数字信息基础设施在煤炭行业的探索与实践

数字信息基础设施在煤炭行业的探索与实践

贺亚飞1李佳鑫1张晓辉2石亮2

1陕西小保当矿业有限公司陕西榆林719000

2天地（常州）自动化股份有限公司江苏常州213015

摘要：煤炭产业，作为一个传统的行业，采用数字技术为其进行转型和升级是一个不可避免的方向。智能化的综合数字信息基础设施为煤矿的智能化进程提供了坚实的支撑，进一步推动“六位一体”智能化综合数字信息基础的研究和建设显得尤为关键,对政府，企业和高校都提出了更高要求、院所和其他单位通力合作，突破关键核心技术，为智能化煤矿的早日实现奠定了坚实基础。鉴于此，本文主要分析数字信息基础设施在煤炭行业的探索与实践。

关键词：煤炭行业；数字信息基础设施；应用

中图分类号：TP315    文献标识码：A

1、引言

该项目的建设重点是小保当公司二号煤矿智能安全生产管理业务的应用要求，符合《陕西省煤矿智能化建设指南（试行）的通知》和《关于加强煤矿智能化建设的实施意见》建设要求和验收标准，构建小保当二号煤矿矿级综合控制平台，在煤炭工业大数据和工艺流程图形可视化的支持下，整合井上和井下各项安全生产数据，通过公司级管控平台为智能园区运营管理和煤矿ERP经营管理提供数据支持，实现安全生产多场景融合与协同管控应用的升级提升、安全生产运营决策分析与智能矿山移动端应用APP实现了对煤矿安全生产的业务管控和决策分析支持，推动了煤矿的优质发展。

2、煤炭企业数字信息化过程中存在的主要问题

煤炭企业在数字信息化建设方面虽有可喜的进展，但从全行业来看，同全国其他产业相比仍处于比较落后的状态，并且仍存在许多困难及问题。大致可以分如下几个方面：

（1）从对项目的关注度和资金支持的视角来看，如果没有决策者的深度关注和大规模的支援，这个项目的推进将会面临巨大的挑战。煤炭行业的整体信息化程度相对较低，这主要体现在这两个方面都迫切需要得到加强。

（2）当前煤炭行业信息化发展处于极不平衡的状态，一般情况下，信息化技术在国有重点企业及部分大型煤炭企业中得到了很好的运用。而普通地方小煤矿由于认识不到位，投入不足等原因，信息化技术一般差或不具备，使用人员众多，机械化程度不高，效率不高，存在安全隐患，基本反映出这些煤炭企业在生产和管理中缺少先进的自动化控制系统和较多的先进管理系统。

（3）金融和电信行业的信息化建设较煤炭行业较为轻松。一是与前一种情况有关的人力资源非常丰富；二是靠一个大系统破解行业难题比煤炭行业轻松很多。例如制造业中，借助物流能够对企业整体运转流程进行管控。

（4）煤炭企业在信息技术方面有着广泛的应用，这包括但不限于管理信息系统、生产流程、安全监控等多个环节，以及网络基础设施的建设和各种通信接口协议的制定。从大的数字化矿井到小的企业整体运营，每一个环节的控制都是一体化的。

3、小保当二号煤矿矿级综合管控平台技术要求

（1）基于跨平台的主流通用技术，实现系统平台的开发，移动端基于安卓等主流平台。

（2）利用标准的，公开的接口协议实现了系统在以太网基础上的互联。

（3）使用B/S模式进行架构设计，实现了客户端的零配置。

（4）本系统与各种主流浏览器兼容。

（5）对数据进行加密传输，确保数据不会被篡改或监听。

（6）支持断点续传功能，即网络中断后，各子系统端临时保存数据，待网络恢复后再依次上传数据，以确保数据完整性。

（7）日志审计记录管理员和操作人员对系统对象的登录，修改和访问情况。

（8）对各种数据进行分级采集、分级利用和分级展示。

（9）为日常巡检，数据库管理，性能监控，存储配置，系统参数设置提供了一个诊断工具，对系统运行中出现的各类问题及故障进行综合检测，分析与处理。支持系统调优和各种报表的制作。

（10）支持符合虚拟化应用要求的分布式架构设计。

（11）拥有直观的数据展示组态、开发方式，满足了个性化业务数据管理的要求，即以简单组态的方式，增加了支持图表的新功能模块、报表和各种组件的功能，模块的数据显示于门户、移动端和大屏。

（12）系统要支持关键数据和关键图纸定制加密解密功能。

（13）该平台有统一授时管理，各项业务在时间上应该保持一致。

（14）在该系统的实现过程中，需要搭建五个或多个联动场景来实现各系统间联动功能。

（15）需要澄清可控制子系统类型。

（16）系统的UI设计风格必须与一号煤矿的风格相统一。

4、建设煤炭智能化综合数字信息基础设施的思考

4.1、优化顶层设计

煤炭产业数字化助力加快煤炭产业高质量发展要以国家八部委共同发布《关于推进煤矿智能化发展的指导意见》为依据，根据习近平总书记六个要素的要求，进一步优化建议，建立标准体系、健全法律法规、实施“煤炭行业智能化，综合数字信息基础设施建设指南”等一系列措施，以确保煤炭行业能够顺利进行数字化转型。

