感知礦山物聯網與礦山綜合自動化的分析

張冠宇，張世義，彭紅波

（赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司，內蒙古 赤峰 024039）

近年來，越來越多的學者關注礦山互聯網應用這一問題，所得到的研究理論以及研究經驗對礦山綜合自動化建設有促進作用，從另一個角度來講，這也是發展礦山物聯網的基本要求。由此可見，本文探究這一論題具有必要性和重要性，論題探究如下。

1 礦山綜合自動化概述

所謂礦山綜合自動化，指的是借助物聯網技術搭建硬件平臺，這為礦山生產、運行提供了自動化技術支持，同時，礦山各環節均被物聯網設備監督與管理，這一過程即礦山綜合自動化。從中能夠看出，礦山綜合自動化改變了傳統的生產模式和運行模式，它為礦山物聯網應用提供了廣闊空間，大大提高了礦山工作效率，并且礦山低成本、高收益的建設目標及時實現[1]。

由于我國實踐礦山物聯網的時間較短，并且礦山綜合自動化經驗不夠豐富，進而實際操作過程中遇到了較多問題，下文針對已有問題全面總結，這能為礦山綜合自動化大范圍推廣奠定良好基礎，確保礦山物聯網順利建設。

2 礦山綜合自動化常見問題

礦山綜合自動化問題具體表現在信息融合不到位、感受手段較單一、標準化建設效果較差、軟硬集成失衡等方面，下文針對已有問題具體分析，問題分析如下。

2.1 信息融合不到位

礦山綜合自動化實現，基于各個子系統的協作配合，但目前子系統配合效果較差，主要原因即子系統聯動作用不明顯，導致網絡化集成范圍過小，這在一定程度上會降低信息融合效率，大大弱化軟件集成效果。

一旦信息融合工作不到位，則信息傳輸速度會逐漸降低，影響綜合自動化優勢的發揮，最終會增加礦山綜合自動化阻力。

2.2 感受手段較單一

雖然多數礦山管理者意識到物聯網以及綜合自動化的積極作用，但實際生產操作中往往習慣性應用傳統生產方法，進而會降低礦山綜合自動化設備利用率，導致礦山工作效率會降低，無論是生產任務量，還是運行效果均達不到預期要求。

這一問題出現的主要原因即礦山集成化傳感器數量較少，即使集成化傳感器數量充足供應，但員工尚未掌握其應用技巧，導致實際應用脫離于礦山實踐，最終邏輯系統建設會被迫停止。

2.3 標準化建設效果較差

礦山物聯網感知期間，由于標準建設工作不到位，所參照的建設標準各異，最終網絡系統開放性會受到制約，并且集成平臺開放效果與預期要求相差甚遠，此外，供應商服務優勢不能順利傳輸于網絡。

從中能夠看出，礦山綜合自動化實現的前提即具體落實標準建設工作，適當提高系統以及集成平臺開放性。

2.4 軟硬集成失衡

目前，多數礦山實踐物聯網以及綜合自動化期間，往往出現硬件集成與軟件集成失衡現象，具體概況來講，硬件集成關注度普遍高于軟件集成關注度，這種失衡式發展，會不同程度突顯系統存在的不足，導致系統開放性大大降低，增加系統集成阻力，最終信息利用率也會相應降低。

總結可知，系統失衡集成會為礦山綜合自動化增加阻力，進而影響礦山物聯網建設。

2.5 其他問題

除了上述總結的幾種常見問題外，礦山綜合自動化還存在學科知識貫通效率低、感知網絡匱乏等問題，由于礦山綜合自動化涉及較多理論知識，只有各學科知識順利貫通，才能為開放平臺構建奠定良好基礎，進而彰顯學科優勢。

礦山生產建設過程中，一旦井下網絡覆蓋不到位，那么極易錯過危險源判斷準確性，增加盲區覆蓋面積，導致礦山生產、運行存在較大安全隱患[2]。

3 礦山物聯網與礦山綜合自動化具體分析

礦山物聯網與礦山綜合自動化分析效果對礦山日后發展以及建設有重要意義，在深入分析的基礎上，掌握物聯網以及綜合自動化實踐步驟，這能為相關研究人員提供理論基礎，并能為實踐操作提供具體指導。

下文通過構建基礎框架、明確建設內容、建立網絡平臺、合理布置戰略計劃等操作實踐礦山物聯網以及礦山綜合自動化，這對礦山行業專業化、信息化建設有促進作用。

3.1 構建基礎架構

基礎框架構建，基于感知層、應用層、監測系統、傳輸層完成物聯網架構建設，確保礦山各項生產環節得到網絡信息技術的全面覆蓋，意味著礦山生產以及運得到網絡控制以及網絡監管。

