浅论智慧矿山信息系统构建

浅论智慧矿山信息系统构建

阳庆华

（广西煤矿安全监察局广西南宁530029）

摘要：随着社会的快速发展，我国矿山企业特别是煤矿企业之间的竞争力越来越大，因此对矿山企业进行生产模式和管理模式的改革是必然的趋势。现在的时代是信息化技术时代，信息技术不仅为我们的生活带来了极大的便利，而且也促进了社会各个方面的发展，在信息技术的影响下，矿山经历了从数字矿山、感知矿山到建设智慧矿山的跨越式转变。构建智慧矿山特别是构建煤矿智慧矿山不仅可以提高煤矿的竞争力，而且可以在本质安全生产的前提下，为煤矿带来更大的经济效益智。智慧矿山的基础和核心是信息系统，因此本文将主要探讨智慧矿山信息系统的构建。

关键词：智慧矿山；信息技术；构建策略

我国有着丰富的矿物资源，矿产开发是我国经济的重要部分，矿产资源不仅是人们美好生活的物质保障，而且是国家经济发展的重要动力。矿产开发不仅是一项非常复杂的工作，而且是一项非常危险的工作，特别是煤矿井下和地面各工业场所工作环境十分恶劣，并且如果不按照生产的要求和规范进行工作，那么将很有可能导致安全事故的发生，因此提高煤矿工作的安全系数、减少安全事故发生的频率以及提高煤矿生产的经济效益成为了煤矿转型改革过程中的重要原则。构建智慧矿山信息系统不仅可以帮助煤矿实现远程智能化监测监控，而且可以使得煤矿进一步巩固本质安全基础，朝着安全高效，绿色环保的方向发展。

一、智慧矿山的概念

智慧矿山的基础是信息化技术，其中用到了信息技术主要有云计算、物联网、移动互联网等等，智慧矿山通过运用和管理信息系统，使得矿山能够对生产、职业健康与安全，安全生产以及技术与后勤保障等各个方面进行自动分析和快速处理，它将安全、高效、清洁以及信息化融为一体，使得矿山能够满足社会发展的需求，顺应社会发展和时代发展的潮流。智慧矿山包括了矿山的各个方面，主要有智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统以及智慧技术与后勤保障系统，并且协调配合，使得矿山能够高效稳定的生产和运行。简单来说，智慧矿山按照由上到下的顺序可以将其分为三个体系，分别是智慧层，传输层和感知层，感知层就像是人的感觉中枢一样，它的的主要功能是采集各种各样的信息；传输层就像是人的神经中枢，将人身的各个部分紧密联系在一起，它的主要功能是将感知层收集到的信息传送给智慧层；智慧层就像人的大脑一样，负责整理和处理各种各样的信息，它的主要功能是对传来的信息进行分析处理，并且根据分析的结果作出决策。

二、智慧矿山的特征

2.1能够能加全面彻底地感知

智能矿山系统不仅能够可以随时随地的感知信息，而且可以更加全面的收集和处理各种信息，这主要是因为智慧矿山系统包括许多不同的感知手段，比如传统的传感器、GPS定位系统、手持移动设备、无线射频识别标记等等。另外，智慧矿山系统能够改变传统的矿山系统的弊端，它不仅可以感知煤矿的工作人员和运行设备，而且可以对煤矿井下的风速、水压、水流等各种情况进行感知，并且将这些感知到的外界信息传送给管理人员，从而为煤矿的安全稳定地运行提供一份强有力的保障。

2.2能够能加全面的联系

矿山能够高效生产和安全运行的一个非常主要的原因是井下的工作人员能够及时地和井上的工作人员取得联系，在传统的矿山系统背景下，井下与井上联系的放弃主要有对讲机、有线电话等，这些联系方式不仅单一，而且具有很大的不稳定性。在智慧矿山信息系统背景下，管理人员可以通过信息共享平台对井下的工作情况和自然环境进行实时的监控，从而使得管理人员能够及时地发现问题和解决问题，使得矿山发生安全事故的几率大大减小。

