智慧露天礦山體系、框架■內(nèi)容和目標(biāo)按照系統(tǒng)的遞階式層級(jí)將整個(gè)智慧礦山系統(tǒng)劃分為智慧單元、智慧系統(tǒng)和智慧大系統(tǒng)等三個(gè)層級(jí)。智慧單元層級(jí)一一傳感器軟硬件技術(shù)智慧單元技術(shù)需求是構(gòu)建一個(gè)最基本的智慧露天礦單元時(shí)需要滿足的技術(shù)需求，從智慧單元的體系架構(gòu)看，傳感器是智慧露天礦山獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息的來(lái)源，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。因此，在智慧單元層級(jí)上來(lái)看，最為核心的關(guān)鍵技術(shù)是包含軟件、硬件的傳感分析技術(shù)。智慧系統(tǒng)層級(jí)一一單元通訊技術(shù)在智慧單元的技術(shù)需求上基礎(chǔ)上，參考智慧礦山系統(tǒng)層級(jí)架構(gòu)，需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)單元組件之間的互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上著眼于對(duì)不同組件的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)信息控制，實(shí)現(xiàn)信息空間與物理空間的協(xié)同和統(tǒng)一，同時(shí)需要對(duì)集成的計(jì)算系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，因此，在智慧系統(tǒng)層級(jí)上來(lái)看，需要單元通訊技術(shù)的支持。智慧大系統(tǒng)層級(jí)一一系統(tǒng)集成技術(shù)在智慧系統(tǒng)的技術(shù)需求基礎(chǔ)上，參考智慧礦山系統(tǒng)層級(jí)架構(gòu)，智慧大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更為真實(shí)、豐富多樣、種類繁多，因此需要新的處理模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析提取其中潛在價(jià)值，從而提供更強(qiáng)的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力。進(jìn)而系統(tǒng)、全面的挖掘礦業(yè)數(shù)據(jù)中潛在的價(jià)值。因此，在智慧大系統(tǒng)層級(jí)上來(lái)看，需要系統(tǒng)集成技術(shù)的支持［90-93］。綜上所述，智慧露天礦山的層級(jí)結(jié)構(gòu)及各層級(jí)所需要的核心關(guān)鍵技術(shù)見表1。表1智慧露天礦山建設(shè)層級(jí)及關(guān)鍵技術(shù)表1智熟露天礦山建設(shè)層級(jí)及關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)層級(jí) 關(guān)鍵技術(shù)智首中元層線 傳感分析智昔系統(tǒng)層班 整元通訊智普大系統(tǒng)層皴 系統(tǒng)集成技術(shù)組成國(guó)件+軟件愜件+軟件+網(wǎng)絡(luò)硬件+檄加廨屈/Ir5智慧露天礦山體系、框架■內(nèi)容和目標(biāo)5.1系結(jié)構(gòu)智慧露天煤礦這個(gè)復(fù)雜巨大的工程，由保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、關(guān)鍵技術(shù)、決策體系、信息基礎(chǔ)支撐體系、時(shí)空演化支撐體系、生產(chǎn)設(shè)備與環(huán)節(jié)管控體系、生產(chǎn)計(jì)劃與施工協(xié)作體系、綜合應(yīng)用管理服務(wù)體系組成，如圖13所示。保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、關(guān)鍵技術(shù)是建設(shè)的

