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互聯(lián)網(wǎng)+礦山方案綜述
一、互聯(lián)網(wǎng)+礦山方案綜述
中礦龍科一直致力于礦山自動(dòng)化、信息化的產(chǎn)品研發(fā)與項目建設，經(jīng)過(guò)數年實(shí)踐經(jīng)驗積累，結合當今新的信息技術(shù)和發(fā)展趨勢，提出了“互聯(lián)網(wǎng)+礦山”的礦山企業(yè)信息化建設方案，改變了傳統數字化礦山的建設方式，其理論基礎和工作主體是人與物的并行，向無(wú)人開(kāi)采方向邁進(jìn)。整個(gè)解決方案共分為三個(gè)關(guān)鍵部分：物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化。
物聯(lián)化，即更透徹的感知。礦山生產(chǎn)流程的任何事物，這里包括各種機電設備及其狀態(tài)、礦井下重大危險源的相關(guān)信息或工程技術(shù)與管理人員都可以被感知到。互聯(lián)化，即更全面的互聯(lián)互通，人與人、人與物、物與物之間都可以無(wú)障礙地互聯(lián)互通。包括礦山綜合自動(dòng)化和在線(xiàn)數據采集系統、井上下高速通訊系統、人員定位系統、海量數據庫管理系統、專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)處理系統、決策支持系統等的互聯(lián)互通。
智能化，即更深入的礦山安全生產(chǎn)過(guò)程的智能分析，通過(guò)大數據、云計算、多源數據融合等IT手段使互聯(lián)互通更加智能，確保礦山的安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效。
“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統礦山發(fā)展相融合，就是要借助其具有的特殊優(yōu)勢，以實(shí)現礦山資源的最優(yōu)化配置和最大化利用。因此，整體框架設計的基本原則，首先是環(huán)節精簡(jiǎn)。最大限度地消除中間環(huán)節，縮短決策政策落地的周期。通過(guò)引入“互聯(lián)網(wǎng)+”，對“決策、流轉、執行”中的“流轉”環(huán)節進(jìn)行變革，降低從“決策”到“執行”的中間折損率。
其次是流程暢通。以“互聯(lián)網(wǎng)+”暢通“制定—執行—反饋—核評—完善”流程。
再次是執行高效。將“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統礦山管理相融合，改變以往決策措施重心在制定層面、時(shí)間效率耗損在流轉層面、拖沓敷衍集中在執行層面。通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”，將決策者與執行者、生產(chǎn)者與購買(mǎi)者、需求者與供應者直接點(diǎn)對點(diǎn)、端對端地關(guān)聯(lián)起來(lái)。
最后是模塊組合。通過(guò)可變性、適應性較強的模塊化設置，整體框架更能夠隨機應變、多樣靈活，更有效地滿(mǎn)足內外部變化的需要。
三、互聯(lián)網(wǎng)+礦山的整體架構
互聯(lián)網(wǎng)+ 礦山的實(shí)現，核心是將物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感器、自動(dòng)控制、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端、云計算和大數據等新興的信息化技術(shù)應用到礦山生產(chǎn)管理的各個(gè)環(huán)節，并與各個(gè)層級的信息化系統結合起來(lái)。整體架構分為如下五個(gè)部分：
1）互聯(lián)網(wǎng) + 網(wǎng)絡(luò )融合化，構建基于工業(yè)以太網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)的多網(wǎng)合一的網(wǎng)絡(luò )架構
