全息化数字矿井智慧应用平台的建设与应用

闫宁

新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿机电运输部271200

摘要：近年来，随着矿井信息化、自动化系统的不断深入应用，企业产生了大量的数据信息，涉及企业的生产、经营、安全的方方面面。如何能够更好的利用这些信息、展现这些信息，将这些存在于各个系统、各个环节、各个阶段、各个时期的信息进行综合利用，为企业的安全生产发挥更大的价值，成为当前摆在企业信息化发展过程中亟待解决的问题。

关键词：矿井；信息化、自动化；数据信息；安全生产

一、系统建设目标

1、实现井下现场各区域人、机、环、管、技的全面感知，通过手机APP和PC端应用程序实时查看矿井安全监测、人员定位、机车定位、综合自动化、工业视频、矿压监测、应力监测、安全隐患、危险源、工作任务、材料消耗、设备履历等与安全生产相关业务子系统的实时、历史信息。实现无时不在、无处不在的信息展现、共享。

2、通过手机APP实现回采、掘进、通防、运输、机电、地测、安全、调度、防冲等专业的现场数据采集，实现各专业的现场业务管理与各业务子系统的综合联动，打通井下现场管理与调度管理系统、安全管理系统、设备管理系统、市场化管理系统、物资管理系统、双防管理系统等管理信息系统的业务路径。实现现场数据在线采集、专业系统分析、多系统联动、平台统一共享展现的全息矿井智慧应用。

3、在共享、展现、协同应用、业务管理的基础上实现对各类数据的大数据分析、监测主动预警、智能故障诊断的高层次应用，实现智慧矿山的终极目标。

二、预期效果

1、通过《全息化数字矿井智慧应用平台》项目的建设，对矿井安全、生产、经营全过程的数据进行精准实时的采集、录入和分析，各级管理人员可以随时随地获取矿井各个方面的实时信息。

2、平台按照不同维度、不同层面的应用需求来进行分析、展示数据，使得员工、岗位、工区、专业和矿井的各个层级组织都能够根据各自需求，订制自己的个性化信息展示界面，更直观准确地过滤冗余数据、了解同自身密切相关的生产经营情况和工作环境信息。

3、通过开发手机APP移动终端应用，方便井下各专业、各岗位、井下管理人员都能够利用智能终端，结合自身专业要求，实现与相关业务子系统的综合联动，实现无处不在、无时不在的信息化管理。

4、另外，结合井下人员精准定位系统、车辆定位、物料定位和二维矢量矿图的管理，研究探索手机在井下二维地图中的导航功能、材料收发功能、设备点检和现场数据录入等功能，为各种新的信息化应用提供更加丰富的展现和数据采集方式。三、建设内容

1、矿井私有云虚拟平台建设

通过采用虚拟化和云计算技术，对矿井现有的各类异构信息化设备进行整合，在生产矿井构建企业私有云平台，建立数据资源池、存储资源池和容灾备份机制，为生产矿井建设一个开放、安全、稳定的核心数据管理平台，确保矿井各类信息系统和核心数据的海量存储、并发共享、安全可靠和稳定运行。

2、搭建矿井数据交换平台建设矿井全息数据仓库

通过搭建全息数据交换平台，将各类异构系统的数据进行统一采集，按照采煤、掘进、机电、运输、通防、地测、安全、调度、材料、设备、人事、经营、党群等不同主题，建立矿井级数据仓库，通过建立规范的数据标准、数据接口，将来自各个系统、各个部门的异构数据进行抽取、整理、挖掘和共享，为顶层横跨不同部门、不同业务线的大数据分析提供数据基础。

