1、,智慧矿山物联网管理平台整体解决方案,行业背景,智慧矿山当前，以信息化带动煤炭工业化，走新型工业化道路，建设新型现代化矿井成为煤炭企业提高矿井安 全保障程度、实现高产高效、增加企业核心竞争力的必然途径，更是科技兴矿的重要发展方向。煤炭企 业在逐步推动矿井综合自动化与信息化管理，并开始不断推进智慧矿山进程。智慧矿山解决方案是基于地理空间、工作流、组态等构建智慧矿山智能协同管控平台（CGIS、MAS、CMIS），实现各类专业业务的协同设计、信息化管理与智能分析；用数字化、信息化改造提升煤炭产业，建设“监、测、管、控一体化”的矿山综合管理。其次基于采掘工程系统建立矿山安全生产监测监控自动化、信息化与
2、数字化管控中心，充分发挥地测工作做为煤矿技术基础工作的作用，推进应用采掘工程 的综合管控与安全智能分析，提高矿井信息化装备与现代化管理水平。,目录,Contents,建设背景和需求分析智慧矿山整体解决方案智慧矿山建设内容解决方案优势,Part1,建设背景和需求分析,智慧矿山建设现状,调度大屏,以太环网基础设施建设工业电视系统数据机房,扩播系统,智慧矿山建设现状,各类子系统建设,专业应用类地测、通防、调度、机电等监测监控类安全监控、顶板压力、水文监控、人员管理自动化控制类主副提升、皮带运输、水泵房、变电所调度通讯类井下广播、3G通讯系统等,智慧矿山实施原则,4,3,2,1,实施信息资源规划.建立
3、完善智慧矿山基 础标准，避免形成“信息孤岛”。,响应党和国家节约型社会的号召，充分了 解已有资源，充分利用已有资源，避免重 复建设建立智慧矿山领导小组，帮助与协调解决构 建智慧矿山体系过程中的相关问题。设置相 应机构或加强调度信息中心的职能，完善监 督制约机制。分阶段、分步骤完成智慧矿山建设。选择 示范矿井实施，以点带面，最终完成整个 集团的智慧矿山建设。,总体规划 分步实施,利用资源,倡导节约加强领导 强化监督,5,采取切实的措施吸引人才，大力发现和 培养复合型人才，充分发挥他们在智慧 矿山建设工作中的作用。,吸引人才 注重培养信息基础 强化建设,智慧矿山挑战与建设目标,推进智慧矿山建设是煤
4、炭行业信息化趋势，是两化深度融合的重要应用。其建设有效规避了智慧矿山 建设存在的“信息孤岛”与“重复建设”等重大问题。同时我们站在一个更高的科技与应用角度去规划与 提升矿山综合自动化与信息化建设，真正推进智慧矿山进而实现智慧矿山样板化与工程化。,智慧矿山建设目标,集中管控,业务融合,智能化,移动互联,数据共享,应急联动,目标,Part2,智慧矿山整体解决方案,智慧矿山建设思路,智慧矿山管控体系,数据中心与集控中心,协同地理信息系统平台（CGIS）矿井综合自动化平台（MES）协同管理信息系统平台（CMIS）,协同设计类、安全管理类 经营管理类、专家分析类,一个 体系,两个中心,三个平台,四类应用
5、,统一发布“12341”建设思路,基于二维、三维与移 动互联综合发布,智慧矿山整体架构,智慧矿山整体架构体系,综合管控中心平台,数据中心,实时数据库,空间数据库,关系数据库,+,+,分控中心,2、三维综合集成发布与管控系统1、二维综合集成发布与管控系统,3、移动综合集成发布与管控系统,采掘分控,运维分控运输分控通风分控,电力分控,矿井安全监控与生产自动化接入子系统,协 同 地 理 信 息 系 统 平 台,协 同 管 理 信 息 系 统 平 台,智慧矿山建设内容,Part3,智慧矿山建设内容,智慧矿山解决方案架构,集控中心,集控中心是整个综合集控层的 核心，为矿井企业提供业务集 中控制、过程控制
6、。通过网络 和控制数据库技术，整合所有 控制类子系统的信息，综合了 SCADA、系统集控、分控中 心（流程专业分控）、各系统 联动控制。基于二维、三维 GIS实现数据管理与控制的一 体化。,数据中心,数据中心支持实时数据的大容量访问，快速数据传输与应用；实时数据更新及 时，一旦更新直接推送；支持实时数据、关系数据与空间数据等多源数据存储；实时数据与关系数据合二为一。,空间数据,实时数据,应用数据,提供规范的、标准的人员定位、监测监控、视频监控的数据接口，可 接入已有系统，也可让将建系统写入，具备良好的兼容性与可扩展性。,数据中心,生产专业协同设计应用架构,点 要 素,直线,折线,曲线,圆弧,矩