中礦龍科認為，礦山企業(yè)的網(wǎng)絡(luò )結構采用安全檢測和生產(chǎn)過(guò)程監控網(wǎng)絡(luò )共同建設的方式。調度通訊電話(huà)系統獨立建設，通過(guò)VOIP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)與IP電話(huà)系統和載波系統進(jìn)行語(yǔ)音通訊；礦井工業(yè)控制、視頻、WiFi、無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音、物聯(lián)網(wǎng)等統一構網(wǎng)，采用萬(wàn)兆核心和萬(wàn)兆上聯(lián)接入的方式，采用單環(huán)結構構建礦井工業(yè)場(chǎng)所統一的網(wǎng)絡(luò )，統稱(chēng)生產(chǎn)管理網(wǎng)。在管理信息化網(wǎng)絡(luò )、生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò )之間設置防火墻和隔離網(wǎng)閘等安全設施，并在生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò )系統中設置網(wǎng)絡(luò )巡警對網(wǎng)絡(luò )入侵行為進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。具體網(wǎng)絡(luò )架構圖如下所示。
互聯(lián)網(wǎng)+礦山網(wǎng)絡(luò )規劃設計圖
為滿(mǎn)足礦山企業(yè)對礦井地面和井下大型固定設備進(jìn)行集中控制，完成對井下作業(yè)崗位人裁撤，實(shí)現無(wú)人化或少人化的需要，大幅減少井下和地面生產(chǎn)系統、運輸、供電、提升、排水、壓風(fēng)等主要固定車(chē)間和機電硐室崗位，只保留部分巡檢工，實(shí)現無(wú)人則安。同時(shí)兼顧礦井將來(lái)對自動(dòng)化系統進(jìn)行功能擴展，實(shí)現對設備運行和維護進(jìn)行統一管理的需要，中礦龍科結合目前國內外礦山管控軟件產(chǎn)品現狀，提出采用符合國際標準的三級SCAD(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統，對礦井各車(chē)間設備監控信息進(jìn)行集成和控制，在統一架構下建設礦井設備檢修維護、停機管理、能耗管理等應用，其系統金字塔模型和底層設備控制如下圖所示。
基于ISA-95/IEC62264國際標準劃分的制造/生產(chǎn)過(guò)程管控系統金字塔模型
基于ISA-95/IEC62264國際標準劃分的生產(chǎn)過(guò)程管控示意圖
3）互聯(lián)網(wǎng)+監測智能化，實(shí)現人、機、環(huán)、管的實(shí)時(shí)感知與預測預警從“人、機、環(huán)、管”四個(gè)方面來(lái)實(shí)現礦山安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應用層建設。以礦山地理信息系統和三維虛擬現實(shí)技術(shù)為基礎支撐，實(shí)現對礦山“人、機、環(huán)、管”動(dòng)態(tài)信息的可視化監測監控，通過(guò)數據挖掘和分析，實(shí)現礦山生產(chǎn)控制、人員跟蹤、安全生產(chǎn)評價(jià)與監管、災害預警與防治、設備故障診斷等，為礦山安全管理、危險預警、應急救援等提供依據，提升礦山安全生產(chǎn)水平，如下圖所示：
4）互聯(lián)網(wǎng) + 管理信息化，以安全管理、成本管控為核心的礦山綜合信息化管理平臺，運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能移動(dòng)終端，實(shí)現管理的現代化
基于互聯(lián)網(wǎng)+礦山的綜合信息化管理平臺的建設要通過(guò)統一的規劃，結合企業(yè)的實(shí)際需求并以此引導業(yè)務(wù)的信息化應用，從而實(shí)現工作效率的提高，企業(yè)運作模式的規范，提高礦山企業(yè)的業(yè)務(wù)處理能力和決策分析能力。
北京龍科公司從集成的角度來(lái)規劃礦山企業(yè)的綜合信息化管理平臺的層次架構，以安全生產(chǎn)為管理核心、以成本控制為內控重點(diǎn)、以管控一體化為輔助決策手段，構建礦山綜合信息化管理系統。系統的功能結構從上到下可分為以下幾個(gè)層次：表現層、應用層、應用支撐層和網(wǎng)絡(luò )基礎設施層，而互聯(lián)網(wǎng)+礦山的三級SCADA標準體系、E網(wǎng)到底的信息安全支撐體系貫穿于各個(gè)層面，如下圖所示：
遠程控制與運營(yíng)管理中心，無(wú)疑是整個(gè)礦山開(kāi)發(fā)體系的神經(jīng)中樞。中礦龍科采用先進(jìn)、可靠的技術(shù)和成熟、穩定的軟硬產(chǎn)品來(lái)構建礦山行業(yè)特色的安全生產(chǎn)應急指揮中心、管理中心、技術(shù)中心、數據中心和控制中心，保障智能礦山的安全運營(yíng)。
