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基於“互聯網+”智慧露天煤礦建設發展新構想
論文概要
2018年，我國露天煤炭產量約佔全國煤炭產量的20%左右，露天礦山開採也從粗放型向機械化方向發展，間斷工藝、半連續工藝、連續工藝以及綜合工藝相繼投入使用，豐富了我國露天礦山開採技術。如何將生產過程中的各種數據和信息有效關聯，實現對生產過程監控、安全風險防控、生態環保管控？筆者認為，構建智慧露天礦山的“智慧大腦”，全方位動態支配露天礦山各個生產環節，是構建智慧露天礦山的核心。
指出，智慧露天煤礦建設不是各種信息化系統的簡單堆砌，而是通過將物聯網、大數據、雲計算、人工智能、移動互聯網、無人機、三維激光掃描等技術和裝備與露天礦山開採有機結合，形成露天礦山互聯、感知、分析、自學習、預測、決策、控制的完整的具有符合露天礦智能開採的“智慧大腦” 系統。
從基於“互聯網＋”的智慧露天煤礦為出發點，通過對露天礦山“智慧大腦”的構建，從無人機測量、智能調度及物料流規劃、違章行為智能識別以及多源數據融合等角度進行分析研究，闡述了最終能實現露天礦採掘、運輸、排土、洗選、物流、風險預警、生態保護、安全管理等各個生產環節智能化，實現開採資源利用最大化、生態開採擾動的最小化、生態恢復的最優化、職業衛生危害的降低和礦山生產的無人化，並實現了“互聯網＋”的智慧露天礦山建設新構想。
付恩三(1988-) ，男，滿族 ，遼寧岫巖人，工程師，碩士，主要從事智慧礦山、安全風險管控技術、災害預警與防控等方面的研究。 E-mail：[email protected]。
主要內容
我國露天煤礦發展先後經歷了機械化、自動化、數字化等階段，當前正逐步由數字化走向智慧化。由於露天煤礦開採與井工煤礦開採的差異性，使得智能化露天煤礦建設具有獨特性。筆者主要從基於“互聯網＋”的智慧露天煤礦為出發點，構建具有深度學習能力的數字化智能體的露天煤礦，形成礦山感知、互聯、分析、自學習、預測、決策、控制的完整智能系統，實現露天礦山開採無人化、風險管控智能化、綠色開採一體化的智慧露天礦山。
第一，簡要介紹了“互聯網＋”智慧露天礦山總體架構。“互聯網＋”露天煤礦總體架構採用“5+4”模式，分別為應用層、支撐層、算法層、數據治理層和數據層5個層級，以及標準規範體系、安全保障體系、決策支持體系和運維保障體系4個體系。“互聯網＋”露天煤礦雲可實現各系統平臺之間的信息互聯互通，實時動態對雲平臺下屬露天煤礦整體風險進行綜合評估，指揮調度露天礦山開採。
第二，詳細闡述了“互聯網＋”智慧露天礦山系統建設。主要包括無人機測量系統、智能調度及物料流規劃系統、違章行為智能視頻識別系統、多源數據融合預警防控系統，從人、機、環、管4個方面利用大數據、雲計算等手段，對露天煤礦各開採環節進行協同，實時對露天礦山風險進行動態評估。可實現對露天礦山各生產環節數據統一存儲、數據共享、風險知悉，並且能打破現有露天礦山傳輸壁壘，提高露天礦山業務系統融合度，實現露天礦山安全、高效生產。
主要圖表
圖1 “互聯網＋”露天煤礦總體架構
圖2 “互聯網＋”露天煤礦雲情景邏輯
圖3 無人機成圖流程
圖5 智能調度及物料流規劃邏輯架構
圖6 違章視頻識別流程
圖7 露天煤礦雲上違章行為平臺
圖7 風險預警與防控系統流程
審 核：康淑雲
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