保障，信息基礎(chǔ)支撐體系是建設(shè)的支撐，時(shí)空演化支撐體系、生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)環(huán)節(jié)管控體系、生產(chǎn)計(jì)劃與工程施工協(xié)作體系和綜合應(yīng)用管理服務(wù)體系是建設(shè)的功能，決策體系是建設(shè)的優(yōu)化度量標(biāo)準(zhǔn)。蹤企應(yīng)用管理服分體系信息基礎(chǔ)支撐體系蹤企應(yīng)用管理服分體系信息基礎(chǔ)支撐體系圖13智慧露天煤礦體系結(jié)構(gòu)1）保障體系。保障體系包括組織流程保障、政策保障、資金保障、人才保障、組織保障、法律保障等智慧露天煤礦的建設(shè)保障。2）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系包括智慧露天煤礦各個(gè)組成部分的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，目前智慧露天煤礦的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)還不是很完善，但也有如《GB/T28181-2001安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸交換控制技術(shù)要求》、《智慧露天煤礦建設(shè)指南》、《煤炭工業(yè)露天礦節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)可以作為參考依據(jù)。3）關(guān)鍵技術(shù)。智慧露天煤礦關(guān)鍵技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)感知相關(guān)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析相關(guān)技術(shù)、GPS或北斗定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)集成技術(shù)、空間信息技術(shù)、運(yùn)維管理技術(shù)、人工智能技術(shù)等。4）信息基礎(chǔ)支撐體系。信息基礎(chǔ)支撐體系包括感知設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、應(yīng)用支撐、高性能計(jì)算、海量存儲(chǔ)、信息安全等。5）決策體系。決策體系包括各系統(tǒng)性能優(yōu)化、生產(chǎn)環(huán)節(jié)優(yōu)化、效能優(yōu)化自決策、準(zhǔn)確精細(xì)化管理服務(wù)等。6）時(shí)空演化支撐體系。時(shí)空演化支撐體系主要是智慧露天煤礦生產(chǎn)的應(yīng)用基礎(chǔ)支撐，針對(duì)露天礦生產(chǎn)前、中、后期各階段及其重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)的演化管理，作為生產(chǎn)設(shè)計(jì)、分析、管控的綜合支撐。7）生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)環(huán)節(jié)管控體系。生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)環(huán)節(jié)管控體系是智慧露天煤礦生產(chǎn)的主要應(yīng)用分支，將生產(chǎn)、管理、自診斷、設(shè)備維護(hù)和安全等因素結(jié)合在一起，形成閉環(huán)管控體系。8）生產(chǎn)設(shè)計(jì)與工程施工協(xié)作體系。生產(chǎn)設(shè)計(jì)與工程施工協(xié)作體系是智慧露天煤礦生產(chǎn)的主要應(yīng)用分支，將生產(chǎn)設(shè)計(jì)與工程進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，主要包括露天礦生產(chǎn)整體最優(yōu)目標(biāo)下的穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸、排棄主要工藝系統(tǒng)的分目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及精確、嚴(yán)格、規(guī)范的工程施工。9）綜合應(yīng)用管理服務(wù)體系。綜合應(yīng)用管理服務(wù)體系是智慧露天煤礦生產(chǎn)的主要應(yīng)用分支，主要包括安全、高效、綠色生產(chǎn)的智慧管理等。智慧露天煤礦總體規(guī)劃設(shè)計(jì)是將建設(shè)目標(biāo)、實(shí)施目標(biāo)、知識(shí)體系、建設(shè)體系、技術(shù)應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)成果等所需的信息要素集成為總體方案，是智慧露天煤礦綱領(lǐng)性和路線性的建設(shè)目標(biāo)和實(shí)施戰(zhàn)略。具體礦山的智慧露天煤礦建設(shè)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)要保證同其所屬公司的管理和生產(chǎn)任務(wù)的總體戰(zhàn)略上的一致性，設(shè)計(jì)出智慧露天煤礦的總體框架結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，制定智慧露天煤礦系統(tǒng)工程分期和分階段實(shí)施的工作內(nèi)容和任務(wù)，以及具體項(xiàng)目實(shí)施的策略、措施、方法和計(jì)劃等。智慧化露天礦總體框架智慧礦山總體框架按照智慧煤礦基本構(gòu)想進(jìn)行構(gòu)思，結(jié)合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流及控制流進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖14所示，主要由五部分構(gòu)成，分別是露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)、露天礦時(shí)空演化智慧化系統(tǒng)、露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)、露天礦綜合管理智慧化系統(tǒng)、露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理智慧化系統(tǒng)，智慧露天礦總體框架如圖15所示。1）露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)。主要是基礎(chǔ)硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境的建設(shè)，為整個(gè)智慧礦山的運(yùn)營(yíng)提供基礎(chǔ)保障。2）露天礦時(shí)空演化智慧化系統(tǒng)。主要是基于地質(zhì)、測(cè)量、采礦等的數(shù)據(jù)及可視化模型管理，為生產(chǎn)計(jì)劃及高效管控提供基礎(chǔ)場(chǎng)景模擬等應(yīng)用。3）露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)。主要是對(duì)現(xiàn)有穿爆、采裝、運(yùn)輸、破碎、排棄等生產(chǎn)環(huán)節(jié)工程設(shè)備進(jìn)行智能化的改造升級(jí)，更加精準(zhǔn)、高效的采集數(shù)據(jù)，更加有效的服務(wù)于生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)銜接的貫通，更進(jìn)一步的提高工程作業(yè)。4）露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程智慧化系統(tǒng)。主要是基于露天礦時(shí)空演化智慧系統(tǒng)及生產(chǎn)任務(wù)指令和各監(jiān)測(cè)監(jiān)控終端實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)一步的修正生產(chǎn)計(jì)劃，從而檢驗(yàn)工程質(zhì)量的高低，為生產(chǎn)計(jì)劃與工程匹配提高精準(zhǔn)匹配。5）露天礦綜合管理智慧化系統(tǒng)。主要是針對(duì)安全、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)及管理各方面的綜合管理系統(tǒng)，將基于各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、基于安全的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、基于運(yùn)營(yíng)的管理數(shù)據(jù)等通過(guò)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)解析，從安全、高效、綠色、和諧方面進(jìn)行綜合管理應(yīng)用。

