智慧礦山建設解決方案與實現(xiàn)途徑——基于智物聯(lián)MIXIOT平臺的智慧化之路智慧礦山建設背景智慧礦山建設方案智慧礦山建設途徑廠近期開展的工作01FIRST02SECOND03THIRD04FOURTH2016年3月以來

，

國家發(fā)改委、

國家能源局、

自然資源部等相繼出臺了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃》（2016-2030年）

、《全國礦產資源規(guī)劃（2016—2020年）

》、《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《安全生產“十三五”規(guī)劃》等眾多綱領性文件

，分別對礦山自動化、信息化、數(shù)字化、智能化提出了指導要求

，為礦山企業(yè)今后的綠色發(fā)展指明了方向。目前煤礦總體的信息化程度還有待進一步提高，生產過程中的各種數(shù)據(jù)和信息還無法實現(xiàn)有效關聯(lián)，還缺乏“智慧的大腦”對所有子系統(tǒng)實施協(xié)調、聯(lián)控，因而生產的過程控制、設備健康管理、安全風險防控、

生態(tài)環(huán)保等都還沒有實現(xiàn)最優(yōu)化的管控。智慧化是礦山技術發(fā)展的最高形式，只有實現(xiàn)了智慧化才能從根本上實現(xiàn)最優(yōu)的生產方式、最佳的運行效率和最安全的生產保障。國家能源發(fā)展需要學者們對智慧礦山開展了大量的研究，不單單是煤炭領域相關學者及企業(yè)積極投身于智慧礦山的研究與應用，大量的非煤礦山企業(yè)和研究者也都加入智慧化建設之中。他們各自都根據(jù)自身的理

解及研究基礎、特長提出了智慧礦山的各種定義和架構但未達成統(tǒng)一認識。綜合國內外學者的研究成果，我們認為：智慧礦山是智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及軟件定義技術在礦山領域的全面應用，是典型的信息物理系統(tǒng)(CyberPhysicalSystems

，簡稱：CPS)

。通過集成先進的感知、

計算、通信、控制等信息技術和自動控制技術，構建礦山物理世界與信息世界中人、機、環(huán)、管等

安全、生產要素相互映射、適時交互、高效協(xié)同的復雜系統(tǒng)。智慧礦山的定義?萬物互聯(lián)：利用物聯(lián)網(wǎng)技術

，全面感知礦山所有人、機、環(huán)等的位置、狀態(tài)

，并能進行控制；?

時空服務：

利用GIS和BIM技術

，構建基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準的、

以空間地理位置為主線、

以分圖層管理為

組織形式、

以打造礦山5D數(shù)字孿生為目標的礦山綜合數(shù)據(jù)庫

，為智慧礦山應用提供二三維一體化的位置

服務、協(xié)同設計服務、組態(tài)化服務、三維可視化仿真模擬、礦山工程及設備的全生命周期管理等服務和工

具

，實現(xiàn)一公；?

融合聯(lián)動：通過軟件定義

，實現(xiàn)礦山各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合與智能聯(lián)動

，達到人、機、環(huán)、管信息的強

實時關聯(lián)；?智慧決策：利用大數(shù)據(jù)與人工智能等技術

，迭代升級煤礦安全、生產、經(jīng)營的智能分析與輔助決策。智慧礦山的特征：建設領域初步建設成果礦山裝備及生產系統(tǒng)信息化邊坡遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)、卡車防碰撞系統(tǒng)、卡車調度管理系統(tǒng)礦山管理及安全信息化辦公自動化OA系統(tǒng)、檔案管理信息系統(tǒng)、財務管理信息系統(tǒng)、企業(yè)資產管理系統(tǒng)EAM、企業(yè)資源管理ERP系統(tǒng)、通訊及信息傳輸網(wǎng)絡、

門戶網(wǎng)站及礦山安全生產綜合管理平臺、疏干排水集控

系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、供水供電監(jiān)控系統(tǒng)、煤質管理系統(tǒng)、應急

管理及隱患排查系統(tǒng)礦山生產設計信息化三維輔助設計系統(tǒng)、地測輔助設計CAD系統(tǒng)、采礦計劃系統(tǒng)我國露天礦山信息化建設主要以礦山管理及安全信息化為主，當前初步完成了礦山部分業(yè)務領域

的數(shù)據(jù)采集、分析等功能。我國大型露天礦山信息化建設代表性成果<

露天礦信息化現(xiàn)狀<

露天礦智慧化現(xiàn)狀智慧礦山建設背景智慧礦山建設方案智慧礦山建設途徑廠

開展工作02SECOND03THIRD04FOURTH01FIRST獨立進行建設?多為子系統(tǒng)獨立建設，缺乏整體規(guī)劃與統(tǒng)一集

成實施被動災害監(jiān)測?被動的、事后響應式的災害監(jiān)測局部人工管控?各控制系統(tǒng)均處于局部和有限控制，過程需要

人為干預缺乏智能分析?多數(shù)靠經(jīng)驗判斷、單點判斷式的，缺乏多系統(tǒng)

數(shù)據(jù)共享和智能分析智能化自動化數(shù)字化智慧化智慧化是體系的、全局的（智慧礦山）智能化是單點的、局部的（智能開采）<

露天礦智慧化愿景開采設計基礎設施機電設備安全生產環(huán)保節(jié)能管理決策數(shù)據(jù)采集和地面調度中心普遍存在這樣的問題：（1）各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是相互獨立的。（2）各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是不全面的（3）數(shù)據(jù)僅用于調度室的實時顯示，缺少邏輯計算和大數(shù)據(jù)分析（4）對于各個子系統(tǒng)、設備的改進和現(xiàn)有難題攻關解決是長期的和逐步的，而

