煤礦智能化頂層設(shè)計

數(shù)字三元世界物理數(shù)字三元世界物理一、智能化煤礦建設(shè)目標和任務(wù)一、智能化煤礦建設(shè)目標和任務(wù)社會社會二元架構(gòu)二元架構(gòu)煤礦智能化的最終目標是實現(xiàn)煤礦開拓設(shè)計、地測、采掘、運通、洗選、安全保障、生產(chǎn)管理等主要系統(tǒng)具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策與自執(zhí)行的基本能力。第一階段第三階段一、智能化煤礦建設(shè)目標和任務(wù)第一階段第三階段基于當前我國智能化煤礦的技術(shù)現(xiàn)狀與生產(chǎn)需求，智能化煤礦建設(shè)的階段性目標和任務(wù)包括：建設(shè)基于大數(shù)據(jù)分析及AI賦能、以人為本的全礦井活動“場景化、虛擬化、專業(yè)化”智慧生態(tài)體系，實現(xiàn)煤礦主要系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)自決建設(shè)基于大數(shù)據(jù)分析及AI賦能、以人為本的全礦井活動“場景化、虛擬化、專業(yè)化”智慧生態(tài)體系，實現(xiàn)煤礦主要系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)自決策；礦井系統(tǒng)智能化作業(yè)占比80%以上，下井人員減少80%,全面實現(xiàn)生產(chǎn)、生活、生態(tài)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。----------------------------------------◆構(gòu)建智能化煤礦管控平臺，建立5G井下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、企業(yè)云平臺和大數(shù)據(jù)處理中心；搭建總體優(yōu)化、區(qū)域分級、多點協(xié)同的開采、掘進及運輸管控體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合互聯(lián)；實現(xiàn)工作面無人操作，輸送系統(tǒng)無人值守，安全監(jiān)測全息保障，礦井系統(tǒng)智能化作業(yè)占比40%,下井人員減少30%,人均工效提高25%.-----------------------------------------------------◆駛、煤礦機器人技術(shù)為主的全礦井生產(chǎn)、虛擬維修、遠程控制、實時調(diào)度的全流程、多要素快速運行體系，實現(xiàn)人機主動交互；礦井系統(tǒng)智能化作業(yè)占比60%,下井人員減少50%;取消所有值守崗位。-----------------------------------------◆第二階段第二階段煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng)地質(zhì)保障及4D-GIS動態(tài)信息系統(tǒng)開采工作面智能協(xié)同控制系統(tǒng)煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng)地質(zhì)保障及4D-GIS動態(tài)信息系統(tǒng)開采工作面智能協(xié)同控制系統(tǒng)巷道智能快速掘進系統(tǒng)煤礦井下環(huán)境感知及安全管控系統(tǒng)煤炭洗選智能化系統(tǒng)固定場所無人值守智能管理系統(tǒng)煤礦場區(qū)及綠色生態(tài)智能系統(tǒng)煤礦安全強實時通煤礦安全強實時通信網(wǎng)絡(luò)及地下精準位置服務(wù)系統(tǒng)煤流及輔助煤流及輔助運輸與倉儲智能系統(tǒng)十大煤礦主十大煤礦主要智能系統(tǒng)煤礦智慧大腦-智能化管控平臺二、智能化煤礦頂層架構(gòu)煤礦智慧大腦-智能化管控平臺智能化煤礦打造以泛在網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)云平臺為主要支撐，以智能管控一體化系統(tǒng)為核心的智能化應(yīng)用系統(tǒng)，其基礎(chǔ)資源包括如下幾個方面：礦山泛在感知網(wǎng)絡(luò)礦山泛在感知網(wǎng)絡(luò)-5G融合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源服務(wù)-云數(shù)據(jù)中心二、智能化煤礦頂層架構(gòu)數(shù)據(jù)資源服務(wù)-云數(shù)據(jù)中心智能化煤礦打造以泛在網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)云平臺為主要支撐，以智能管控一體化系統(tǒng)為核心的智能化應(yīng)用系統(tǒng)，其基礎(chǔ)資源包括如下幾個方面：資源統(tǒng)一視圖－資源統(tǒng)一視圖－GIS空間信息服務(wù)二、智能化煤礦頂層架構(gòu)煤礦智慧大腦－智能化管控平臺在統(tǒng)一開發(fā)平臺的框架下，基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