生產(chǎn)沖劃作業(yè)執(zhí)行嫖合屣赤任務(wù)下達(dá)爆含分祈 模中構(gòu)建號(hào)天獷設(shè)務(wù)錄工藝智君化系等,中產(chǎn)精助作：業(yè)’氤地畝卬一暮，統(tǒng))其霄據(jù)初叫.八用..瞿也拼

生產(chǎn)由仃散州

生產(chǎn)沖劃作業(yè)執(zhí)行嫖合屣赤任務(wù)下達(dá)爆含分祈 模中構(gòu)建號(hào)天獷設(shè)務(wù)錄工藝智君化系等,中產(chǎn)精助作：業(yè)’氤地畝卬一暮，統(tǒng))其霄據(jù)初叫.八用..瞿也拼

生產(chǎn)由仃散州

大產(chǎn)首城苞蛭露天獷基礎(chǔ)支探智薰化系統(tǒng)[ 大數(shù)據(jù)？析平臺(tái) J : 忸新時(shí)1:數(shù)據(jù)中心 )圖14智慧露天礦總體框架整個(gè)流程設(shè)計(jì)1)由計(jì)劃部門接收生產(chǎn)計(jì)劃任務(wù)起，生產(chǎn)設(shè)計(jì)部門基于時(shí)空模型演化模型系統(tǒng)制定生產(chǎn)計(jì)劃，通過(guò)生產(chǎn)仿真推演形成生產(chǎn)計(jì)劃成果數(shù)據(jù)。2)生產(chǎn)計(jì)劃成果數(shù)據(jù)經(jīng)露天礦綜合管理系統(tǒng)形成調(diào)度指令，由調(diào)度室根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)到各作業(yè)生產(chǎn)工程單位，工程施工單位根據(jù)計(jì)劃任務(wù)及現(xiàn)場(chǎng)獲取的作業(yè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行工程作業(yè)，進(jìn)一步由工況參數(shù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)測(cè)等傳感設(shè)備采集數(shù)據(jù)。3）工程設(shè)備作業(yè)過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)上傳到大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，由最初建立的專家知識(shí)庫(kù)及分析診斷模型，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行分析診斷［18］，給出診斷結(jié)果，診斷分析結(jié)果又將實(shí)時(shí)傳到生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備終端，進(jìn)一步的指導(dǎo)工程作業(yè)。4）生產(chǎn)作業(yè)工程作業(yè)結(jié)束后，對(duì)其工程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估確認(rèn)，將質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心，通過(guò)露天礦綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)與工程施工的對(duì)比分析，進(jìn)一步的優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)和指導(dǎo)工程施工。以上的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流及控制流主要是圍繞生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，基于數(shù)據(jù)流的走向，結(jié)合業(yè)務(wù)控制流，通過(guò)五大主要系統(tǒng)形成閉環(huán)管理，從而形成智慧礦山總體框架。5.3建設(shè)內(nèi)容根據(jù)目前智能化技術(shù)發(fā)展及規(guī)劃構(gòu)想，智慧露天礦山可分二期規(guī)劃建設(shè)，露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)、露天礦時(shí)空演化智慧化系統(tǒng)、露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)、露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理智慧化系統(tǒng)、露天礦綜合管理智慧化系統(tǒng)建設(shè)主要內(nèi)容如圖15—圖17所示。