在此期間，服務提供商提供相應接口，以便更好的彰顯服務優勢，拓展服務平臺開放性。

3.2 明確建設內容

建設內容圍繞相關模塊來講，其中，感知網建設模塊即利用無線網絡以及相關網絡設備建設組網系統，該模塊網絡覆蓋面包括礦井底部；

骨干網建設模塊即成立指揮平臺，該平臺負責井上以及井下的以太網設備安置；

應用系統模塊主要負責礦井事故預測、自然災害防治；

應用平臺建設模塊在數據庫建設、數據檢測與分析、用戶管理方面發揮重要作用。

此外，還包括人員感知模塊和設備感知模塊。各模塊互相影響、互相聯系，正是各模塊的協作配合，才促進系統順利運行，豐富建設內容。

3.3 建立網絡平臺

從開放網絡平臺角度來講，物聯網感知層順利開放，此項工作結束后，針對感知層合理規劃、有序協調，以此呈現良好的感知效果，全面發揮物聯網感知層的功能優勢。感知層連接于礦山設備，能夠提供礦山綜合自動化服務；感知層連接于主干傳輸網絡，能在綜合自動化功能豐富的基礎上，盡可能迎合礦山物聯網建設需要。

從感知礦山物聯網應用平臺來講，其性質即軟平臺，具體運行時，執行上述感知層操作達不到預期要求，對比，搭建開放式應用平臺是極為必要的，這能全面發揮物聯網服務優勢。

其中，感知礦山物聯網應用平臺不僅能夠高效處理公共信息，即用于處理數據倉庫、數據描述、數據報表、數據通信接口等信息，而且還能順利搭建融合學科公用平臺，以便為第三方面服務優勢彰顯奠定良好基礎。

3.4 合理布置戰略計劃

首先，做好物聯網頂層設計工作。礦山物聯網應用方案能否順利執行，這與頂層設計工作存在直接聯系，滿足具體需要、融入先進技術的頂層設計工作具有可行性，能夠促進礦山物聯網應用方案順利實施。頂層設計從全局角度出發，它全面考慮全局問題，通過分析核心問題、設計目標、基本功能、應用模型、具體要求來豐富礦山物聯網智能化功能。在這一過程中，從礦山需求出發，根據實際需求建設物聯網各層架構，同時，具體細分各層建設目標，參照示范礦井實際，制定合理的示范工程方案。

其次，獲取關鍵技術。關鍵技術獲取能為煤礦生產期間存在的安全問題提供分析依據，同時，全面總結信息技術應用效果，以及應用期間遇到的阻力，并借助關鍵技術高效處理已有問題。

從中能夠看出，關鍵技術納入感知礦山物聯網戰略規劃是極為必要的，這能加快礦山綜合自動化實踐進程，為礦山綜合自動化提供可靠的技術支持。

再次，升級關鍵技術。無論哪種技術，均需要結合時代要求不斷升級，在原有技術基礎上進行技術升級和技術融合。礦山綜合自動化技術升級是順應礦山自動化生產的基本表現，這能為感知礦山物聯網建設奠定良好的技術基礎，同時，有利于促進礦山行業安全生產、順利運行。

然后，站在全局角度把握礦山物聯網。物聯網方案要想順利實施，務必圍繞核心完成全局把握任務，其中，核心包括三方面，即設備感知、人員感知、災害感知。如果從單一應用入手，忽視全局把握的重要性，那么礦山物聯網方案實施效果達不到預期要求，并且物聯網應用存在安全漏洞，最終影響綜合自動化技術應用效率。

最后，關鍵技術突破。隨著時代的不斷發展，礦山建設需要的動態改變，原有技術應用不足逐漸顯現，對此，針對原有技術不足及時彌補是極為必要的，關鍵技術突破式發展，這能大大提高關鍵技術在礦山生產中的應用率，能夠全面發揮關鍵技術優勢[3]。

4 結語

現如今，我國礦山業正處于建設、發展的關鍵階段，在這一過程中，滲透物聯網技術，通過搭建物聯網技術平臺實踐礦山綜合自動化內容。

本文總結礦山綜合自動化常見問題，并為問題處理制定合理的解決方案，這對礦山物聯網順利建設、礦山綜合自動化技術優勢彰顯有重要意義。

因此，礦山建設者以及網絡技術研究者應以此為借鑒，深入分析礦山綜合自動化技術，結合礦山實際需要，有步驟、有計劃的制定感知礦山物聯網方案，這對礦山業持續發展、礦山業經濟效益增加有促進意義，能夠全面提升我國物聯網技術水平。