)和“在統(tǒng)一開發(fā)平臺的框架下，基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)和“資源化、場景化、平臺化”思想，圍繞監(jiān)測實時化、控制自動化、管理信息化、業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)自動化、知識模型化、決策智能化的目標進行相應(yīng)業(yè)務(wù)應(yīng)用設(shè)計，開發(fā)用于煤炭生產(chǎn)、智慧生活、礦區(qū)生態(tài)的智慧礦山生產(chǎn)系統(tǒng)、安監(jiān)系統(tǒng)、智能保障系統(tǒng)、智能決策分析系統(tǒng)、智能經(jīng)營管理系統(tǒng)、智慧園區(qū)等場景化APP支持服務(wù)，實現(xiàn)煤礦的數(shù)據(jù)集成、能力集成和應(yīng)用集成。二、智能化煤礦頂層架構(gòu)礦山泛在感知網(wǎng)絡(luò)－5G融合網(wǎng)絡(luò)智能化煤礦應(yīng)建設(shè)5G融合一張網(wǎng)，融合多種接入方式，基于一套傳輸標準，實現(xiàn)平臺共享、數(shù)據(jù)共用、融合高效.在下層建設(shè)覆蓋整個煤礦的泛在感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)多場景感知的無縫接入；建設(shè)光纖接入骨干網(wǎng)，滿足智能化開采的多樣承載需求；根據(jù)需求設(shè)計不同的應(yīng)用場景切片，滿足不同帶寬、時延和接入密度的要求，并充分考慮業(yè)務(wù)安全性以及網(wǎng)絡(luò)故障不擴散原則，有效支撐基于5G的各應(yīng)用場景。另外，5G通信基站應(yīng)與井下定位導(dǎo)航基站融合，建立煤礦井下的定位導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)，為人員、車輛、設(shè)備等提供精準定位服務(wù)。二、智能化煤礦頂層架構(gòu)數(shù)據(jù)資源服務(wù)－云數(shù)據(jù)中心基于云平臺的大數(shù)據(jù)分析能力，對海量數(shù)據(jù)進行分析和變現(xiàn)，構(gòu)建基于云平臺的大數(shù)據(jù)分析能力，對海量數(shù)據(jù)進行分析和變現(xiàn)，構(gòu)建煤礦大數(shù)據(jù)主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)倉庫，為平臺運行管理和智能決策支持提供數(shù)據(jù)支撐。煤礦大數(shù)據(jù)框架包括數(shù)據(jù)抽取加工、數(shù)據(jù)共享和交換、數(shù)據(jù)分析與煤礦大數(shù)據(jù)框架包括數(shù)據(jù)抽取加工、數(shù)據(jù)共享和交換、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測等幾個方面，最終構(gòu)建主體數(shù)據(jù)模型庫，從而形成數(shù)據(jù)集市，為綜合管控平臺各種應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。二、智能化煤礦頂層架構(gòu) 數(shù)據(jù)資源服務(wù)－云數(shù)據(jù)中心在形成數(shù)據(jù)集市的基礎(chǔ)上，面向服務(wù)架構(gòu)，采用組態(tài)化平臺，應(yīng)用先進的微服務(wù)架構(gòu)，構(gòu)建包括地質(zhì)信息、生產(chǎn)執(zhí)行、輔助運輸、洗選加工、綜合調(diào)度等智能引擎，從而實現(xiàn)全面的組態(tài)化開發(fā)，達到前后端分離及靈活配置，最終實現(xiàn)應(yīng)用界面與業(yè)務(wù)邏輯的快速組態(tài)化構(gòu)建，滿足各類煤礦智能化應(yīng)用的功能與性能需要。二、智能化煤礦頂層架構(gòu) 資源統(tǒng)一視圖－GIS空間信息服務(wù)利用GIS技術(shù)與建筑信息化模型（BIM)技術(shù)，以礦井空間地質(zhì)信息為基礎(chǔ)，在時空場景下構(gòu)建“資源賦存透明、地質(zhì)結(jié)構(gòu)透明、生產(chǎn)系統(tǒng)布置透明、生產(chǎn)過程透明、安全風(fēng)險透明”的透明礦山，實現(xiàn)煤礦空間數(shù)據(jù)的采集、管理和維護，為智能化礦井各個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一提供地理信息服務(wù)。二、智能化煤礦頂層架構(gòu)資源統(tǒng)一視圖－GIS空間信息服務(wù)四維時空分析是在目前應(yīng)用較為成熟的三維GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入時間維，從而可以在系統(tǒng)中直觀、生動地反映一段時間里某一地區(qū)的空間地理信息的變化情況，使用戶能夠準確、全面、及時、客觀地掌握地區(qū)動態(tài)信息，對變化趨勢做出預(yù)判，為宏觀決策提供支持，為礦井的智能規(guī)劃設(shè)計、工作面智能開采、智能掘進、智能無人運