感知矿山物联网与矿山综合自动化的分析

2018-01-31张冠宇张世义彭红波

世界有色金属 2018年13期

张冠宇，张世义，彭红波

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古赤峰 024039）

近年来，越来越多的学者关注矿山互联网应用这一问题，所得到的研究理论以及研究经验对矿山综合自动化建设有促进作用，从另一个角度来讲，这也是发展矿山物联网的基本要求。由此可见，本文探究这一论题具有必要性和重要性，论题探究如下。

1 矿山综合自动化概述

所谓矿山综合自动化，指的是借助物联网技术搭建硬件平台，这为矿山生产、运行提供了自动化技术支持，同时，矿山各环节均被物联网设备监督与管理，这一过程即矿山综合自动化。从中能够看出，矿山综合自动化改变了传统的生产模式和运行模式，它为矿山物联网应用提供了广阔空间，大大提高了矿山工作效率，并且矿山低成本、高收益的建设目标及时实现[1]。

由于我国实践矿山物联网的时间较短，并且矿山综合自动化经验不够丰富，进而实际操作过程中遇到了较多问题，下文针对已有问题全面总结，这能为矿山综合自动化大范围推广奠定良好基础，确保矿山物联网顺利建设。

2 矿山综合自动化常见问题

矿山综合自动化问题具体表现在信息融合不到位、感受手段较单一、标准化建设效果较差、软硬集成失衡等方面，下文针对已有问题具体分析，问题分析如下。

2.1 信息融合不到位

矿山综合自动化实现，基于各个子系统的协作配合，但目前子系统配合效果较差，主要原因即子系统联动作用不明显，导致网络化集成范围过小，这在一定程度上会降低信息融合效率，大大弱化软件集成效果。

一旦信息融合工作不到位，则信息传输速度会逐渐降低，影响综合自动化优势的发挥，最终会增加矿山综合自动化阻力。

2.2 感受手段较单一

虽然多数矿山管理者意识到物联网以及综合自动化的积极作用，但实际生产操作中往往习惯性应用传统生产方法，进而会降低矿山综合自动化设备利用率，导致矿山工作效率会降低，无论是生产任务量，还是运行效果均达不到预期要求。

这一问题出现的主要原因即矿山集成化传感器数量较少，即使集成化传感器数量充足供应，但员工尚未掌握其应用技巧，导致实际应用脱离于矿山实践，最终逻辑系统建设会被迫停止。

2.3 标准化建设效果较差

矿山物联网感知期间，由于标准建设工作不到位，所参照的建设标准各异，最终网络系统开放性会受到制约，并且集成平台开放效果与预期要求相差甚远，此外，供应商服务优势不能顺利传输于网络。

从中能够看出，矿山综合自动化实现的前提即具体落实标准建设工作，适当提高系统以及集成平台开放性。

2.4 软硬集成失衡

目前，多数矿山实践物联网以及综合自动化期间，往往出现硬件集成与软件集成失衡现象，具体概况来讲，硬件集成关注度普遍高于软件集成关注度，这种失衡式发展，会不同程度突显系统存在的不足，导致系统开放性大大降低，增加系统集成阻力，最终信息利用率也会相应降低。

总结可知，系统失衡集成会为矿山综合自动化增加阻力，进而影响矿山物联网建设。

2.5 其他问题

除了上述总结的几种常见问题外，矿山综合自动化还存在学科知识贯通效率低、感知网络匮乏等问题，由于矿山综合自动化涉及较多理论知识，只有各学科知识顺利贯通，才能为开放平台构建奠定良好基础，进而彰显学科优势。

矿山生产建设过程中，一旦井下网络覆盖不到位，那么极易错过危险源判断准确性，增加盲区覆盖面积，导致矿山生产、运行存在较大安全隐患[2]。

3 矿山物联网与矿山综合自动化具体分析

矿山物联网与矿山综合自动化分析效果对矿山日后发展以及建设有重要意义，在深入分析的基础上，掌握物联网以及综合自动化实践步骤，这能为相关研究人员提供理论基础，并能为实践操作提供具体指导。

