智慧矿山建设解决方案与实现途径

智慧矿山建设解决方案与实现途径——基于智物联MIXIOT平台的智慧化之路智慧矿山建设背景智慧矿山建设方案智慧矿山建设途径厂近期开展的工作01FIRST02SECOND03THIRD04FOURTH目

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IOTMixlinker22016年3月以来

，

国家发改委、

国家能源局、

自然资源部等相继出台了《能源技术革命创新行动计划》（2016-2030年）

、《全国矿产资源规划（2016—2020年）

》、《煤炭工业发展“十三五”规划》、《安全生产“十三五”规划》等众多纲领性文件

，分别对矿山自动化、信息化、数字化、智能化提出了指导要求

，为矿山企业今后的绿色发展指明了方向。目前煤矿总体的信息化程度还有待进一步提高，生产过程中的各种数据和信息还无法实现有效关联，还缺乏“智慧的大脑”对所有子系统实施协调、联控，因而生产的过程控制、设备健康管理、安全风险防控、

生态环保等都还没有实现最优化的管控。智慧化是矿山技术发展的最高形式，只有实现了智慧化才能从根本上实现最优的生产方式、最佳的运行效率和最安全的生产保障。智慧矿山建设背景国家能源发展需要Leading

IOTMixlinker3学者们对智慧矿山开展了大量的研究，不单单是煤炭领域相关学者及企业积极投身于智慧矿山的研究与应用，大量的非煤矿山企业和研究者也都加入智慧化建设之中。他们各自都根据自身的理

解及研究基础、特长提出了智慧矿山的各种定义和架构但未达成统一认识。综合国内外学者的研究成果，我们认为：智慧矿山是智能工业物联网及软件定义技术在矿山领域的全面应用，是典型的信息物理系统(CyberPhysicalSystems

，简称：CPS)

。通过集成先进的感知、

计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建矿山物理世界与信息世界中人、机、环、管等

安全、生产要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统。智慧矿山建设背景智慧矿山的定义Leading

IOTMixlinker4•万物互联：利用物联网技术

，全面感知矿山所有人、机、环等的位置、状态

，并能进行控制；•

时空服务：

利用GIS和BIM技术

，构建基于统一数据标准的、

以空间地理位置为主线、

以分图层管理为

组织形式、

以打造矿山5D数字孪生为目标的矿山综合数据库

，为智慧矿山应用提供二三维一体化的位置

服务、协同设计服务、组态化服务、三维可视化仿真模拟、矿山工程及设备的全生命周期管理等服务和工

具

，实现一张图办公；•

融合联动：通过软件定义

，实现矿山各业务系统的数据融合与智能联动

，达到人、机、环、管信息的强

实时关联；•智慧决策：利用大数据与人工智能等技术

，迭代升级煤矿安全、生产、经营的智能分析与辅助决策。智慧矿山建设背景智慧矿山的特征：Leading

IOTMixlinker5建设领域初步建设成果矿山装备及生产系统信息化边坡远程智能监测系统、卡车防碰撞系统、卡车调度管理系统矿山管理及安全信息化办公自动化OA系统、档案管理信息系统、财务管理信息系统、企业资产管理系统EAM、企业资源管理ERP系统、通讯及信息传输网络、

门户网站及矿山安全生产综合管理平台、疏干排水集控

系统、视频监控系统、供水供电监控系统、煤质管理系统、应急

管理及隐患排查系统矿山生产设计信息化三维辅助设计系统、地测辅助设计CAD系统、采矿计划系统我国露天矿山信息化建设主要以矿山管理及安全信息化为主，当前初步完成了矿山部分业务领域

的数据采集、分析等功能。我国大型露天矿山信息化建设代表性成果<

露天矿信息化现状智慧矿山建设背景Leading

IOTMixlinker6<

露天矿智慧化现状智慧矿山建设背景Leading

IOTMixlinker7智慧矿山建设背景智慧矿山建设方案智慧矿山建设途径厂

开展工作02SECOND03THIRD04FOURTH01FIRST目

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IOTMixlinker8独立进行建设•多为子系统独立建设，缺乏整体规划与统一集

成实施被动灾害监测•被动的、事后响应式的灾害监测局部人工管控•各控制系统均处于局部和有限控制，过程需要

人为干预缺乏智能分析•多数靠经验判断、单点判断式的，缺乏多系统

数据共享和智能分析智能化自动化数字化智慧化智慧化是体系的、全局的（智慧矿山）智能化是单点的、局部的（智能开采）智慧矿山建设方案Leading

IOTMixlinker9<

露天矿智慧化愿景开采设计基础设施机电设备安全生产环保节能管理决策智慧矿山建设方案Leading

IOTMixlinker10数据采集和地面调度中心普遍存在这样的问题：（1）各个子系统的数据是相互独立的。（2）各个子系统的数据是不全面的（3）数据仅用于调度室的实时显示，缺少逻辑计算和大数据分析（4）对于各个子系统、设备的改进和现有难题攻关解决是长期的和逐步的，而

