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中矿龙科能源科技(北京)股份有限公司
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互联网+矿山方案综述
一、互联网+矿山方案综述
中矿龙科一直致力于矿山自动化、信息化的产品研发与项目建设，经过数年实践经验积累，结合当今新的信息技术和发展趋势，提出了“互联网+矿山”的矿山企业信息化建设方案，改变了传统数字化矿山的建设方式，其理论基础和工作主体是人与物的并行，向无人开采方向迈进。整个解决方案共分为三个关键部分：物联化、互联化、智能化。
物联化，即更透彻的感知。矿山生产流程的任何事物，这里包括各种机电设备及其状态、矿井下重大危险源的相关信息或工程技术与管理人员都可以被感知到。互联化，即更全面的互联互通，人与人、人与物、物与物之间都可以无障碍地互联互通。包括矿山综合自动化和在线数据采集系统、井上下高速通讯系统、人员定位系统、海量数据库管理系统、专业业务处理系统、决策支持系统等的互联互通。
智能化，即更深入的矿山安全生产过程的智能分析，通过大数据、云计算、多源数据融合等IT手段使互联互通更加智能，确保矿山的安全生产和高产高效。
“互联网+”与传统矿山发展相融合，就是要借助其具有的特殊优势，以实现矿山资源的最优化配置和最大化利用。因此，整体框架设计的基本原则，首先是环节精简。最大限度地消除中间环节，缩短决策政策落地的周期。通过引入“互联网+”，对“决策、流转、执行”中的“流转”环节进行变革，降低从“决策”到“执行”的中间折损率。
其次是流程畅通。以“互联网+”畅通“制定—执行—反馈—核评—完善”流程。
再次是执行高效。将“互联网+”与传统矿山管理相融合，改变以往决策措施重心在制定层面、时间效率耗损在流转层面、拖沓敷衍集中在执行层面。通过“互联网+”，将决策者与执行者、生产者与购买者、需求者与供应者直接点对点、端对端地关联起来。
最后是模块组合。通过可变性、适应性较强的模块化设置，整体框架更能够随机应变、多样灵活，更有效地满足内外部变化的需要。
三、互联网+矿山的整体架构
互联网+ 矿山的实现，核心是将物联网、智能传感器、自动控制、互联网、移动终端、云计算和大数据等新兴的信息化技术应用到矿山生产管理的各个环节，并与各个层级的信息化系统结合起来。整体架构分为如下五个部分：
1）互联网 + 网络融合化，构建基于工业以太网、物联网、无线网络等技术的多网合一的网络架构
中矿龙科认为，矿山企业的网络结构采用安全检测和生产过程监控网络共同建设的方式。调度通讯电话系统独立建设，通过VOIP语音网关与IP电话系统和载波系统进行语音通讯；矿井工业控制、视频、WiFi、无线语音、物联网等统一构网，采用万兆核心和万兆上联接入的方式，采用单环结构构建矿井工业场所统一的网络，统称生产管理网。在管理信息化网络、生产管理网络之间设置防火墙和隔离网闸等安全设施，并在生产管理网络系统中设置网络巡警对网络入侵行为进行实时检测。具体网络架构图如下所示。
互联网+矿山网络规划设计图
为满足矿山企业对矿井地面和井下大型固定设备进行集中控制，完成对井下作业岗位人裁撤，实现无人化或少人化的需要，大幅减少井下和地面生产系统、运输、供电、提升、排水、压风等主要固定车间和机电硐室岗位，只保留部分巡检工，实现无人则安。同时兼顾矿井将来对自动化系统进行功能扩展，实现对设备运行和维护进行统一管理的需要，中矿龙科结合目前国内外矿山管控软件产品现状，提出采用符合国际标准的三级SCAD(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，对矿井各车间设备监控信息进行集成和控制，在统一架构下建设矿井设备检修维护、停机管理、能耗管理等应用，其系统金字塔模型和底层设备控制如下图所示。
基于ISA-95/IEC62264国际标准划分的制造/生产过程管控系统金字塔模型
基于ISA-95/IEC62264国际标准划分的生产过程管控示意图
3）互联网+监测智能化，实现人、机、环、管的实时感知与预测预警从“人、机、环、管”四个方面来实现矿山安全生产物联网应用层建设。以矿山地理信息系统和三维虚拟现实技术为基础支撑，实现对矿山“人、机、环、管”动态信息的可视化监测监控，通过数据挖掘和分析，实现矿山生产控制、人员跟踪、安全生产评价与监管、灾害预警与防治、设备故障诊断等，为矿山安全管理、危险预警、应急救援等提供依据，提升矿山安全生产水平，如下图所示：
4）互联网 + 管理信息化，以安全管理、成本管控为核心的矿山综合信息化管理平台，运用物联网、云计算、智能移动终端，实现管理的现代化
基于互联网+矿山的综合信息化管理平台的建设要通过统一的规划，结合企业的实际需求并以此引导业务的信息化应用，从而实现工作效率的提高，企业运作模式的规范，提高矿山企业的业务处理能力和决策分析能力。
北京龙科公司从集成的角度来规划矿山企业的综合信息化管理平台的层次架构，以安全生产为管理核心、以成本控制为内控重点、以管控一体化为辅助决策手段，构建矿山综合信息化管理系统。系统的功能结构从上到下可分为以下几个层次：表现层、应用层、应用支撑层和网络基础设施层，而互联网+矿山的三级SCADA标准体系、E网到底的信息安全支撑体系贯穿于各个层面，如下图所示：
远程控制与运营管理中心，无疑是整个矿山开发体系的神经中枢。中矿龙科采用先进、可靠的技术和成熟、稳定的软硬产品来构建矿山行业特色的安全生产应急指挥中心、管理中心、技术中心、数据中心和控制中心，保障智能矿山的安全运营。