瓊臺(tái)_L程 +-1瓊臺(tái)_L程 +-1生產(chǎn)汁充白工但相受標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化生產(chǎn)生理智莖化1 : 行窺看理自的就1陸單甭祥苴廿#一百管/番理化1鉆機(jī)盤刮緊城爆破寸身航等統(tǒng):地?zé)釒r性i麗電奈林雅機(jī)智齒作匕不建者'軍工藝工制條殳息/作坦達(dá)惻擊茫;花的車皆竺作生桑光砧機(jī)昔黑作包累鐵電斤”量斤重鼻優(yōu)嗔辟玷而密||爆犍廉?評(píng)伊霸點(diǎn)電儼田修作上棄物［推土機(jī)自罰非業(yè)緊燒.心蒂漏氣機(jī)生片軍贏1席而理.〕卡車燃油.?K￡H?K驚帝機(jī)襦/?、巡檢，有片才-機(jī)可過(guò)拄制;惟金機(jī)智司系疏弋單哥厘作上號(hào)合射的期就研二期視邸圖15露天礦智慧化分期建設(shè)規(guī)劃內(nèi)容概覽圖基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)：(1)一期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)整個(gè)智慧礦山建設(shè)基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)的搭建，為后期各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)全方位服務(wù)，保證數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、應(yīng)用等工作，使生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)及管理在規(guī)范、綠色、安全、高效的環(huán)境下良好運(yùn)行，起到承上啟下的作用。1）實(shí)現(xiàn)企業(yè)4G無(wú)線專網(wǎng)的全覆蓋，承載多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的通信，滿足語(yǔ)音調(diào)度、視頻接入、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備遙控等業(yè)務(wù)需求，同時(shí)也能夠適應(yīng)未來(lái)5G工業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展。2）實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議及格式標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。3）實(shí)現(xiàn)專家知識(shí)庫(kù)基礎(chǔ)信息儲(chǔ)備，為智能決策提供分析模型基礎(chǔ)。4）實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。（2）二期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)礦山5G工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的部署及應(yīng)用，使整個(gè)礦山的生產(chǎn)在新一代網(wǎng)絡(luò)下良好的有序開展；實(shí)現(xiàn)辦公環(huán)境的智能化，提升工作人員良好的辦公環(huán)境及其工作效率。

