智慧礦山建設的探討王家行

栗會明

摘要：智慧礦山是在數字礦山的基礎上發展而來的，是未來礦山的發展方向。文章簡單從智慧礦山的提出、定義、發展、存在的問題以及智慧礦山建設規劃內容等方面分析，以期為我國未來的礦山發展盡綿薄之力。

關鍵詞：智慧礦山；建設；探討

1 智慧礦山的提出

2008年11月IBM提出“智慧地球”的概念，2009年1月，美國總統奧巴馬公開肯定了IBM“智慧地球”的思路。2009年8月，IBM又發布了《智慧地球贏在中國》計劃書，正式揭開了“智慧地球”的序幕。正是在這一大背景下，2010年11月，國家安全總局和煤監局通過了感知礦山的物聯網示范工程的技術方案，由此提出了智慧礦山這一概念。

2 智慧礦山的定義

筆者對于智慧礦山的定義：智慧礦山是基于空間信息、物聯網、云計算、大數據、人工智慧、數據倉庫、數據通信、真三維地質模型、虛擬現實、智慧采煤等技術，集成應用各類傳感器、自動控制系統、組件式軟件，具備自動運行、智慧決策、自學習功能的礦山。

3 智慧礦山的發展

礦山生產模式大致經歷了四個階段：

一是原始階段，即采礦活動主要通過手工和簡單的采礦工具進行，沒有規劃、效率低、資源浪費大。二是機械化階段，即大量機械設備用于礦產生產活動，機械化程度高，但仍無規劃，生產粗放，資源浪費嚴重。第三，在數字化礦山階段，自動化生產設備用于作業生產，信息系統作為管理工具，實現數字化集成、數據共享和互操作性。然而，它仍然面臨著許多復雜的問題，如系統集成、信息集成、數據存儲和分析等。此外，其核心仍然是擴大采礦量，對綠色采礦、人文關懷、可持續發展等關注不夠。第四，在智慧礦山階段，通過智慧信息技術的應用，礦山具備了人性化的思維、反應和行動能力，實現物物、物人、人人的全面信息集成和響應能力，并對礦山系統進行主動感知、分析和快速做出正確處理。人為因素會降低最小化程度，礦山企業的人財物產銷存等能協同、自動運作，實現礦山企業的集約、高效、可持續發展。新一代互聯網、云計算、智慧傳感、通信、遙感、衛星定位、地理信息系統等技術成熟集成，實現數字化、智慧化管理和反饋機制，為智慧礦山的發展提供技術基礎。在芬蘭、加拿大、瑞典等發達國家，這一目標已經發展了20多年，我國還處于起步階段。

4 智慧礦山建設存在的問題

中國礦山信息化建設雖然取得了舉世矚目的成績，但仍存在不少問題。

嚴重缺乏相關標準。由于一開始就缺乏頂層設計與規劃，中國礦山在進行信息化建設時，缺乏相關標準的指導與約束，促使了系統廠商的無序競爭，導致建設的大量系統互聯互通性極差。

缺乏多學科交叉應用。礦山面臨的許多問題都需要結合多學科的知識才能得到有效解決，將多學科的知識軟件進行集成應用是其解決途徑。然而目前缺乏一個統一、開放的公共平臺，無法為多學科知識的融合分析提供渠道。

重硬件輕軟件。中國大量礦山在進行信息化建設時，往往非常重視硬件設備的投入，而對軟件則吝之又吝。據有關方面統計，煤炭行業在應用軟件上的投入僅占信息化投入的20%左右，導致獲取的大量信息資源沒有得到合理有效的利用，不僅造成了嚴重的信息資源浪費，而且沒有更好地服務于礦井的生產運營。

“信息孤島”現象嚴重。中國礦山信息化建設發展到今天，各類子系統已基本實現了網絡化集成，但是各系統獲取的海量數據卻無法得到有效共享，更談不上進行融合分析。這種各系統單兵作戰的模式，使得“信息孤島”現象在礦山行業異常突出，現代信息技術的強大優勢還有待深入挖掘。

5 智慧礦山建設規劃內容分析

5.1煤礦的整體規劃設計

智慧礦山的建設是在數字礦山的基礎上完成的，信息化建設應在煤礦生產過程、安全監控、經營管理、煤炭銷售等領域進行，這些領域的信息化建設可以逐步實施。煤礦在智慧礦山建設過程中不進行總體規劃設計，也不對這些領域的智慧礦井系統提出技術要求和功能要求，這些信息系統建成后，它們可能成為“信息孤島”，無法接收智慧地雷系統。智慧礦山系統不能對各種信息進行統一管理，共享與綜合利用分析。這將增加智慧礦山系統和各種信息系統之間數據交換鏈接，實時性差、更新時間長的問題就會使得智慧礦山系統無法提供準確的決策信息和解決方案。近年來，國內許多煤礦進行了數字化礦山建設，許多系統經歷了信息化改造。然而，雖然許多部門已經建立了自己的信息系統，但是這些系統只限于自己的應用程序，當進行綜合自動化系統建設時，礦井各生產環節的設備監控人員不足，需要進行信息化改造，增加了資金投入。因此，煤礦在建設智慧礦山前必須進行總體規劃設計，減少整個礦井的資金投入，提高各系統的集成水平，實現各系統的統一控制，從而實現智慧礦山系統對各種數據的統一分析。

5.2人才培養

智慧礦山系統是一個龐大的系統工程，要保證好的建設效果和運行效果，必須對我國煤炭企業進行人才培養。一是要培養現代信息化企業的管理干部隊伍，讓他們從根本轉變觀念，探索出信息化、智慧化下的煤礦管理新制度；二是專業技術人才的培養，煤礦實現生產智慧化、監控智慧化、管理智慧化，這就要求從事煤礦生產的工人必須有較高的技術水平，可以適應新的裝備，同時可以維護智慧系統的正常運行。

5.3制定相關技術規范和標準

建設未動，標準先行。在智慧礦山建設廣泛開展之前，必須制定必要的技術規范和標準。應優先考慮一些頂層設計、關鍵技術規范和標準，主要包括智慧礦山指標體系和評價標準、智慧礦山架構和數據交互規范、智慧礦山決策平臺和架構設計規范、智慧礦山綜合通信技術要求、數字礦山工程設計數據交互標準、智慧礦山元數據標準、數據倉庫技術要求、數據融合規范、數據庫技術要求、數據挖掘技術要求、云計算技術要求和大數據技術要求。

6 結語

只有重視以上幾個方面，才能保證智慧礦山建設的成功，充分發揮智慧礦山的作用。然而，我國智慧礦山建設剛剛起步，要想取得良好的建設成果，實現我國煤炭企業的轉型發展。國家、煤炭企業和信息技術相關企業必須密切合作。

參考文獻：

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[3]李小四，馬建民.智慧礦山建設規范解讀及其定位分析[J].科學技術創新，2018（31）：140-141.

（作者單位：山東唐口煤業有限公司）