2.3能够更加智能化

煤矿生产过程中是以安全为第一原则，因此保证煤矿工作人员的生命安全是煤矿重要的责任和义务。传统的矿山系统不能够实时的监测煤矿的运行状态，不能及时地发现存在的安全隐患，在信息化时代北京下，煤矿通过建立智慧矿山信息系统，可以更加智能化地洞察煤矿生产的各个环节，从而可以达到提高生产效率和保证煤矿工人安全的目的。另外，煤矿也可以通过建立智慧矿山来实现对煤矿状态的智能化分析，并且将收集到的信息反馈到管理人员，从而管理人员可以对即将发生的状况进行及时的处理。

三、新一代信息技术在智慧矿山建设中的应用

3.1云计算的应用

云计算信息技术在智慧矿山中的应用主要有三个方面，第一就是分布式储存和管理海量数据，矿山系统存在着大量的多源、异质、异构的数据，只有保证这些数据紧密的联系在一起，才能使得矿山能够高效的运转，而云计算的数据管理技术就可以对智慧矿山产生的多源、异质、异构的数据进行快速而又准确地处理和处理。第二就是分析和管理海量的基础数据，矿山系统中的海量基础数据想要发挥作用，必须要经过分析处理，由于矿山系统的基础数据十分庞大，导致普通的计算机系统无法承受，但是云计算可以具备并行处理的能力，并且可以提供并行编程模式，从而比普通的计算机系统的承受能力要高几百倍。第三就是集成与管理异构资源，传统的矿山信息系统比较分散，每个部分都为了自身的需求存在着不同的信息管理系统，但是这些信息系统里的信息不能共享，从而导致矿山在各个部分之间的联系非常的差，比如通风、采矿、运输等部分的信息系统相互独立，彼此间的信息不能够相互交流，但是云计算可以帮助矿山建立信息互相，协同工作的信息系统，从而推动矿山的发展。

3.2物联网的应用

物联网是智慧矿山建设过程中十分重要的信息技术，首先利用物联网技术可以在矿山中建立人员定位系统，设备点检系统、瓦斯监控系统等，不仅加快了矿山的生产效率，而且也安全生产提供了一份强有力的保障。其次就是可以利用物联网技术建立RFID射频识别技术、WIFI射频定位、GPS定位系统等，从而将工作人员和工作设备以及工作人员之间紧密的联系在一起，实现了各个方面的协同作业和智能管理。最后就是利用物联网技术可以采集和整合各个系统的数据，从而不仅可以节省矿山的支出，降低由于人的操作不当造成的损失，而且可以提高矿山的生产效率，为矿山带来更大的经济效益。

3.3移动互联网的应用

移动互联网技术是矿山安全生产的重要保障，首先利用移动互联网技术可以建立井下感应器，从而实现对井下的瓦斯、气压、风速、温度等各个状况进行实时的监测，另外，矿山也可以给井下的员工每个人配一部手机，不仅可以及时地与工作进行工作交流，而且可以通过GPS定位系统确定工人的具体位置，方便救援。煤矿也可以利用移动互联网技术也可以建立一卡通，矿山工作人员在就餐、出入、工作等各个方面都可以用一卡通。其次利用移动互联网技术可以全面升级安全监控系统，使得安全监控系统监测的范围更大，例如可以在井下设立监控系统，从而实现对井下生产状况的实时监控。另外，利用互联网技术也可以建立更加智能化的安监巡检，如果巡查员发现了安全隐患，可以通过手机登录系统录入信息就可以，然后信息就会自动传输给相关部分，从而极大地提高了工作效率。最后利用移动互联网技术可以对瓦斯突出、突水透水等危险因素进行实时地监测，从而矿山可以及时地发现矿山存在的安全隐患。

四、智慧矿山信息系统的构建

4.1井下矿业本质安全3g通信系统

井下矿业的本质安全是按照国家提供的标准生产制定的，专门指代井下矿业中防爆电器的安全。首先，本质安全型的电器都具备的基本特征为:本质安全型电器所在的电路都被称为本质安全电路。本质安全电路就是指这种电路如果在正常的工作情况下出现故障，故障所引起的电火花和热效应都无法点爆附近的爆炸混合物。这样的本质安全电路，能够有效的保证井下矿业的安全防爆。

