效利用計(jì)算資源的目標(biāo)。

1.3.2瓦片與雙緩存技術(shù)

在RIAWebGIS系統(tǒng)中引入客戶端服務(wù)器雙緩存技術(shù)，以瓦片技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠?yàn)橄到y(tǒng)處理效率提供更大提升空間。各個(gè)索引項(xiàng)在機(jī)械圖形上相應(yīng)的瓦片數(shù)據(jù)大小及尺寸是不會(huì)發(fā)生變動(dòng)的，所以有利于重復(fù)使用該數(shù)據(jù)。通過索引客戶端可計(jì)算出附近瓦片數(shù)據(jù)的相應(yīng)索引號，然后進(jìn)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(qū)相關(guān)范圍時(shí)，緩存中已存數(shù)據(jù)即刻可以提取使用，使用同時(shí)還可以把下次要用的數(shù)據(jù)一并存儲，這樣就能有效地克服漫游操作圖形設(shè)計(jì)顯示速度太慢的弊端。及時(shí)建立緩沖區(qū)于服務(wù)器端，大量存儲常用數(shù)據(jù)，提升服務(wù)器操作效率，進(jìn)而提升WebGIS的性能。

1.3.3瓦片技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

所謂瓦片，就是與經(jīng)劃分后每個(gè)矩形區(qū)域相對的圖形數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)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(jié)點(diǎn)信息而且存儲了全部節(jié)點(diǎn)信息，這就為機(jī)械圖形瓦片數(shù)據(jù)不同層次于不同比例下顯示提供了方便。依據(jù)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的請求范圍客戶端首先可以經(jīng)計(jì)算求出行列號和層次號，然后發(fā)出向服務(wù)器的請求，之后經(jīng)索引模式服務(wù)器檢索，精確計(jì)算后得到各瓦片數(shù)據(jù)坐標(biāo)，與鏈?zhǔn)剿饕啾龋@種查詢方式的效率更高，速度也更快。對于不同數(shù)據(jù)類型的請求，服務(wù)器會(huì)有相關(guān)的不同處理方法，若請求數(shù)據(jù)類型為矢量數(shù)據(jù)，服務(wù)器會(huì)直接返回請求瓦片到客戶端進(jìn)行渲染，若是柵格數(shù)據(jù)，服務(wù)器會(huì)先將瓦片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與原瓦片大小一致的柵格圖形數(shù)據(jù)，之后再返回到客戶端。在請求到達(dá)客戶端后，F(xiàn)lashPlayer可以獲取各種需要的貨源信息，然后進(jìn)行必要的坐標(biāo)差計(jì)算，最后在相應(yīng)坐標(biāo)位置按層次進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的渲染，完整的機(jī)械零件等數(shù)據(jù)就形成了。

1.4服務(wù)器端口設(shè)計(jì)

服務(wù)器端擁有查詢數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對煤礦機(jī)械信息化設(shè)計(jì)的作用，可以為計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)CPFR模型提供很多實(shí)用服務(wù)。GIS服務(wù)器的ArcMS與空間數(shù)據(jù)庫建立連接要通過ArcSDE，它可提供大量專業(yè)GIS服務(wù)，如屬性查詢服務(wù)、矢量和柵格圖形設(shè)計(jì)服務(wù)等。在計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)CPFR模型組成部分中服務(wù)器端緩存模塊是相當(dāng)重要的，服務(wù)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(jù)索引分析所得出的結(jié)果，在緩存中處理請求數(shù)據(jù)，然后向客戶端發(fā)送，或者利用數(shù)據(jù)庫中已存數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)列表。若能發(fā)展好緩存數(shù)據(jù)的利用，數(shù)據(jù)庫交互即可免去，同時(shí)數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度也會(huì)大大提高。

2結(jié)語

針對煤礦機(jī)械產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)要求，文章詳細(xì)介紹了參數(shù)化變型設(shè)計(jì)模型，并結(jié)合FlexRIA方法分析了煤礦機(jī)械產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)表達(dá)模型。通過其中的屬性數(shù)據(jù)模型可以很好地對傳統(tǒng)煤礦機(jī)械產(chǎn)品屬性實(shí)施數(shù)據(jù)管理，幾何數(shù)據(jù)模型則清楚地概括了煤礦機(jī)械產(chǎn)品各零件間的分布層次關(guān)系，系統(tǒng)界面可視化、操作性強(qiáng)，有利于我國煤礦機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益提升，對煤礦機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)工作有非常好的借鑒與指導(dǎo)意義。

作者：唐洪濤單位：內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院