E?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)圖16露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)專家知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)接口規(guī)范網(wǎng)絡(luò)信息安全翻據(jù)通信IH■平F辦公環(huán)境智能化管拽指揮中心數(shù)據(jù)返文規(guī)范機(jī)房改造政鉆拓巾蛻位體系數(shù)據(jù)共享交換|內(nèi)外網(wǎng)居圜防火墻一期規(guī)劃出II路由設(shè)置防捕毒軟件入侵楂測(cè)上網(wǎng)疔為管現(xiàn)二期規(guī)劃大數(shù)據(jù)引用基曬支撐子平行E?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)圖16露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)專家知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)接口規(guī)范網(wǎng)絡(luò)信息安全翻據(jù)通信IH■平F辦公環(huán)境智能化管拽指揮中心數(shù)據(jù)返文規(guī)范機(jī)房改造政鉆拓巾蛻位體系數(shù)據(jù)共享交換|內(nèi)外網(wǎng)居圜防火墻一期規(guī)劃出II路由設(shè)置防捕毒軟件入侵楂測(cè)上網(wǎng)疔為管現(xiàn)二期規(guī)劃大數(shù)據(jù)引用基曬支撐子平行大數(shù)據(jù)資源分析處理子平價(jià)空產(chǎn)環(huán)節(jié)羲寶臬如山底~~|，謬呼箋鹿鷺考察封妲庫(kù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集市 11生產(chǎn)環(huán)節(jié)高成教掘集市圖例無(wú)相應(yīng)內(nèi)容斯忽■化向密rWcrrre回可常利侑息化內(nèi)容|亙［［也「?閨diF蝮內(nèi)容集散型捏制系統(tǒng)M能匯的.?而以心不境.變頻節(jié)隹系統(tǒng)企業(yè)主干網(wǎng)陪4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心犬解幕顯示系縊體系架構(gòu)前置累統(tǒng)安全防駐系統(tǒng)?多用功能一卡通辦公垓濟(jì)Q息牝殆理與維力、系統(tǒng),計(jì)入控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)資通管理5.3.2時(shí)空演化智慧化系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo):(1)一期規(guī)劃目標(biāo)實(shí)現(xiàn)包含露天礦主要生產(chǎn)信息的簡(jiǎn)單時(shí)空演化模型的構(gòu)建、更新、修正及應(yīng)用，用于演化露天礦的實(shí)際生產(chǎn)與計(jì)劃，可視化展示、應(yīng)用分析、查詢露天礦主要生產(chǎn)信息，為基于時(shí)空演化模型的智慧化管控做準(zhǔn)備，能夠半自動(dòng)化的指導(dǎo)生產(chǎn)；實(shí)現(xiàn)勘探、測(cè)量作業(yè)的自動(dòng)化控制，提高勘探、測(cè)量的效率和質(zhì)量，縮短時(shí)空演化模型的構(gòu)建周期。（2）二期規(guī)劃目標(biāo)實(shí)現(xiàn)包含露天礦所有生產(chǎn)信息的精細(xì)時(shí)空演化模型的全自動(dòng)構(gòu)建、更新、修正與應(yīng)用，基于時(shí)空演化模型實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的智慧管控；實(shí)現(xiàn)勘探、測(cè)量的智慧化作業(yè)，即利用勘探、測(cè)量產(chǎn)生數(shù)據(jù)，再結(jié)合其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用于構(gòu)建實(shí)時(shí)的時(shí)空演化模型，用于智慧管控露天礦的生產(chǎn)。分所信息參考小簞小為執(zhí)行時(shí)空默據(jù)庫(kù)所有兼統(tǒng)高精境模型圖17露天礦時(shí)空演化智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽期探基于時(shí)空演化模型的智髯管控時(shí)空演北模型可視化支撐平臺(tái)時(shí)空信息管理一期期劃二期規(guī)劃國(guó)度|軍才胡冉升段內(nèi)容率成化國(guó)用規(guī)仁聚任內(nèi)濟(jì)節(jié)自動(dòng)■I.■■■■■,而然由斐眼統(tǒng)士止化呼共享便榛 ； 分所信息參考小簞小為執(zhí)行時(shí)空默據(jù)庫(kù)所有兼統(tǒng)高精境模型圖17露天礦時(shí)空演化智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽期探基于時(shí)空演化模型的智髯管控時(shí)空演北模型可視化支撐平臺(tái)時(shí)空信息管理一期期劃二期規(guī)劃國(guó)度|軍才胡冉升段內(nèi)容率成化國(guó)用規(guī)仁聚任內(nèi)濟(jì)節(jié)自動(dòng)■I.■■■■■,而然由斐眼統(tǒng)士止化呼共享便榛 ； M 1可祖化時(shí)空數(shù)據(jù)首理 專業(yè)化管理地面巡區(qū)漏量驗(yàn)收殂生產(chǎn)管理一相 1（___ 「「癡洛理高精度摸空亞芬成用支料 ： 二三轆??體環(huán)境泯集安全監(jiān)控皆辟比H 智1'泗業(yè)嗎進(jìn)分所任徒巾.送施耗耗材追跳愛享便犍電業(yè)化部理「I劭成圖[?…]七明道內(nèi)密|國(guó)倡|伴藍(lán)化內(nèi)容5.3.3露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)（1）穿孔設(shè)備智慧化多數(shù)露天礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中采用人工點(diǎn)放樣方式，存在主觀性強(qiáng)、測(cè)點(diǎn)不精確的問(wèn)題；采用人工手持皮尺的方式檢查鉆孔質(zhì)量，重復(fù)簡(jiǎn)單勞動(dòng)且作業(yè)效率低［22］；一期實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程的數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)部分操作的自動(dòng)化，減少現(xiàn)場(chǎng)人員重復(fù)性簡(jiǎn)單工作，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)高效作業(yè)；二期實(shí)現(xiàn)鉆孔環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程控制及自動(dòng)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)決策，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)少人的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的高效作業(yè)。（2）爆破設(shè)備智慧化目前露天礦爆破設(shè)備的最佳選擇是現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車，集運(yùn)輸、生產(chǎn)、裝填為一體，提高了生產(chǎn)裝填炸藥的機(jī)械化及自動(dòng)化水平，爆破設(shè)備向大型化、信息化、自動(dòng)化和無(wú)人化的方向發(fā)展，智能化爆破設(shè)備將是今后爆破設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)研究方向。