4.1.1系统概论

这种3g通讯系统是专门按照矿井下的特殊环境以及特殊要求制定的一种多功能通讯系统，具有信号强、抗干扰能力强、系统容量大以及安全稳定等优点。

4.1.2功能概述

上文介绍的3g通讯系统是一个具有多功能的通讯系统，主要包括调度功能、在线实时录音功能、无线视频功能、无线数据传播功能、备用电池功能以及井下基站的监测和维护部功能。其中调度功能的含义是这种通讯系统能够提供多种多样的调度功能，例如单键直呼、强接、强拆等。除此之外，此3g通讯系统还能够实现呼叫转移、语音邮箱、自动语音应答等多种高级应用。在线实时录音的功能能够长期储存实时录音，一般储存时间可达到半年以上，并且能够对录音进行增添和修改。这样的情况下大大提高了信息的储存功能。

4.1.3井下本安3g对讲子系统

这种新系统是在3g通讯网络上的一种高级对讲服务，能够实现井下和井上的快速联系以及井下各个成员之间的联系。这种系统最大的好处是不会受到距离的限制，可以与任意小组通话。

4.1.4井下安检巡查系统

井下安检巡查系统主要是实现井下安全的日常监管和维护。如果巡查人员在井下发现故障，可以及时联系井上基站，而地面的安检人员收到信息后能够及时派遣技术人员赶去进行维修。通过这样的安检模式，不仅有效提高了井下的安全，而且也大大缩短了维修的时间。

4.2安全监测监控系统

4.2.1手机远程安全监测监控子系统

通过手机系统软件的安装，能够对矿井下面的安全进行远程的监控。一旦发生危险能够及时发现，继而快速解决安全问题。

4.2.2手机视频监控子系统

通过手机视频能够直接看到井下的情况。对井下情况了解的更加直接全面。这样可以形成一种动态管理的系统流程，从而使得井下施工更加安全。

4.3矿山综合管理信息系统

企业综合管理信息系统是智慧矿山建设过程中十分重要的一部分，当前是信息时代，信息处理技术的水平和效率会直接影响到矿山的正常运转。综合信息管理系统是基于移动互联网技术，针对客户使用的PC终端和移动设备而搭建的，它主要是为了满足矿山综合办公的需求。综合管理信息系统的主要功能有提供单位通讯录、工作安排、公文处理、移动邮件等等。另外，通过建立矿山综合信息管理系统可以实现随时随地了解矿山的动态以及进行信息交流和文化宣传。

4.4矿山应急指挥系统

矿山应急指挥系统是一套集指挥调度、灾害演示、预警预测、快速反应、恢复重建、应急保障和监督管理于一体的应急救援指挥平台。矿山应急系统的主要功能有四个方面，首先可以为矿山提供相应的救援方案，提高救援效率，第二矿山应急指挥系统矿山应急指挥系统可以对工作人员定位、及时地发现危险，并且作出警报，第三矿山应急指挥系统可以实时地监测数据，并且将危险事故的危险指标和相关情况传输给救援人员，为决策者提供非常有力的决策依据，第四矿山应急指挥系统可以实现对救援人员和救援资源的优化配置，从而帮助决策者全面部署战略规划。

五、结束语

综上所述，建设智慧矿山是未来煤矿企业科技创新的主要方向，通过建设智慧矿山可以提高煤矿自身的竞争力，从而使得煤矿能够朝着更加安全、绿色、可持续的方向发展。智慧矿山中运用的信息技术主要有云计算、物联网、移动互联网等，在构建智慧矿山信息系统的过程中，可以从通信系统、监测监控系统、信息管理系统自以及应急指挥系统这几个方面出发，从而提高煤矿的生产效率、管理效率以及安全系数。

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作者简介

阳庆华，广西煤矿安全监察局机电工程师，现在贺州市钟山县驻村扶贫，先后在广西右江矿局从事煤矿机电安全技术和管理工作，百色田东县经济局和安监局（应急管理局）从事煤矿等规模以上工业企业行业安全管理和煤矿、非煤矿山等矿山企业安全监管及执法检查工作，现在在贺州市钟山县驻村扶贫，对煤矿机电安全发展、矿山安全发展一直潜心研究。