3、现有系统恢复与完善

按照智慧应用平台展现需求，完善地测图文管理系统和三维地理信息系统，充分利用物联网技术和图像建模展现技术，实现井下设备、传感器、现有矿图的建模展示；恢复矿井自动化系统，实现对矿井排水、供电、运输、压风、通风、主副井提升、选煤厂、水处理、工作面、视频监控等关键生产或密切相关系统的数据采集并接入到平台中供各级组织使用，同时配合重点场所的高清摄像机、管理人员携带的单兵摄像机、移动车辆的无线摄像机，实现对生产现场的可视化感知；改造完善现有信息管理系统，对生产矿井现有的生产调度管理、安全监督管理、安全监测管理、水文地测管理、财务管理、全面预算管理、物资管理、营销管理、人力资源管理、市场化管理、设备管理、协同办公等系统进行梳理和改造，建立更加开放、安全的数据共享通道，实现更好的对底层数据的综合利用和对决策数据的支撑。实现对各业务流程的过程管控、物料运输的定位跟踪、共享财务服务、财务业务一体化、煤销过程的智能导引和客户管理、设备远程运维服务和功效分析等管控功能。

4、员工自助查询平台建设

建设员工自助查询平台，实现员工通过扫描二维码对与自身相关的市场化得分、个人月度收入、罚款、三违信息查询，实现矿井和各部门专业对员工的信息推送，实现安全在线培训和模拟考试等功能。

5、全息矿井智慧平台(PC端)建设

建设全息矿井智慧平台实现回采、掘进、机电、运输、通防、地测、防冲、安全、调度等专业、区队对现场数据采集的汇总、审核，工作任务和调度命令的上传、下单，实现与各业务系统的综合联动，实现人、机、环、管、技等各类信息在PC端的综合展现和大数据分析，最终实现各业务系统综合联动，矿井生产管理的智慧化目标。

6、全息矿井移动信息平台（APP）建设

建设全息矿井移动信息平台，实现各类现场信息的在线采集和现场管理业务的在线处理，通过与全息矿井智慧平台(PC端)的协同管理，实现业务协同、管理协同、数据协同、信息协同的系统目标，实现现场管理业务与各类管理子系统的融合贯通，将原有分散在各专业、各系统的数据重新组织在移动平台按照权限进行集中共享、展现，实现矿井的全面感知和智慧管理。

四、系统架构

全息化数字矿井智慧应用平台依托于矿山物联网三层体系架构，通过建设统一的网络平台、统一的数据交换平台、统一数据格式、接口规范和统一的智慧管控平台，实现智能感知、协同联动、智能预警与大数据决策支持。

智能感知层：各类智能传感器和智能分站等设备，实现人员、设备、环境智能化感知、可视化监控、精确定位。通过感知矿工自身及周围安全环境，实现主动式安全保障通过感知矿山灾害征兆，实现各种灾害事故的预警预报；通过感知矿山设备工作健康状况，实现故障预警、预知维修。

传输层：融合井上下万兆工业控制网络、井下4G/WiFi网络等，实现井上下视频、数据、语音的一体化传输；

数据共享层：通过数据交换平台，建立统一的数据仓库，实现各类异构数据的高度共享。

智能管控层：建立生产、安全、调度指挥一体化的智慧管理平台。实现各子系统的业务协同联动、数据融合贯通、信息集中共享。

应用与分析层：实现大数据应用与智能分析、专家决策及移动互联网应用。

结语：《全息化数字矿井智慧应用平台》正是利用大数据、虚拟化、数据仓库、物联网等技术，将企业生产调度、安全管理、经营管理、设备管理、地测图文信息、综合自动化、环境监测、视频监控等人、机、环、管、技五方面的矿井信息进行采集、分类、共享、展现。按照员工、岗位、区队、专业、矿井、对外展示六个层次进行全方位、多角度的感知和展示，辅助井下各岗位、区队、专业进行安全生产，最终实现生产管控可视化、监测监控全息化、安全生产无人化、故障诊断智能化、矿山开采智慧化。

参考文献：

[1]段进超.智慧矿山基础平台设计与应用研究[J].中国矿业,2018(27):358.

[2]苏亦山.肥矿集团标准化智慧矿山平台建设研究[J].山东煤炭科技,2014(5):147.

[3]张剑锋.安全监控系统在煤矿安全生产中的作用[J].华东科技(学术版),2012,(004):305.