7、形,注记,三,维 折 线,修改,移动,删除,复制,旋转,变换,缩放,量测,煤矿三维环境构建,地貌图,地形图,基本矿图,测量数据,地质数据,通风数据,地貌图,地形图,基本矿图,测量数据,地质数据,通风数据,外部系统地图与 建模数据导入,地图数据输入,安全生产监控与 自动化数据接口,各类属性 数据导出,基本绘图 功能,煤矿地图 导出,采 掘 工 程 图,地 质 剖 析 图,通 风 网 络 图,等 值,线,底煤板,层 等,厚,图图,通 风 系 统 图,瓦 斯 等 值 线 图,煤 层 储 量 计 算 图,综 合 自 动 化 预 警,避 灾 路 线 展 现 应 用,应 急 救援指挥管理,WEB管理与决策
8、,属性数据输入,专业地图 处理功能,空间处理 分析功能,数据输出,地图输出,地图编辑 功能,煤矿地理 信息系统,建立“智慧矿山”数据中心,智慧矿山解决方案以“数字管矿”为目标，集成矿山空间信息表达与实时生产数据管理，实现矿山地 上下一体的真三维模拟，该解决方案增强了矿山环境数据的可视化表现，改进对矿山地质数据的理解和应 用环境，提高矿山生产信息的利用效率和空间分析能力，实现资源与开采环境数字化、生产管理与决策科 学化。提供针对智慧矿山的多源异构海量数据的一体化管理方案，在统一的时空框架下，全面采集、收集、整理、处理矿山基础数据和生产数据，并按统一的分类标准和数据组织格式，进行集中式或分布式管理
9、，形成可供企业内部共享利用的矿山空间数据仓库,实现勘查空间信息数据，矿山实时生产数据的统一管理 和共享式服务，所建立的“矿山数据中心”，为整个“智慧矿山”提供坚实高效的数据基石。,建立矿区三维模型，实现矿山信息的可视化,建立起地上下一体的三维智慧矿山，提供包括地表开采设施，三维矿区地形，三维勘探工程，三维矿 床模型，井下巷道设施等各类三维对象的建模工具，并进行综合的一体化数据管理，提供协同三维分析功 能，真实模拟矿山生产环境。,矿山生产控制信息的集成与管理,以三维数字化的矿山为空间框架，通过井下工业环网实时传输矿山各类监测、监控数据，将地面、井 下，人员、设备、环境、工况等静态与动态信息统一配
10、准于矿山三维集成模型中，实现集成可视化与综合 分析,供矿山生产组织、安全监管与指挥调度人员的日常使用，实现矿山的管控一体化和决策可视化。,井巷监控、胶带运输模拟,应急指挥为矿山安全保驾护航,为保障矿山的安全生产，提供立体的应急指挥功能，依赖井下监控，人员定位，瓦斯监测等实时信息 的反馈，内置自定义的安全应急预案，当事故发生时，以二三维一体的方式直观展示事故环境，提供火灾 水灾模拟，逃生路径分析，设备故障报警，救援开挖计算等辅助决策功能，帮助用户及时采取救援措施，提高应急救援的效率。,事故点定位,最短逃生路径分析,进行矿产资源动态管理,由于矿山地质环境复杂、地面经济建设造成的动态压覆，导致矿山可
11、采矿产资源经常变化。可利用矿 山基础数据，提供矿产资源计算功能，输入变化的影响参数和边界条件，经运算分析，快速、可视化的圈 定新的储量边界，并准备计算出变化了的各级、各类储量，必要还可制图输出和打印。建立强大的智慧矿山数据中心，可管理海量、多元、异构的矿山信息，改变传统的矿山地质资料存 储模式。提供专业矿山地质成图工具与三维建模工具，为专业地质人员提供技术支撑，减轻工作负担。提供三维模型分析与评价工具，为矿山相关管理部门预防矿山地质灾害，进行辅助决策提供依据，为矿山地质安全工作保驾护航。,建立网络化应用及多级管理模式,依据组织管理架构，分类分级管 理用户角色，针对不同用户角色分配 合理的功能权
12、限、数据权限，确保数 据资料的安全性和保密性，通过分级 管理，实现上级管理单位对下级子单 位的工作监管，同时建立在线数据动 态上报更新机制。如某省-市-县三级 多级动态监管系统，结构示意图如下,多方位的数据查询、统计，增强了动态管理的监控能力,将矿区各类资料与该矿区图件关联，实现图与资料的统一化管理、查询，同时对矿产资料、成果图件、储量台账等信息多方式查询、统计，实时掌控储量变动情况。,二三维一体化展示，可视化管理模式,通过二三维不同的表现方式，进行可视化的高效管理，针对单个或多个矿区，可以随时查看提交的各类 资料，如图表、报告及三维矿山模型等，并可采用三维的方式直观的观察到单矿区的开采量变化
