智慧礦山框架與發(fā)展前景探思

智慧礦山框架與發(fā)展前景探思摘要：智慧礦山是以數(shù)字礦山為背景發(fā)展而來的，通過載體物聯(lián)網(wǎng)，利用傳感網(wǎng)絡(luò)感知礦山，實(shí)現(xiàn)礦山的智能化控制。本文主要闡述了智慧礦山框架建設(shè)主要內(nèi)容、智慧礦山主要特征及礦山關(guān)鍵系統(tǒng)建設(shè)對(duì)我國(guó)數(shù)字化礦山發(fā)展前景進(jìn)行了探思。關(guān)鍵詞：智慧礦山；特征；發(fā)展前景引言：進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展礦山行業(yè)也將通過智慧化迎來發(fā)展新高度。目前我國(guó)智慧礦山發(fā)展還處于起步階段，發(fā)布的智慧礦山相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較少缺乏智慧礦山標(biāo)準(zhǔn)體系，這影響了礦山企業(yè)的管理效率。本文從智慧礦山框架主要內(nèi)容、智慧礦山主要特征及礦山關(guān)鍵系統(tǒng)的建設(shè)、智慧礦山未來的發(fā)展前景進(jìn)行了探究，希望為智慧礦山框架完善和發(fā)展提供參考依據(jù)。智慧礦山框架建設(shè)主要內(nèi)容智慧礦山框架構(gòu)建在構(gòu)架智慧礦山時(shí)，需將云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能全面的嵌入傳感器，通過這些來進(jìn)行信息采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、可視化展示、智能化服務(wù)等智能化系統(tǒng)來感知礦山內(nèi)環(huán)境、人員、設(shè)備等信息，形成一道傳感網(wǎng)，達(dá)到人與人、人與物、物與物之間無障礙的溝通。最后借助“云計(jì)算”對(duì)礦山運(yùn)行進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的動(dòng)態(tài)化管理，解決礦山開采中的效率問題和安全問題。進(jìn)而為智慧礦山發(fā)展的管理決策提供依據(jù)。智慧礦山建設(shè)主要內(nèi)容智慧礦山建設(shè)中涉及的領(lǐng)域很多。主要包括以下幾個(gè)方面：（1）礦山整體規(guī)劃建設(shè)；（2）互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備建設(shè)；（3）信息收集建設(shè)；（4）管控系統(tǒng)建設(shè)；（5）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控建設(shè)；（6）智能化系統(tǒng)建設(shè)。基于以上方面的建設(shè)，智慧礦山系統(tǒng)能對(duì)礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對(duì)礦山生產(chǎn)進(jìn)行不斷優(yōu)化，進(jìn)一步提升礦山工作效率［1］。智慧礦山主要特征及礦山關(guān)鍵系統(tǒng)建設(shè)2.1智慧礦山的主要特征智慧礦山建設(shè)是以礦山數(shù)字化、信息化為前提和基礎(chǔ)的，擁有強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)能力、全面的環(huán)境感知能力、更精準(zhǔn)的智能應(yīng)用服務(wù)。主要以下特征如下：（1）透徹的感知能力。智慧礦山通過利用多種不同類型的傳感器來感知捕獲并傳遞信息。感知手段多樣，包括監(jiān)控視頻、傳統(tǒng)的傳感器、手持移動(dòng)終端、GPS實(shí)時(shí)定位等。利用這些手段將捕獲的準(zhǔn)確信息傳輸給系統(tǒng)管理人員。（2）深度互聯(lián)能力。對(duì)比于傳統(tǒng)的礦山管理，智慧礦山是通過互聯(lián)網(wǎng)建立的實(shí)時(shí)、高速的信息平臺(tái)，具備人與物之間無障礙互通的能力，管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控和掌握井下的情況，及時(shí)分析和解決問題，實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享更好的能確保了井下人員的安全問題。（3）精準(zhǔn)的智能化。智慧礦山通過裝置的智能化、決策分析的智能化、人工智能的深度學(xué)習(xí)形戰(zhàn)略性決策，確保礦山經(jīng)營(yíng)管理中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控、統(tǒng)籌考慮、綜合分析，從而有效提高工作效率，并保證井下施工人員的安全［2］。我國(guó)智慧礦山關(guān)鍵系統(tǒng)智慧礦山雖然是近幾年提出的新興理念，但其發(fā)展確實(shí)是建立在數(shù)字礦山基礎(chǔ)上。我國(guó)智慧礦山建設(shè)的包括5大關(guān)鍵系統(tǒng)：（1）系統(tǒng)設(shè)備層。系統(tǒng)設(shè)備是智慧礦山系統(tǒng)非常重要的一層，主要任務(wù)是感知和收集數(shù)據(jù)，包括與檢測(cè)礦山生產(chǎn)環(huán)境、過程相關(guān)的各種傳感器和檢測(cè)設(shè)備。