下文通过构建基础框架、明确建设内容、建立网络平台、合理布置战略计划等操作实践矿山物联网以及矿山综合自动化，这对矿山行业专业化、信息化建设有促进作用。

3.1 构建基础架构

基础框架构建，基于感知层、应用层、监测系统、传输层完成物联网架构建设，确保矿山各项生产环节得到网络信息技术的全面覆盖，意味着矿山生产以及运得到网络控制以及网络监管。

在此期间，服务提供商提供相应接口，以便更好的彰显服务优势，拓展服务平台开放性。

3.2 明确建设内容

建设内容围绕相关模块来讲，其中，感知网建设模块即利用无线网络以及相关网络设备建设组网系统，该模块网络覆盖面包括矿井底部；

骨干网建设模块即成立指挥平台，该平台负责井上以及井下的以太网设备安置；

应用系统模块主要负责矿井事故预测、自然灾害防治；

应用平台建设模块在数据库建设、数据检测与分析、用户管理方面发挥重要作用。

此外，还包括人员感知模块和设备感知模块。各模块互相影响、互相联系，正是各模块的协作配合，才促进系统顺利运行，丰富建设内容。

3.3 建立网络平台

从开放网络平台角度来讲，物联网感知层顺利开放，此项工作结束后，针对感知层合理规划、有序协调，以此呈现良好的感知效果，全面发挥物联网感知层的功能优势。感知层连接于矿山设备，能够提供矿山综合自动化服务；感知层连接于主干传输网络，能在综合自动化功能丰富的基础上，尽可能迎合矿山物联网建设需要。

从感知矿山物联网应用平台来讲，其性质即软平台，具体运行时，执行上述感知层操作达不到预期要求，对比，搭建开放式应用平台是极为必要的，这能全面发挥物联网服务优势。

其中，感知矿山物联网应用平台不仅能够高效处理公共信息，即用于处理数据仓库、数据描述、数据报表、数据通信接口等信息，而且还能顺利搭建融合学科公用平台，以便为第三方面服务优势彰显奠定良好基础。

3.4 合理布置战略计划

首先，做好物联网顶层设计工作。矿山物联网应用方案能否顺利执行，这与顶层设计工作存在直接联系，满足具体需要、融入先进技术的顶层设计工作具有可行性，能够促进矿山物联网应用方案顺利实施。顶层设计从全局角度出发，它全面考虑全局问题，通过分析核心问题、设计目标、基本功能、应用模型、具体要求来丰富矿山物联网智能化功能。在这一过程中，从矿山需求出发，根据实际需求建设物联网各层架构，同时，具体细分各层建设目标，参照示范矿井实际，制定合理的示范工程方案。

其次，获取关键技术。关键技术获取能为煤矿生产期间存在的安全问题提供分析依据，同时，全面总结信息技术应用效果，以及应用期间遇到的阻力，并借助关键技术高效处理已有问题。

从中能够看出，关键技术纳入感知矿山物联网战略规划是极为必要的，这能加快矿山综合自动化实践进程，为矿山综合自动化提供可靠的技术支持。

再次，升级关键技术。无论哪种技术，均需要结合时代要求不断升级，在原有技术基础上进行技术升级和技术融合。矿山综合自动化技术升级是顺应矿山自动化生产的基本表现，这能为感知矿山物联网建设奠定良好的技术基础，同时，有利于促进矿山行业安全生产、顺利运行。

然后，站在全局角度把握矿山物联网。物联网方案要想顺利实施，务必围绕核心完成全局把握任务，其中，核心包括三方面，即设备感知、人员感知、灾害感知。如果从单一应用入手，忽视全局把握的重要性，那么矿山物联网方案实施效果达不到预期要求，并且物联网应用存在安全漏洞，最终影响综合自动化技术应用效率。

最后，关键技术突破。随着时代的不断发展，矿山建设需要的动态改变，原有技术应用不足逐渐显现，对此，针对原有技术不足及时弥补是极为必要的，关键技术突破式发展，这能大大提高关键技术在矿山生产中的应用率，能够全面发挥关键技术优势[3]。