最終實(shí)現(xiàn)裝藥車工藝參數(shù)控制及智能裝藥，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)決策，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)少人、提高裝藥效率的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)裝藥車的高效作業(yè)。（3）采裝設(shè)備智慧化目前我國(guó)露天礦電鏟未進(jìn)行信息化改造，相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，生產(chǎn)效率受限于司機(jī)及卡車配合的程度［94］。一期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集電鏟作業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電鏟作業(yè)過(guò)程的數(shù)字化，滿足電鏟作業(yè)的數(shù)字化管理要求，實(shí)現(xiàn)電鏟的安全、高效作業(yè)；二期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)電鏟的自動(dòng)挖掘與裝載，提高電鏟工作效率，實(shí)現(xiàn)電鏟的高效作業(yè)。（4）運(yùn)輸設(shè)備智慧化卡車是大型露天礦山主要的運(yùn)輸設(shè)備，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的露天礦山均采用卡車自營(yíng)方式進(jìn)行剝離和采煤工作。當(dāng)前中國(guó)特大型露天礦如黑岱溝露天礦、伊敏露天礦等均已實(shí)現(xiàn)卡車輪胎監(jiān)控管理、安全預(yù)警系統(tǒng)、燃油監(jiān)控等數(shù)字化系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展智能調(diào)度優(yōu)化、卡車輔助駕駛系統(tǒng)以及無(wú)人卡車將成為露天礦卡車智慧化的主流趨勢(shì)。最終實(shí)現(xiàn)卡車安全、油耗、胎壓數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，達(dá)到卡車作業(yè)過(guò)程的數(shù)字化，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)卡車智能調(diào)度、智能輔助駕駛以及智慧作業(yè)，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)少人的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)卡車運(yùn)輸?shù)母咝ё鳂I(yè)。（5）排土設(shè)備智慧化排土作業(yè)主要配合電鏟、卡車進(jìn)行采運(yùn)作業(yè)后對(duì)物料的平整壓實(shí)以及排土臺(tái)階的擴(kuò)展。當(dāng)前排土機(jī)作業(yè)主要問(wèn)題有人員操作不當(dāng)導(dǎo)致排土位置以及高度與計(jì)劃不符，操作人員工作環(huán)境較差［95］。一期目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)排土作業(yè)過(guò)程的信息化，實(shí)現(xiàn)部分操作的自動(dòng)化，減少現(xiàn)場(chǎng)人員憑借經(jīng)驗(yàn)操作導(dǎo)致的排土問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)推土機(jī)的高效作業(yè)。二期目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)排土環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程遙控作業(yè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作的精準(zhǔn)執(zhí)行及遠(yuǎn)程控制，并改善司機(jī)作業(yè)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)推土機(jī)的高效作業(yè)。（6）原煤地面生產(chǎn)系統(tǒng)智慧化露天礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著破碎外運(yùn)任務(wù)，由一次破碎、二次破碎、輸煤、儲(chǔ)煤、配煤和裝車外運(yùn)6個(gè)子系統(tǒng)組成。信息化建設(shè)內(nèi)容：破碎站盲區(qū)視頻監(jiān)測(cè)、考勤機(jī)巡檢質(zhì)量考核、堆取料機(jī)盲區(qū)監(jiān)測(cè)、膠帶機(jī)控系統(tǒng)、膠帶輸送機(jī)視頻監(jiān)控。一期目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)地面生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化以及智慧化，破碎站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，膠帶輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)集控及機(jī)器人巡檢，堆取料機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提高生產(chǎn)效率、減少現(xiàn)場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及重復(fù)性工作，實(shí)現(xiàn)原煤地面生產(chǎn)系統(tǒng)的高效作業(yè)。（7）露天礦生產(chǎn)工藝系統(tǒng)智慧化露天礦自移破碎機(jī)及轉(zhuǎn)載機(jī)每班約花費(fèi)25?40分鐘進(jìn)行對(duì)接，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)；卡車裝載時(shí)，電鏟缺乏引導(dǎo)信息，裝載難度大。一期目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)多臺(tái)大型裝備智能快速對(duì)接，提高對(duì)接的效率、縮短對(duì)接時(shí)間，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的高效作業(yè)。二期目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和定位卡車，自動(dòng)計(jì)算最佳挖掘位置和傾倒位置，完成自動(dòng)化卡車快速裝載任務(wù)，提高電鏟裝車效率，降低人員操作難度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的高效作業(yè)。（8）設(shè)備故障實(shí)時(shí)診斷智慧化露天礦環(huán)境條件惡劣，露天礦設(shè)備的各個(gè)結(jié)構(gòu)受到的沖擊和振動(dòng)較大，因此礦山設(shè)備會(huì)時(shí)常出現(xiàn)各種故障，而且故障率較高、故障診斷與排除周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致設(shè)備和人員的工作效率低下［96］。一期目標(biāo)為

