从数字矿山到智慧矿山

从数字矿山到智慧矿山

2010年8月5日，智力阿塔卡马沙漠中的圣何赛铜矿发生塌方事故，33名矿工被困地下700米深处。不过，幸运的是，经过两个多月的营救方案设计、实施，33名遇险矿工在井下被困69天后，成功获救。在这场救援奇迹中，有两个概念开始被广泛关注:一是井下应急避难所——应急硐室；二是稳定、高效的井下通信系统。前者为遇险人员提供了应急物资，后者则保证了井下情报数据能够有效地传送出去。

反观国内，近几年煤炭企业频繁发生重大安全生产事故，给国家和人民带来巨大的生命财产损失，政府和企业因此共同将煤矿安全生产的信息化工作提到空前的高度。对此，中兴通讯能源行业总经理唐兰湘表示，煤矿企业的调度通信和行政通信系统经过多年建设和发展，虽取得了较大的成效，但是成熟的井下通讯解决方案仍然不多，尤其是在井下移动通信解决方案领域。事实上，矿井工人和工作人员的实时无线语音数据通信要求非常迫切，井下人员所处位置更新、井下生产的动态数据上报、地面通知的实时下达等都显示出井下通信系统业务的特殊性和重要性。

“智慧矿山”是矿山信息化发展的高级阶段

国家历来重视矿山企业信息化的整体建设，寄希望于引入新的创新技术和科技手段，来提升矿业技术装备水平，提高生产作业安全管理水平，改善我国矿山资源在开发采掘过程中的综合质量和效率，从而促进矿山企业进行管理变革，增强与国际市场的高产、高效、高质量、低成本的矿产品的内在竞争能力。

矿山信息化在经历自动化、数字化发展阶段后，正快步迎来智慧化时代。中国传统采矿业，正在或即将面临新一代信息技术的挑战和洗礼。近些年，我国在矿山信息化领域，

引进和提出过许多关于矿山整体描述的概念。综合起来，大体上经历从矿山综合自动化、数字矿山到智慧矿山的一个过程。

矿山企业普遍具有生产环境的恶劣性、生产对象的不确定性和生产方式的传统性等缺点。因此，在早期的矿山自动化建设过程中，矿山企业仅是简单地在原有生产、管理格局上进行局部、简单的信息化系统构架，从而直接解决矿山企业生产运营所直接面临的关键问题。伴随着采矿科学、信息科学、人工智能、计算机技术和3S技术的发展，矿山行业逐步引入了数字矿山(最早在1999年，首届“国际数字地球”大会首次提出Digital Mine即“数字矿山”)概念，数字矿山的最终目标是实现矿山的综合自动化，它开始综合考虑矿山生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，构建一体化的数字化平台，使矿山企业实现整体优化协调，在保障矿山企业可持续发展的前提下，达到提高其整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。

赛迪顾问认为，“智慧矿山”是矿山信息化发展高级阶段，是新经济、新技术时代下，新型矿山企业转变发展方式、实现科学发展的必经之路。“智慧矿山”是与先进的科学技术、管理理念、管理方式和管理手段，以及与3G移动互联网、光纤网络(FTTH)、物联网、云计算等新一代信息技术紧密结合，实现矿山企业管控智能、安全可靠、经济高效、绿色环保和可持续发展等目标。“智慧矿山”需要矿山企业在信息化应用总体规划、专项咨询和信息化建设方面的持续投入和升级改造。

智慧矿山总体应用涵盖传统采矿业企业运营当中矿山勘察、规划、设计、生产、管理、监控等生产和管理整个过程，重点解决矿山企业运营中的高效、安全、环保问题，并实现业务、财务和管理间信息的紧密集成和流程的高效协同。智慧矿山最终体现在矿山的高度信息化、自动化和高效率，终极目标之一是实现智能化遥控采矿和无人采矿。

智慧矿山总体应用架构分为感知层、通信层、平台层和应用层。感知层，负责识别物体和采集信息。感知层包括RFID标签和读写器、二维码标签和识读器、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关、摄像头等，主要功能是识别物体、采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用类似。通信层，负责将来自感知互动层的各类信息通过基础承载网络传输到应用服务层，包括三网融合下的移动通信网、互联网、卫星网、广电网以及移动互联网等，而且网络传输层可以通过升级以满足未来不同的传输要求。通信层，主要关注感知层初步处理的数据经由各类网络的传输问题，通信层涉及到不同网络传输协议的互通、自组织通信等多种网络技术。平台层，负责对智慧矿山数据资源进行划分构建基于云计算的矿山数据中心，并构建生产一体化监控平台。应用层，负责结合战略管控需要进行业务管理创新，实现矿山生产指挥调度、安全生产检测、生产经营智能决策、矿山资源储量存量监控与预测等业务应用。

目前，智慧矿山实践应用重点领域包括矿山勘察、规划设计、生产监控调度、安全生产监测以及矿山综合管理。其中，矿山安全生产监测领域主要涉及矿井通讯联络、井下人员定位、矿井压风自救、环境监测监控、矿井供水施救和井下紧急避险等六个方面，分别对应矿山六大核心安全系统。

“智慧矿山”六大核心安全系统

为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)精神，进一步提高金属非金属地下矿山安全生产保障能力，国家安全监管总局组织制定了《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》。这一举措源于“智慧矿山”安全应用在传统采矿业的应用，并为未来“智慧矿山”的全面信息化应用奠定了很好的政策基础。具体来说，矿山安全避险六大系统包括监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统和矿井通信

联络系统。