5G礦山智能綜合管控平臺

解決方案目錄行業(yè)分析及政策背景平臺建設(shè)目標平臺建設(shè)概況平臺主要功能行業(yè)應(yīng)用與案例展示一二三四五行業(yè)痛點及政策要求n

2020年2月25日，發(fā)改委、能源局等8部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》。

—2025到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化—2021

到2021年，建成多種類型、不同模式的

智能化示范煤礦—2035

到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能

化行業(yè)痛點

環(huán)境污染↗

煤炭生產(chǎn)產(chǎn)生粉塵，污

水，噪音等環(huán)境污染；↗

造成土壤以及生物資源

的損害

設(shè)備管理↗

數(shù)據(jù)采集

困難

，傳輸

不

可

靠，形成數(shù)據(jù)孤島；↗

泛在感知低；↗

設(shè)備門檻高↗

遠程控制實時性差↗

融合大數(shù)據(jù)的決策效率低

生產(chǎn)風險高↗

2019

年煤礦百萬噸死亡率

0.083,

發(fā)

生

死

亡

事

故

170

起，死亡

316

人。↗

限定地下空間作業(yè)，巷道長

度大，大量移勱生產(chǎn)設(shè)備；↗

井下危險源有瓦斯，水，

火，沖擊地壓等

密集行業(yè)↗

人口老齡化，初代礦區(qū)員巟

集體面臨退休，新一代勞勱

力從業(yè)意愿低；↗

人員密集：煤礦人力成本占

比

為

50%

；設(shè)

備

密

集

：

油

耗、磨損、誤操作成本

占

比

：

35%政策要求

2021年，國家能源局發(fā)布了

《煤礦智能化建設(shè)指南（2021年版）》

，各級政策中均明確要求煤礦生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加快推進煤礦智能化改造，

搭建智能綜合管控平臺某省市、市、自治區(qū)也陸續(xù)發(fā)布了“

煤礦智能化驗收辦法及實施細則

”，智能化礦井建設(shè)進入實質(zhì)建設(shè)落地階段。n2020年2月，發(fā)改委、能源局等8部委聯(lián)合印發(fā)了

《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》

(發(fā)改能源〔2020〕283號)，明確了我國煤礦智能化發(fā)展的主要目標。n明確提出“推廣新一代信息技術(shù)應(yīng)用，分級

建設(shè)智能化平臺

、推進煤炭企業(yè)建立煤礦智能化

大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺

。

”n2021年1月某省市發(fā)展改某省市能源局等13部門發(fā)布《關(guān)于加快某省市煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》

。平臺建設(shè)政策要求礦山建設(shè)現(xiàn)階段問題

管理問題礦井自動化平臺與礦井現(xiàn)有的管理模式不匹配，傳統(tǒng)管理方式，子系統(tǒng)分散，無法實現(xiàn)系統(tǒng)間聯(lián)動

，專業(yè)人員的設(shè)置及人員技術(shù)水平與綜合自動化平臺的運作不協(xié)調(diào)。

數(shù)據(jù)問題各類子系統(tǒng)已基本實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化集成，但是各系統(tǒng)獲取的

海量數(shù)據(jù)卻無法得到有效共享，使得“信息孤島”

現(xiàn)象在礦山行業(yè)異常突出，現(xiàn)代信息技術(shù)的強大優(yōu)勢還有待深入挖掘。

建設(shè)問題對煤礦安全生產(chǎn)各子系統(tǒng)認知與軟件開發(fā)能力差異，導(dǎo)致

對數(shù)據(jù)挖掘和利用的深度參差不齊

，礦井的綜合自動化平臺不能真正體現(xiàn)礦井的安全生產(chǎn)實際要求。

行業(yè)問題礦山信息化體系行業(yè)標準不健全，早期建設(shè)的礦山信息化各自為政，礦山?jīng)]有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準