且越來越依賴于數(shù)據(jù)的收集積累，同時各個子系統(tǒng)、不同設備之間的數(shù)據(jù)共享也非常重要，但目前還沒有做到。其原因主要是缺少頂層規(guī)劃。

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Mixlinker

LeadingIOT我們希望的智慧礦山是什么樣的？開放的系統(tǒng)（能容納礦山企業(yè)現(xiàn)有子系統(tǒng)，還能擴展新的子系統(tǒng)）數(shù)據(jù)在權限范圍內各取所需多個不同的廠家，在一個長時間段內，共同建設同一個協(xié)同的大系統(tǒng)前面的工作是后面工作的基礎，不能總是重來，要有頂層設計既相互獨立，又相互配合，既是自己的整體，又是體系的一部分系統(tǒng)架構不能是“煙囪”式的，要創(chuàng)新系統(tǒng)架構布置方案

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Mixlinker

LeadingIOT創(chuàng)新IT基礎架構通過虛擬化整合與自動化

，應用系統(tǒng)共享基礎架構資源池

，實現(xiàn)高利用率、高可用性、

低成本、低能耗

，并且通過云平臺層的自動化管理，實現(xiàn)快速部署、展、智能管理

，幫助用戶構建IaaS（基礎架構即服務）云業(yè)務模式。13

Leading

IOT傳統(tǒng)的IT部署架構是“煙囪式

”的

，或者叫做“專機專用

”系統(tǒng)。這種模式存在兩個問題：

1.硬件

高配低用

，硬件設備利用率低下；

2.整合困難

，新、舊應用系統(tǒng)整合在一套基礎架構上的難度大。智慧礦山是什么：是一套方法論是一套標準，開放且不斷完善

是開放的軟件+硬件集合是方向，是愿景是體系，是軟件*n+硬件*n智慧礦山不是什么：不是解決一個具體的問題不是一個具體軟件或者系統(tǒng)不是獨立的XX系統(tǒng)不是一蹴而就，不是一個項目就能解決不是某個公司某個軟件就完成智慧礦山建設背景智慧礦山建設方案智慧礦山建設途徑廠

開展工作01FIRST02SECOND03THIRD04FOURTH 物聯(lián)網(wǎng)標準智物聯(lián)的智慧礦山物聯(lián)網(wǎng)解決方案并不是單一的軟件、硬件或平臺，也不是這些東西的簡單堆疊和拼湊，而是一個“理論、方法、手段和工具”的有機整體，是一套《物聯(lián)網(wǎng)建設標準》。該《標準》將智慧礦山的建設結構化，定義了包括了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)分析在內的技術規(guī)范和標準，及各結構之間的數(shù)據(jù)通訊規(guī)范。企業(yè)基于《物聯(lián)網(wǎng)建設標準》，能讓智慧礦山的建設有章可循，并保證建設的可持續(xù)發(fā)展，避免信息孤島和重復建設?；凇稑藴省?，物聯(lián)網(wǎng)的建設將滿足以下要求：?系統(tǒng)可靠性：基本滿足7*24小時無故障運行的要求，年非正常停機次數(shù)不超過2次?系統(tǒng)安全性：全鏈路安全加密，例如AC鑒權系統(tǒng)、

SSL、對稱加密、非對稱加密?系統(tǒng)可用性：支持百萬級的設備接入，具備億級的高并發(fā)處理能力和毫秒級個性化事件觸發(fā)能力?系統(tǒng)兼容性：模塊化設計，支持不同數(shù)據(jù)源的靈活運用、系統(tǒng)自定義配置、二次開發(fā)智慧礦山頂層規(guī)劃智慧礦山頂層規(guī)劃 物聯(lián)網(wǎng)標準①不同設備的數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的數(shù)

據(jù)采集和傳輸規(guī)范，上傳到GARDS集中數(shù)據(jù)平臺；②采用智物聯(lián)獨創(chuàng)的柵格數(shù)據(jù)和

數(shù)據(jù)拼圖的理論和方法，采用

非關系型數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)高

效傳輸、存儲、觸發(fā)和處理；③維護一系列的邏輯規(guī)則，并根

據(jù)邏輯規(guī)則，形成一系列的觸發(fā)機制；④實時過程數(shù)據(jù)隨時掌握。輸送系統(tǒng)鉆爆系統(tǒng)排水系統(tǒng)卡調系統(tǒng)

礦用卡車其他業(yè)務系統(tǒng)其他煤礦設備皮帶輸送機鉆機泵站集中數(shù)據(jù)平臺GARDS策略邏輯 標準的基礎——集中數(shù)據(jù)平臺GARDS結構化的集中數(shù)據(jù)接口解

決

方

案

核心架

構MixIOT為智慧礦山架構上下游提供黏合平臺獨立安全：

“買別墅”的安全性遠高于“合租房”專業(yè)可靠：平臺特有能力，降低行業(yè)準入門檻，助力企業(yè)某省市所有硬件、軟件、云和應用服務均為自主研發(fā)，擁有核心數(shù)

據(jù)

采

集

與

分

析

平

臺前

端

展

示

平

臺前

端

展

示

平

臺智慧礦山建設背景智慧礦山建設方案智慧礦山建設途徑廠

開展工作02SECOND01FIRST03THIRD04FOURTH華

能

伊

敏

河電鏟

狀態(tài)

監(jiān)測

與

分

析

系

統(tǒng)華

能

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監(jiān)測

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析

系

統(tǒng)方案架構圖2G/4G/WiFi

…數(shù)據(jù)傳輸APRUS適配器礦山企業(yè)調度部門降塵

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