根据《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》(国办发〔2013〕99号),煤矿建设生产机械化、自动化、信息化、标准化& ldquo四个现代化& rdquo精神,全力推进我国煤矿智能化建设,是确保煤炭行业安全、高效、经济、绿色发展的必然选择。智慧矿山是矿业科技创新的前沿方向,也是矿业可持续发展的可靠保障。
智慧矿山定义智慧矿山是基于物联网、云计算、大数据、人工智能等技术,集成各类传感器、自动控制器、传输网络、组件式软件等。,形成一套智能系统,能够主动感知、自动分析,根据深度学习的知识库形成最优决策模型,自动控制各个环节,实现安全、高效、经济、绿色的设计、生产、运营和管理。智能矿山的发展历程虽然智能矿山是一个新概念,但它的发展是建立在矿山自动化、信息化和数字化的基础上的。因此,讨论智能矿山必须结合自动化矿山、信息化矿山和数字矿山的概念。中国智能矿山的发展大致可以分为以下三个阶段。
(1)单机自动化阶段。大约是上世纪90年代,这一阶段的典型特点是:分类感知技术和2D GIS平台的应用,单一传输通道的形成,实现了可编程控制、远程集控操作、报警和闭锁。
(2)综合自动化阶段。时间大约是21世纪初。这一阶段的典型特点是:应用集成平台和3DGIS数字平台,形成高速网络通道,实现初级数据处理、初级系统联动和综合信息发布。
(3)局部代理阶段。目前我国矿山正处于。这一阶段的典型特征:BIM(建筑信息模型)、大数据、云计算技术得到应用,实现了局部闭环运行、多系统联动、专业决策。
此外,作者预测了未来的智能矿山阶段:深度学习和人工智能将得到广泛应用,实现闭环作业系统、远程诊断维护、智能决策分析和系统预测。
智能地雷的现状经过近30年的发展,我国矿山信息化建设在许多技术和装备上取得了长足的进步。目前,我国智慧矿山的发展水平主要表现在以下三个方面。
(1)主流技术。在决策分析方面,应用了煤矿行业专用算法的定制软件;在管理和控制方面,工业控制组态软件、各种矿山定制软件和矿山MES(制造执行系统)得到了广泛应用。在显示方面,三维建模、动态实时显示等技术逐渐成为主流。
(2)设备开发。综合平台方面,形成了展示和存储一体化的平台;在传输网络方面,万兆工业以太环网已经在煤矿得到应用,千兆网络得到广泛应用。在传感器设备方面,除了满足各种常规标准的要求外,故障诊断等高端功能也开始得到应用。
(3)应用。目前,其应用主要集中在监控方面,在矿山管理方面,已初步具备综合管控能力;决策方面,智能决策和大数据分析刚刚起步。
智能矿山建设中存在的问题虽然我国矿山信息化建设取得了显著成就,但仍存在诸多问题。
(1)相关标准严重缺失。由于从一开始就缺乏顶层设计和规划,我国矿山在进行信息化建设时缺乏相关标准的指导和约束,促进了系统厂商的无序竞争,导致大量已建系统互联互通性差。
(2)缺乏跨学科应用。矿山面临的很多问题需要结合多学科知识来有效解决,集成多学科知识软件就是解决之道。然而,目前缺乏一个统一开放的公共平台,无法为多学科知识的整合和分析提供渠道[14]。
(3)重硬件轻软件。我国大量矿山在进行信息化建设时,往往非常重视硬件设备的投入,而对软件却很吝啬。据相关统计,煤炭行业应用软件投资仅占信息化投资的20%左右,导致大量信息资源得不到合理有效的利用,不仅造成了信息资源的严重浪费,也未能更好地服务于矿山的生产经营[15]。
④& ldquo;信息孤岛& rdquo现象严重。随着我国矿山信息化建设的发展,各类子系统基本实现了网络集成,但各系统获取的海量数据无法有效共享,更谈不上集成分析。这种各自为战的模式让& ldquo信息孤岛& rdquo该现象在矿业中极为突出,现代信息技术的强大优势有待进一步挖掘[15]。
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