，摸索建設(shè)，造成智慧礦山系統(tǒng)五花八門，阻礙了智慧礦山的發(fā)展。

技術(shù)應(yīng)用礦山面臨的題都需要結(jié)合多學(xué)科的知識才能得到有效解決，將多學(xué)科的知識軟件進行集成應(yīng)用是其解決途徑，

缺乏一個統(tǒng)一、開放的平臺

，無法為多學(xué)科知識的融合分析。目錄行業(yè)分析及政策背景平臺建設(shè)目標平臺建設(shè)概況平臺主要功能行業(yè)應(yīng)用與案例展示一二三四五建設(shè)目標

建設(shè)

目標

大數(shù)據(jù)應(yīng)用共享平臺

平臺是結(jié)合“云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)、人工智能、數(shù)字孿生”

等新技術(shù)，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)思路，采用一套標準體系、構(gòu)建一

感知網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)一條高速數(shù)據(jù)傳輸通道、形成一個大數(shù)據(jù)應(yīng)用共享平臺。

一體化智能協(xié)同管控對礦山數(shù)據(jù)進行精準化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成，從而實現(xiàn)基于GIS地圖的可視化展現(xiàn)和礦區(qū)三維可視化分析、自動化操作和智能化服務(wù)，通過大數(shù)據(jù)、人工智能等建立相關(guān)業(yè)務(wù)智能工作流，實現(xiàn)基于智能化綜合管控平臺的一體化智能協(xié)同管控。

安全高效聯(lián)動控制

全面打通“人、機、環(huán)、管”之間的障礙，實現(xiàn)礦井開拓、采掘、安全、運輸、

通風、經(jīng)營管理、綠色環(huán)保等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合、分析決策與智能聯(lián)動控制，井上

下各系統(tǒng)實現(xiàn)“監(jiān)測、控制、管理”的一體化及智能聯(lián)動控制。目錄行業(yè)分析及政策背景平臺建設(shè)目標平臺建設(shè)概況平臺主要功能行業(yè)應(yīng)用與案例展示一二三四五數(shù)據(jù)采集技術(shù)手段020506010403

對于其底層技術(shù)協(xié)議難以找到，技術(shù)支持不能保證，

將采取上位機接入方式

具有標準的

OPC

、MODBUS

、

ODBC

協(xié)議接口的，采用標準協(xié)議

接口的方式進行接入對于支持現(xiàn)場總線或具備RS485/232

串口的系統(tǒng)，可以通過增加綜合接入網(wǎng)關(guān)，進行接口形式、協(xié)議轉(zhuǎn)換進行接入自動化系統(tǒng)采用自主開發(fā)的嵌入式控制器作為核心控制器，可以通過與附近的硬件平臺環(huán)網(wǎng)交換

機進行物理上的連接接入。多采用

PLC

進行控制。嵌入式控制器Sample

PLC

Text上位機FTP

文件各類定制開發(fā)的，如安全監(jiān)控

系統(tǒng)，上位機不支持

OPC

和NETDDE

方式，可采用這種方

式進行接入。

標準協(xié)

議接口擴展接入多系統(tǒng)融合統(tǒng)一標準采集接入

對于一些常用的、有以太網(wǎng)

接口的自動化控制子系統(tǒng)，基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計海量數(shù)據(jù)存?。菏褂镁彺?頁面靜態(tài)化技術(shù)；數(shù)據(jù)庫優(yōu)化；分離數(shù)據(jù)庫中活躍的數(shù)據(jù)；批量讀取和延遲修改；使用NoSQL和Hadoop等技術(shù)；分布式部署數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)分離；使用搜索引擎搜索數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；進行業(yè)務(wù)的拆分；

高并發(fā)：

應(yīng)用程序和靜態(tài)資源文件進行分離；

頁面緩存；

集群與分布式；

反向代理；

CDN；

平臺采用微服務(wù)架構(gòu)、前后端分離、云計算、地理信息管理（GIS）、大數(shù)據(jù)、分布式協(xié)同等技術(shù)，構(gòu)建了一套煤礦和煤炭監(jiān)管部門的一體化管控的新型安全生產(chǎn)管理體系。