實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)、電鏟、破碎機(jī)、膠帶輸送機(jī)、推土機(jī)的故障診斷。二期目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)裝藥車、卡車等設(shè)備故障的高效診斷。具體各環(huán)節(jié)子系統(tǒng)分期目標(biāo)如圖18所示。面產(chǎn)統(tǒng)

地生系排棄堆取料機(jī)遠(yuǎn)程控制安全管理胎壓監(jiān)控運(yùn)輸采裝爆破電鏟（乍業(yè)監(jiān)測(cè)電鏟計(jì)量稱重燃油監(jiān)控輔助駕駛卡車調(diào)度|無(wú)人駕駛爆堆評(píng)價(jià)||自主裝服3D圖紙作業(yè):「j主恰掘

工藝癡|面產(chǎn)統(tǒng)

地生系排棄堆取料機(jī)遠(yuǎn)程控制安全管理胎壓監(jiān)控運(yùn)輸采裝爆破電鏟（乍業(yè)監(jiān)測(cè)電鏟計(jì)量稱重燃油監(jiān)控輔助駕駛卡車調(diào)度|無(wú)人駕駛爆堆評(píng)價(jià)||自主裝服3D圖紙作業(yè):「j主恰掘

工藝癡|炮孔展位|故障診斷無(wú)相應(yīng)內(nèi)容鉆機(jī)爆破孔定位穿孔國(guó)陽(yáng)乍如￡控一期規(guī)劃二期規(guī)劃智慧化內(nèi)容常規(guī)信息化內(nèi)容圖18露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理智慧化系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)（1）一期規(guī)劃目標(biāo)實(shí)現(xiàn)穿爆、采裝、運(yùn)輸和排棄等環(huán)節(jié)的智能化設(shè)計(jì)，局部作業(yè)過(guò)程的推演和分析；對(duì)作業(yè)環(huán)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化和量化［97］,規(guī)范施工標(biāo)準(zhǔn)［98］，班組生產(chǎn)成本的自動(dòng)核算以及績(jī)效的自動(dòng)考核，礦山施工質(zhì)量的智能管控［99］，提高作業(yè)效率，保證安全生產(chǎn)，降低生產(chǎn)作業(yè)成本。（2）二期規(guī)劃目標(biāo)實(shí)現(xiàn)開采過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，開采設(shè)計(jì)和施工的交互分析和優(yōu)化，最終達(dá)到智能決策的目的［100-101］；在設(shè)備智能化基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)最優(yōu)下各工藝環(huán)節(jié)自動(dòng)決策和施工。具體如圖19所示。工綜管程合理作業(yè)智能決策自動(dòng)考核質(zhì)量自動(dòng)對(duì)比管理自動(dòng)脫收數(shù)據(jù)自動(dòng)分析1 I班組