同時(shí)，設(shè)備層也是執(zhí)行各類操作的地方，其中包括掘進(jìn)、開采、機(jī)電、探測(cè)等自動(dòng)化系統(tǒng)。（2）傳輸與匯接層。由于智慧礦山的原始數(shù)據(jù)需要經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒治龊吞幚頂?shù)據(jù)的主機(jī)，通過Hadoopf分布式文件系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)，因此這一層的網(wǎng)絡(luò)必須要覆蓋整個(gè)礦山。（3）數(shù)據(jù)分析層。智慧礦山中的數(shù)據(jù)量非常龐大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也大不相同，這就要求多樣性的數(shù)據(jù)分析方法、分析組件來完成數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的分析?？梢酝ㄟ^增加基于Docker技術(shù)的容器層，在統(tǒng)一基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)平臺(tái)中同時(shí)運(yùn)行多種異構(gòu)分析的應(yīng)用。（4）數(shù)據(jù)可視層。在智慧礦山系統(tǒng)中，為了方便管理人員清晰明了的了解數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)可以通過表格、統(tǒng)計(jì)圖等多種方式對(duì)數(shù)據(jù)提取、篩查、制作報(bào)表盡可能簡(jiǎn)單化展示數(shù)據(jù)，對(duì)異常數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。（5）決策控制層。本層可以應(yīng)用人工智能向管理人員推薦決策、預(yù)計(jì)決策效果。這是智慧礦山建設(shè)系統(tǒng)中的最后一層，對(duì)礦山生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行指揮，包括應(yīng)急功能、指揮通信功能、經(jīng)營(yíng)管理決策功能等。目前我國(guó)智慧礦山研究還處于起步階段，綜合近三十年來礦山的發(fā)展速度，我國(guó)智慧礦山在未來礦山行業(yè)發(fā)展中占有舉足輕重的地位，成為礦業(yè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障［3］。智慧礦山發(fā)展前景探思智慧礦山的智能化主要體在礦山設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)模式、高效生產(chǎn)、安全保障和綠色環(huán)保。采用的是數(shù)字化設(shè)計(jì)，通過載體物聯(lián)網(wǎng)，利用傳感網(wǎng)絡(luò)感知礦山的工作方式，由智能決策模型不斷的對(duì)運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行優(yōu)化，確保礦井的安全保障。注重提高開采的回采率，部分開采的礦質(zhì)元素在井下直接填充利用提高礦區(qū)環(huán)境的修復(fù)率、降低生產(chǎn)耗電耗水量，全方位監(jiān)測(cè)礦井的水污染和大氣污染的情況。還要標(biāo)準(zhǔn)化智慧礦山的技術(shù)規(guī)范，使不同專業(yè)領(lǐng)域工作中的技術(shù)環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起，這樣避免了不必要的重復(fù)建設(shè)和兼容性差的情況發(fā)生，方便企業(yè)管理，不僅更好的提高了智慧礦山的開采效率，還可以降低礦山開采對(duì)環(huán)境的污染程度。智慧礦山勢(shì)必會(huì)在礦山行業(yè)掀起新的浪潮,成為我國(guó)礦業(yè)發(fā)展的最大助力。結(jié)語(yǔ)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的21世紀(jì)，我國(guó)作為一個(gè)礦業(yè)大國(guó)，整體水平落后于礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，存在開采方式落后導(dǎo)致的資源浪費(fèi)、環(huán)境極大破壞等問題，礦業(yè)技術(shù)水平提升緩慢、裝備研發(fā)能力不足等問題，而智慧礦山的智能決策可以解決這些問題，有效提升技術(shù)含量、集約資源開發(fā)、減少環(huán)境污染，促進(jìn)人和自然和諧可持續(xù)發(fā)展。智慧礦山是我國(guó)礦山企業(yè)至關(guān)重要的研究課題，是智慧礦山發(fā)展的未來方向。參考文獻(xiàn)：［1］呂鵬飛，何敏，陳曉晶，鮑永濤.智慧礦山發(fā)展與展望［A］.中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)信息化專家委員會(huì).煤礦自動(dòng)化與信息化——第27屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第8屆中國(guó)煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集［C］.中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)信