礦

山

智

能

綜

合

管

控

平

臺

—

功能概述

基于

模塊化

、

組件化

的技術(shù)架構(gòu)設(shè)計思路建設(shè)智能綜合管控平臺，集成各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)及感知層數(shù)據(jù)，運用新一代信息技術(shù)建設(shè)業(yè)務(wù)中臺和數(shù)據(jù)中臺，形成真高

自感知

、

自決策

、

自執(zhí)行

的智能化平臺，為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)匯聚與技術(shù)支撐。主要包括建設(shè)GIS一、三維可視化、智能安全管理、智能安全管理、智能設(shè)備管理

等，實現(xiàn)礦井各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享服務(wù)與智能協(xié)同管控。p

平臺通過物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，全方位快速采集、傳輸和有效整合各類數(shù)據(jù)，集成了礦井生產(chǎn)、機

電、安全、地質(zhì)、測量、一通三防等相關(guān)

專

業(yè)

的

在

線

協(xié)

同

作

業(yè)

，

通

過

“

一

張

圖

”

的

形

式

靈

活

直

觀

的

展示各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)。p

在地圖上點擊礦井部件的位置，能顯示相

關(guān)

部

件

的

信

息

，

包

括

部

件

位

置

、

監(jiān)

測

的

實

時

數(shù)

據(jù)

、

視

頻

監(jiān)控影像等。礦

山

智

能

綜

合

管

控

平

臺

—

界面展示（一式）礦山智能綜合管控平臺—

界面展示（某著名企業(yè)APP方式）礦

山

智

能

綜

合

管

控

平

臺

—

界面展示（數(shù)字孿生方式）Before:After:??使用三維可視化技術(shù)，將整個園區(qū)建模，實現(xiàn)園區(qū)、分區(qū)、樓宇、樓層、房間、設(shè)備的三維可視，增強對園區(qū)環(huán)境的實時掌控力度。利

用

空

間

信

息

技

術(shù)

,

通

過

對

礦

區(qū)

土

地

環(huán)

境

和

資

源

的

分

布

進

行

系統(tǒng)

的

分

析

和

描

述

,

重

點

構(gòu)

造

礦

山

的

空

間

分

析

模

型

，

直

觀

高

效

的了解礦山經(jīng)驗管理。??傳統(tǒng)的礦山的生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)域基于圖紙和平面示意圖方式管理，無法及時迅速的掌握生活區(qū)或生產(chǎn)區(qū)域全貌和分區(qū)的情況。礦山生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)域與空間環(huán)境無法相關(guān)聯(lián)分析，礦山概況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法關(guān)聯(lián)，不能直觀反映礦山真實管理現(xiàn)狀。目錄行業(yè)分析及政策背景平臺建設(shè)目標平臺建設(shè)概況平臺主要功能行業(yè)應(yīng)用與案例展示一二三四五智能通風控制系統(tǒng)智能供配電控制系統(tǒng)智能排水監(jiān)控系統(tǒng)智能皮帶集控系統(tǒng)智能提升控制系統(tǒng)智能壓風控制系統(tǒng)輸、智能主提升、智能供配電、智能輔助運輸、智能壓風等生產(chǎn)自動化系統(tǒng)，具備礦井生產(chǎn)過程自動化、綜合調(diào)度指揮、多系統(tǒng)聯(lián)動、經(jīng)營輔助決策多種功能

。

智能化協(xié)調(diào)機電控制子系統(tǒng)

智能化協(xié)同控制系統(tǒng)是一個基于“全局優(yōu)化、區(qū)域分級、多點協(xié)同”控制模式，以先進、智能、高可靠性的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以泛在網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)平臺為主要支撐，依托前沿技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)賦能升級，建設(shè)成的“運營一大腦，礦山一，數(shù)據(jù)一片云，資源一視圖”的智能應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)核心功能

