智慧矿山建设的探讨王家行

栗会明

摘要：智慧矿山是在数字矿山的基础上发展而来的，是未来矿山的发展方向。文章简单从智慧矿山的提出、定义、发展、存在的问题以及智慧矿山建设规划内容等方面分析，以期为我国未来的矿山发展尽绵薄之力。

关键词：智慧矿山；建设；探讨

1 智慧矿山的提出

2008年11月IBM提出“智慧地球”的概念，2009年1月，美国总统奥巴马公开肯定了IBM“智慧地球”的思路。2009年8月，IBM又发布了《智慧地球赢在中国》计划书，正式揭开了“智慧地球”的序幕。正是在这一大背景下，2010年11月，国家安全总局和煤监局通过了感知矿山的物联网示范工程的技术方案，由此提出了智慧矿山这一概念。

2 智慧矿山的定义

笔者对于智慧矿山的定义：智慧矿山是基于空间信息、物联网、云计算、大数据、人工智慧、数据仓库、数据通信、真三维地质模型、虚拟现实、智慧采煤等技术，集成应用各类传感器、自动控制系统、组件式软件，具备自动运行、智慧决策、自学习功能的矿山。

3 智慧矿山的发展

矿山生产模式大致经历了四个阶段：

一是原始阶段，即采矿活动主要通过手工和简单的采矿工具进行，没有规划、效率低、资源浪费大。二是机械化阶段，即大量机械设备用于矿产生产活动，机械化程度高，但仍无规划，生产粗放，资源浪费严重。第三，在数字化矿山阶段，自动化生产设备用于作业生产，信息系统作为管理工具，实现数字化集成、数据共享和互操作性。然而，它仍然面临着许多复杂的问题，如系统集成、信息集成、数据存储和分析等。此外，其核心仍然是扩大采矿量，对绿色采矿、人文关怀、可持续发展等关注不够。第四，在智慧矿山阶段，通过智慧信息技术的应用，矿山具备了人性化的思维、反应和行动能力，实现物物、物人、人人的全面信息集成和响应能力，并对矿山系统进行主动感知、分析和快速做出正确处理。人为因素会降低最小化程度，矿山企业的人财物产销存等能协同、自动运作，实现矿山企业的集约、高效、可持续发展。新一代互联网、云计算、智慧传感、通信、遥感、卫星定位、地理信息系统等技术成熟集成，实现数字化、智慧化管理和反馈机制，为智慧矿山的发展提供技术基础。在芬兰、加拿大、瑞典等发达国家，这一目标已经发展了20多年，我国还处于起步阶段。

4 智慧矿山建设存在的问题

中国矿山信息化建设虽然取得了举世瞩目的成绩，但仍存在不少问题。

严重缺乏相关标准。由于一开始就缺乏顶层设计与规划，中国矿山在进行信息化建设时，缺乏相关标准的指导与约束，促使了系统厂商的无序竞争，导致建设的大量系统互联互通性极差。

缺乏多学科交叉应用。矿山面临的许多问题都需要结合多学科的知识才能得到有效解決，将多学科的知识软件进行集成应用是其解决途径。然而目前缺乏一个统一、开放的公共平台，无法为多学科知识的融合分析提供渠道。

重硬件轻软件。中国大量矿山在进行信息化建设时，往往非常重视硬件设备的投入，而对软件则吝之又吝。据有关方面统计，煤炭行业在应用软件上的投入仅占信息化投入的20%左右，导致获取的大量信息资源没有得到合理有效的利用，不仅造成了严重的信息资源浪费，而且没有更好地服务于矿井的生产运营。

“信息孤岛”现象严重。中国矿山信息化建设发展到今天，各类子系统已基本实现了网络化集成，但是各系统获取的海量数据却无法得到有效共享，更谈不上进行融合分析。这种各系统单兵作战的模式，使得“信息孤岛”现象在矿山行业异常突出，现代信息技术的强大优势还有待深入挖掘。

5 智慧矿山建设规划内容分析

5.1煤矿的整体规划设计

智慧矿山的建设是在数字矿山的基础上完成的，信息化建设应在煤矿生产过程、安全监控、经营管理、煤炭销售等领域进行，这些领域的信息化建设可以逐步实施。煤矿在智慧矿山建设过程中不进行总体规划设计，也不对这些领域的智慧矿井系统提出技术要求和功能要求，这些信息系统建成后，它们可能成为“信息孤岛”，无法接收智慧地雷系统。智慧矿山系统不能对各种信息进行统一管理，共享与综合利用分析。这将增加智慧矿山系统和各种信息系统之间数据交换链接，实时性差、更新时间长的问题就会使得智慧矿山系统无法提供准确的决策信息和解决方案。近年来，国内许多煤矿进行了数字化矿山建设，许多系统经历了信息化改造。然而，虽然许多部门已经建立了自己的信息系统，但是这些系统只限于自己的应用程序，当进行综合自动化系统建设时，矿井各生产环节的设备监控人员不足，需要进行信息化改造，增加了资金投入。因此，煤矿在建设智慧矿山前必须进行总体规划设计，减少整个矿井的资金投入，提高各系统的集成水平，实现各系统的统一控制，从而实现智慧矿山系统对各种数据的统一分析。

5.2人才培养

智慧矿山系统是一个庞大的系统工程，要保证好的建设效果和运行效果，必须对我国煤炭企业进行人才培养。一是要培养现代信息化企业的管理干部队伍，让他们从根本转变观念，探索出信息化、智慧化下的煤矿管理新制度；二是专业技术人才的培养，煤矿实现生产智慧化、监控智慧化、管理智慧化，这就要求从事煤矿生产的工人必须有较高的技术水平，可以适应新的装备，同时可以维护智慧系统的正常运行。

5.3制定相关技术规范和标准

建设未动，标准先行。在智慧矿山建设广泛开展之前，必须制定必要的技术规范和标准。应优先考虑一些顶层设计、关键技术规范和标准，主要包括智慧矿山指标体系和评价标准、智慧矿山架构和数据交互规范、智慧矿山决策平台和架构设计规范、智慧矿山综合通信技术要求、数字矿山工程设计数据交互标准、智慧矿山元数据标准、数据仓库技术要求、数据融合规范、数据库技术要求、数据挖掘技术要求、云计算技术要求和大数据技术要求。

6 结语

只有重视以上几个方面，才能保证智慧矿山建设的成功，充分发挥智慧矿山的作用。然而，我国智慧矿山建设刚刚起步，要想取得良好的建设成果，实现我国煤炭企业的转型发展。国家、煤炭企业和信息技术相关企业必须密切合作。

参考文献：

[1]王莉.智慧矿山概念及关键技术探讨[J].工矿自动化，2014，40（06）：37-41.

[2]张斌.浅谈智慧矿山总体规划[J].矿业工程，2018，16（03）：51-53.

[3]李小四，马建民.智慧矿山建设规范解读及其定位分析[J].科学技术创新，2018（31）：140-141.

（作者单位：山东唐口煤业有限公司）