且越来越依赖于数据的收集积累，同时各个子系统、不同设备之间的数据共享也非常重要，但目前还没有做到。其原因主要是缺少顶层规划。

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Mixlinker

LeadingIOT智慧矿山建设方案我们希望的智慧矿山是什么样的？开放的系统（能容纳矿山企业现有子系统，还能扩展新的子系统）数据在权限范围内各取所需多个不同的厂家，在一个长时间段内，共同建设同一个协同的大系统前面的工作是后面工作的基础，不能总是重来，要有顶层设计既相互独立，又相互配合，既是自己的整体，又是体系的一部分系统架构不能是“烟囱”式的，要创新系统架构布置方案

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Mixlinker

LeadingIOT智慧矿山建设方案创新IT基础架构通过虚拟化整合与自动化

，应用系统共享基础架构资源池

，实现高利用率、高可用性、

低成本、低能耗

，并且通过云平台层的自动化管理，实现快速部署、易于扩展、智能管理

，帮助用户构建IaaS（基础架构即服务）云业务模式。13

Leading

IOT传统的IT部署架构是“烟囱式

”的

，或者叫做“专机专用

”系统。这种模式存在两个问题：

1.硬件

高配低用

，硬件设备利用率低下；

2.整合困难

，新、旧应用系统整合在一套基础架构上的难度大。智慧矿山建设方案Mixlinker智慧矿山是什么：是一套方法论是一套标准，开放且不断完善

是开放的软件+硬件集合是方向，是愿景是体系，是软件*n+硬件*n智慧矿山不是什么：不是解决一个具体的问题不是一个具体软件或者系统不是独立的XX系统不是一蹴而就，不是一个项目就能解决不是某个公司某个软件就完成智慧矿山建设方案Leading

IOTMixlinker14智慧矿山建设背景智慧矿山建设方案智慧矿山建设途径厂

开展工作01FIRST02SECOND03THIRD04FOURTH目

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IOTMixlinker15 物联网标准智物联的智慧矿山物联网解决方案并不是单一的软件、硬件或平台，也不是这些东西的简单堆叠和拼凑，而是一个“理论、方法、手段和工具”的有机整体，是一套《物联网建设标准》。该《标准》将智慧矿山的建设结构化，定义了包括了数据采集、数据传输、数据分发、数据存储、数据接口、数据分析在内的技术规范和标准，及各结构之间的数据通讯规范。企业基于《物联网建设标准》，能让智慧矿山的建设有章可循，并保证建设的可持续发展，避免信息孤岛和重复建设。基于《标准》，物联网的建设将满足以下要求：•系统可靠性：基本满足7*24小时无故障运行的要求，年非正常停机次数不超过2次•系统安全性：全链路安全加密，例如AC鉴权系统、

SSL、对称加密、非对称加密•系统可用性：支持百万级的设备接入，具备亿级的高并发处理能力和毫秒级个性化事件触发能力•系统兼容性：模块化设计，支持不同数据源的灵活运用、系统自定义配置、二次开发智慧矿山顶层规划智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker16智慧矿山顶层规划智慧矿山建设途径 物联网标准Leading

IOTMixlinker17①不同设备的数据按照统一的数

据采集和传输规范，上传到GARDS集中数据平台；②采用智物联独创的栅格数据和

数据拼图的理论和方法，采用

非关系型数据库，保证数据高

效传输、存储、触发和处理；③维护一系列的逻辑规则，并根

据逻辑规则，形成一系列的触发机制；④实时过程数据随时掌握。输送系统钻爆系统排水系统卡调系统

矿用卡车其他业务系统其他煤矿设备皮带输送机钻机泵站集中数据平台GARDS策略逻辑 标准的基础——集中数据平台GARDS结构化的集中数据接口智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker18智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker19智慧矿山建设途径解

决

方

案

核心架

构Leading

IOTMixlinker20智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker21MixIOT为智慧矿山架构上下游提供黏合平台智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker22独立安全：

“买别墅”的安全性远高于“合租房”智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker23专业可靠：平台特有能力，降低行业准入门槛，助力企业快速入市智慧矿山建设途径Leading

IOTMixlinker24所有硬件、软件、云和应用服务均为自主研发，拥有核心知识产权智慧矿山建设途径数

据

采

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与

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析

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台Leading

IOTMixlinker25智慧矿山建设途径前

端

展

示

平

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IOTMixlinker26智慧矿山建设途径前

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IOTMixlinker27智慧矿山建设背景智慧矿山建设方案智慧矿山建设途径厂

开展工作02SECOND01FIRST03THIRD04FOURTH目

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IOTMixlinker28华

能

伊

敏

河电铲

状态

监测

与

分

析

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统开展工作Leading

IOTMixlinker29华

能

伊

敏

河电铲

状态

监测

与

分

析

系

统开展工作Leading

IOTMixlinker30方案架构图2G/4G/WiFi

…数据传输APRUS适配器矿山企业调度部门降尘

优化PC端

手机APP

大屏显示（第三方云平台）独立部署MIXIOT