系統(tǒng)集成了智能通風、智能主排水、智能主運

系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入標準與GIS一合，將安全監(jiān)測、人員定位、礦壓監(jiān)測、水文監(jiān)測、束管監(jiān)測、工業(yè)視頻實時數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)，實現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)可視化，報警聯(lián)動等功能。人員定位OPTION

02束管監(jiān)測工業(yè)視頻礦壓監(jiān)測智能綜合監(jiān)測子系統(tǒng)

安全監(jiān)測OPTION

05OPTION

01OPTION

06OPTION

03OPTION

04數(shù)據(jù)實時監(jiān)測水文監(jiān)測結(jié)合GIS一能，將安全管控的風險、隱患、三違、事故分別按照出現(xiàn)的位置完成各自的一理功能。智能安全管理子系統(tǒng)智能安全管理子系統(tǒng)包含煤礦安全生產(chǎn)過程中風險分級管控、隱患排查治理、三位管理、培訓(xùn)計劃管理、培訓(xùn)數(shù)據(jù)填報、培訓(xùn)結(jié)果分析、個人監(jiān)護檔案功能。智能生產(chǎn)調(diào)度管理子系統(tǒng)

煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理子系統(tǒng)以安全生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)為主，信息化手段為輔，最終實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度管理信息化、網(wǎng)絡(luò)化，達到生產(chǎn)、安全數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)動態(tài)分析以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計實時準確，減少業(yè)務(wù)中間環(huán)節(jié)提高工作效率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)調(diào)度信息

化

管

理

,

實

現(xiàn)

煤

礦

的

煤

炭

生

產(chǎn)

計

劃

、

安

全

生

產(chǎn)

調(diào)

度

的

網(wǎng)

絡(luò)

信

息

化

辦

公

，

包

括

日

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息采

集

、

統(tǒng)

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總

、

信

息

查

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等

,

加

快

生

產(chǎn)

數(shù)

據(jù)

的

采

集

、

匯

總

、

分

析

信

息

發(fā)

布

速

度

，

提高工作效率，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策，有效提高企業(yè)的生產(chǎn)能力。一站式生產(chǎn)服務(wù)和調(diào)度平臺統(tǒng)一調(diào)度生產(chǎn)計劃高度共享綜合分析生產(chǎn)上報圖件管理核心技術(shù)功能模型生產(chǎn)過程優(yōu)化運行優(yōu)化控制與優(yōu)化管理

系統(tǒng)依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營調(diào)度管理的業(yè)務(wù)流程，采用信息化手段，實現(xiàn)礦及職能部門管理的有機銜接，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營決策提供及時、準確的信息支持。為企業(yè)構(gòu)建一個基于信息化手段的、貫穿始終的不斷優(yōu)化的生產(chǎn)控制平臺。系統(tǒng)提供靈活的報表管理功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的填報、上傳、統(tǒng)計等功能。

系統(tǒng)通過信息化手段實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化，開辟設(shè)備信息傳遞的新領(lǐng)域。整個系統(tǒng)由

設(shè)備管理、設(shè)備運行管理、設(shè)備使用管理、設(shè)備巡檢管理、設(shè)備保養(yǎng)管理、設(shè)備維修管理、設(shè)備備件管理、設(shè)備圖件管理

等組成。設(shè)備臺賬設(shè)備管理設(shè)備使用設(shè)備巡檢設(shè)備保養(yǎng)設(shè)備維修設(shè)備備件設(shè)備圖件智能設(shè)備管理子系統(tǒng)

智能設(shè)備管理子系統(tǒng)是根據(jù)煤

礦

井

上

下

設(shè)

備

從

采

購

、

使

用

、

維

修

、

報

廢

整

個

生

命

周

期

過

程

中

所

發(fā)生的各類成本、費用及銷號情況等投入進行分析，得到各類設(shè)備在一定時期內(nèi)的成本變動數(shù)據(jù)，

結(jié)合設(shè)備管理人員根據(jù)生產(chǎn)的實際需要合理做出采購數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備所創(chuàng)造價值的綜合分析，為