管理成本分析作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)劃自動(dòng)編制計(jì)劃仿真模慰計(jì)劃自動(dòng)編制 計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整;I計(jì)劃仿真模擬計(jì)劃實(shí)時(shí)評(píng)怙一期規(guī)劃二期規(guī)劃工綜管程合理作業(yè)智能決策自動(dòng)考核質(zhì)量自動(dòng)對(duì)比管理自動(dòng)脫收數(shù)據(jù)自動(dòng)分析1 I班組

管理成本分析作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)劃自動(dòng)編制計(jì)劃仿真模慰計(jì)劃自動(dòng)編制 計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整;I計(jì)劃仿真模擬計(jì)劃實(shí)時(shí)評(píng)怙一期規(guī)劃二期規(guī)劃圖19露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽露天礦綜合管理智慧化系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo):(1)一期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)露天礦的綜合管理智慧化，從根本上杜絕危險(xiǎn)源的危害，降低疏干水再利用的成本，提高疏干水的利用率，提高生態(tài)復(fù)墾的的質(zhì)量、降低生態(tài)復(fù)墾的成本，初步實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的價(jià)值；實(shí)現(xiàn)少人作業(yè)，減少露天礦本身的安全隱患，逐步實(shí)現(xiàn)露天礦的本質(zhì)安全；為露天礦綜合管理所有的生產(chǎn)決策提供支撐，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效能的全自動(dòng)化分析，提高各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效能，提高生產(chǎn)成本管控水平以及對(duì)生產(chǎn)成本信息的利用效率和績(jī)效考核的效率，降低露天礦的生產(chǎn)成本并提高績(jī)效考核的質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化與企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理信息化的一體化、集成化；實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理諸環(huán)節(jié)的柔性化、敏捷化、虛擬化；實(shí)現(xiàn)科研、設(shè)計(jì)、工程、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和決策的數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化。（2）二期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)提高生態(tài)復(fù)墾的的質(zhì)量、降低生態(tài)復(fù)墾的成本，實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)露天開采的本質(zhì)綠色；進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)少人作業(yè)，減少甚至杜絕露天礦本身的安全隱患，實(shí)現(xiàn)露天礦的本質(zhì)安全；實(shí)現(xiàn)所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效能高級(jí)智慧管控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)最優(yōu)化運(yùn)行，保證生產(chǎn)效能的最大化；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的實(shí)時(shí)管控、績(jī)效考核的無(wú)處不在，最大化程度降低露天礦的生產(chǎn)成本；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備智慧指揮、礦山工程智慧管理以及工藝系統(tǒng)智慧優(yōu)化，為露天礦生產(chǎn)設(shè)備、礦山工程的管理提供可視化智慧支撐。具體如圖20所示。

高效生產(chǎn)安全生產(chǎn)綠色生產(chǎn)高效生產(chǎn)安全生產(chǎn)綠色生產(chǎn)圖20露天礦綜合管理智慧化系統(tǒng)規(guī)劃概覽5.4建設(shè)目標(biāo)智慧露天礦山的本質(zhì)是將信息化技術(shù)與露天礦山深度融合，通過(guò)生產(chǎn)、安全、管理、設(shè)計(jì)等工作的信息化和礦山裝備及系統(tǒng)的智能化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)露天礦山勞動(dòng)生產(chǎn)率的大幅度提高，整體生產(chǎn)成本的大幅度降低，達(dá)到整個(gè)礦山的少人化，實(shí)現(xiàn)礦山的綠色、安全、高效。智慧露天礦山建設(shè)以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及礦業(yè)工程專