4.2、创新合作模式

以煤矿的智能化建设为突破点，在政府推动传统行业数字化转型发展的政策推动下，构建了“生产、学习、研究、应用”的协同创新模式，充分利用煤炭企业的产业优势，大力利用高等教育机构和科研院所的科研攻关能力，鼓励数字信息基础设施公司和煤炭产业实现深度融合，加强数字信息基础设施的建设，加速煤炭行业先进智能化技术的推广应用。

4.3、建设煤炭工业互联网平台

工业互联网，作为数字技术的新一代，代表了工业行业创新应用的一种展现方式。在当前煤炭产能过剩和需求下降的大背景下，煤炭企业应抓住机遇，积极推进信息化与工业化深度融合，推动煤炭工业转型升级发展。我们需要加速建设煤炭行业的工业互联网平台，提高煤炭市场的数据透明度，并加强对煤炭行业的监督管理,并通过及时公布行业产销量规模等措施、各种数据及其变化趋势促进了资源配置效率的提高，使煤炭行业的信息实现了全国的互通和共享，切实地解决了资源的合理供给。

4.4、多场景协同管控业务应用

以煤矿生产调度管理为中心，联通调度指挥中心，各部门，各科室和队组的生产管理业务，其中包括生产调度管理，岗位标准作业流程、班组管理与综掘工作面数据融合与协同可视化应用、综采工作面数据融合与协同可视化应用、主煤流数据融合与协同可视化应用、在固定场所开展了由辅助运输数据集成及协同可视化应用，生产配套数据集成及协同直观应用，供配电数据集成及协同可视应用构成的协同管控应用。具体功能需求如下：

（1）班组管理

实现了综采，综掘生产队小组班前会，交班管理，班中巡查，交班，班后会等工作流程化，全流程信息化监督和管理，并对班组基层职工风险进行了通报、安全培训和标准作业提升了矿井班组安全生产管理的整体水平。

（2）固定场景下的生产协同

该平台是在工业互联网架构体系下研发而成，通过对矿山多模态异构数据进行高速，稳定，可靠地获取，治理，加工与存储，以及矿山环境安全监控、人员定位、“挖掘，采挖，运输，通行，选择，排放”等生产监测监控、安全生产管理，在同一平台上实现数据融合、协同管控和业务联动。

4.5、推广应用新技术

在煤矿无线通信网络方面,5G技术在煤炭产业中的应用已逐渐完善，利用双频混合网络可以扩大单一基站的信号覆盖范围。因此，有必要进一步开发适合煤矿设备使用的5G终端模块，并充分发挥5G网络的特性，以丰富5G网络的智能应用场景。

在煤矿工业的环网建设过程中，F5G网络采用了扁平化的组网结构,主备用业务安全和模块化执行部署等优势成为全光网络应用于井下的一种创新性方案，在煤矿工业的环网升级改造中，全光网络的探索和应用需要得到加强。

就提高网络覆盖广度而言，现有卫星通信系统已覆盖全球，但普遍存在网络速率偏低和普及度低等问题。卫星互联网完成之后能够提供全球高速通信网络的服务，成为万物互联另一高效组网方式，露天煤矿和选煤厂智能化发展进程中要积极探究卫星互联网的运用。

在井工煤矿位置确定中，以UWB技术为核心的定位系统已经在井工煤矿进行了部署和运用，大大提高了定位精度，并探索出了UWB单站位置确定组网方案，减少了系统的复杂程度，扩大了定位的范围，达到了二维和三维定位的应用目的，进一步提高了对人，车和设备的管理水平。

就管控平台的构建而言，目前，大部分技术仍然局限于远程控制和三维可视化的集中展示，这导致了系统整合和数据共享的困难。为了解决这一问题，我们需要加强对系统融合集成和数据共享应用的研究，提高建模的准确性，优化学习算法，并全方位提升平台的管理和控制能力，以实现数字孪生技术的进一步发展。

5、结束语

随着现代科技的持续进步，数字化信息技术开始在煤矿的安全体系建设中得到广泛应用。在现代社会中，煤矿企业是国家重要经济支柱之一，其生产活动离不开信息技术支撑。利用各种尖端的数字化信息技术，煤炭企业在提高生产效率和确保生产安全方面都能得到积极的推动。经过深入探讨，我们可以为煤炭企业在引入数字化信息技术和加速建立立体安全防护体系等领域提供有价值的参考和启示。

参考文献：

[1]李万红.煤矿数字化信息安全立体防御体系的探索与实践[J].现代工业经济和信息化,2018,8(12):58-59.

[2]李鑫.煤炭企业数据标准化建设研究[J].电脑编程技巧与维护,2017(18):52-55+68.

[3]姚晓梅.利用信息技术提高煤炭企业物资供应管理水平[J].现代营销(下旬刊),2015(05):27.