企業(yè)管理人員提供全方位設(shè)備綜合評價提供依據(jù)。

智能設(shè)備管理

智能通防管理

系統(tǒng)涉及的主體成員主要包括井下生產(chǎn)人員、地面控制人員、領(lǐng)導(dǎo)決策者、主管部門等。系統(tǒng)將建立基于煤礦的數(shù)據(jù)存儲管理標準、信息共享的數(shù)據(jù)驅(qū)動標準、信息共享的安生產(chǎn)分析安全分析綜合業(yè)務(wù)填報管理子系統(tǒng)

智能分析全管理標準。

地測防治水管理

系

統(tǒng)

是

一

個

基

于Gis

的

地

測

防

治

水

管

理

系

統(tǒng)

，

系

統(tǒng)

是

以WebGis應(yīng)用集成技術(shù)的實時地測專業(yè)數(shù)據(jù)交換平臺，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過程中地質(zhì)、策略、儲量、水文、瓦斯地質(zhì)的信息化管理，實現(xiàn)圖表、數(shù)據(jù)的自動處理和決策分析煤礦應(yīng)急救援管理系統(tǒng)用于強化生產(chǎn)礦井應(yīng)急救援管理體系建立，規(guī)范預(yù)案編制及審批，建立起應(yīng)急救援資源及管理信息數(shù)據(jù)庫，強化應(yīng)急救援日常工作組織、監(jiān)督。主運皮帶實時監(jiān)控

分析報警報警：危險區(qū)人員進入報警：扒坐皮帶

基于

AI

機器視覺應(yīng)用分析子系統(tǒng)

智能視覺分析子系統(tǒng)

是以井下攝像機的實時視頻圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以AI

圖像智能識別技術(shù)為核心、以機器深度學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型和報警系統(tǒng)為支撐、以自動化模糊控制技術(shù)為手段的綜合性視頻智能控制系統(tǒng)。?隱患識別

對各種物的不安全狀態(tài)、設(shè)備的異常情況、環(huán)境的不安全因素進行識別?？蓪崿F(xiàn)皮帶上的大塊、錨桿、堆跑偏的識別及報警，必要時緊急停車，可避免事故。?礦石流量檢測

AI智能識別高速攝像儀配合專用激光燈，可以精確識別計算出皮帶上的礦石量，對皮帶的運量進行統(tǒng)計，可以發(fā)出信號給皮帶控制主機，實現(xiàn)自動保護停機、調(diào)速，達到減少設(shè)備磨損和降低能耗的目的。?人員行為識別

利用礦山數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有的設(shè)備，實現(xiàn)井下人員各種常見違章的智能識別，實現(xiàn)自動識別報警、圖像抓拍、延時錄像等功能。

?

聯(lián)動控制

系統(tǒng)具備聯(lián)動控制功能，聯(lián)動規(guī)則可由用戶設(shè)定。根據(jù)規(guī)則，可以通過通信接口

發(fā)出控制命令給第三方系統(tǒng)，實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)、廣播通信系統(tǒng)等的聯(lián)動控制。目錄行業(yè)分析及政策背景平臺建設(shè)目標平臺建設(shè)概況平臺主要功能行業(yè)應(yīng)用與案例展示一二三四五平臺行業(yè)應(yīng)用

采用空間信息、大數(shù)據(jù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、分布式協(xié)同“一”等技術(shù)，構(gòu)建行業(yè)一體化管控的新型安全生產(chǎn)管理體系。通過相關(guān)行業(yè)專業(yè)的業(yè)務(wù)分析、數(shù)據(jù)采集、梳理，實現(xiàn)行業(yè)大數(shù)據(jù)的橫向、縱向流通，建立安全生產(chǎn)智能診斷模型、危險源預(yù)警模型、安全生產(chǎn)綜合分析模型。

實現(xiàn)全行業(yè)安全生產(chǎn)管理的協(xié)同調(diào)度、集中管控，為決策提供科學(xué)依據(jù)，從而及時、