13、情况，从而 了解储量的变化。为各管理部门的决策分析提供可靠依据。,设备与环境监控系统,矿山设备监控系统包括通风系统、照明系统和给排水系统，主要实现通风机，照明灯具和水泵的自动控制及其运 行状态监测，当任意一个设备发生故障时候，能够及时的产生故障报警，以便工作人员及时维护；环境监控系统 主要通过气体环境传感器对矿山内部的有毒气体和可燃气体进行实时的含量检测，能够及时的预测危险，产生危 险报警，以便保证工作人员的安全。,专家分析应用,煤与瓦斯突出分析,矿井通风在线监测 及实时解算,逃生路线的分析,火灾的预警技术,水灾的预警技术,采掘进度与瓦斯地 质综合分析,专家分析应用基于云端的专家分析应用,专家
14、分析应用煤与瓦斯突出,2.,3.,煤与瓦斯突出实时,诊断1系.,系统统挂靠在各种型号的煤矿安全监控系统上实 现煤与瓦斯突出实时诊断预警，实现监控数据 的充分利用。本系统诊断方法是连续非接触式的突出危险诊 断（预警）方法，基于综合突出假说，采用地 应力、瓦斯含量以及煤的物理力学性质这三大 因素来综合判定，因此判断工作面突出危险性 比较全面。能提前12 天发出突出危险预警信息。,专家分析应用煤与瓦斯突出,基于回风流瓦斯浓度 连续监测实时预警，可提前12天,综合发布与管控系统架构,智慧矿山之综合集成与管控系统（2D+3D+报警联动）智慧矿山之综合集成与管控系统（2D+3D）,中级应用基本应用,综合管
15、控系统平台,智慧矿山之综合集成与管控系统（2D+3D+报警联动+移动应用）高级应用,数 据 应 用 基 础 平 台,.,WebGIS,3DWebGIS,报表控件,数据交互联动,应用组件层,.,数据挖掘,数据融合,数据处理,数据接口,数据组件层,基 本 功 能 组 件 层,业 务,逻,组 件 层,集 成,功,能辑,组 件 层,环境监测监控人员定位管理 水文监测管理.,自动化监控设备定位管理 综合报警管理,二维放大实体定位,二维缩小.,二维移动基本二维,三维量测.,三维查询基本三维,三维漫游实体定位,空间数据库,实时数据库,应用管理数据库,3DMAX 9.0 以上模型空间实体模型库模型组织与管理,
16、数 据 组 织 与 管 理,数据与模型集成平台,网络支撑与应用 平台,服务器与安全硬 件平台,数据服务器Web 服务器 硬件防火墙,Intranet 网局域网 移动互联网,设备、通风、储 量、产量、进尺、销量、采掘衔 接等数据,巷道、钻孔、煤 层等形成采掘图 等以及遥感影像 数据,环境监测、水文 监测、自动化监 测、束管监测、人员定位等,安全预警报警,调度报表,灾害救援,质量标准化,设备远程监控,设备巡检,生产情况查询,即时通信调度,实时监测,移动互联综合集成与管控,解决方案优势,业务融合,通过基于平台化的建设理 念与数据共享后，将以前 各子系统零散的业务融合 起来，达成业务高度统一。,传输整
17、合综合硬件传输平台基于统一 的TCP/IP传输网络，并提供 具备多种数据输入接口的统 一接入设备。,智能分析通过对各子系统、上层业务 系统、数据中心的海量数据 进行挖掘，利用模型、趋势 等先进技术对矿山的安全生 产状态进行实时智能分析。,数据共享将以前数据独立，无法进 行共享的数据整行整合，消除“数据孤岛”。,系统优势,网络化应用：建立完整的动态储量监管网络化应用方式多工具软件整合：可整合固体矿产储量估算，三维地质填图等工具的成果数据多级管理模式：建立符合企业、政府的多级业务管理结构与电子政务对接：可与已有的电子政务对接，方便的数据共享服务二三维一体化：涵盖二维图表、三维模型一体的数据方案丰富
18、的结果表达：各类动态储量报表输出，二维图件生成，三维矿体模拟,智慧矿山平台特点,施工简单快捷,以被控设备为对象设置专有的工业测控执行器即可对被控设备进行监测和控制，结构简单清晰，布线方便，安装快捷。,维护方便,由于每个被控设备对应的工业测控执行器设置有单独的地址，可轻松找到设备故障的根源；如果是测控执 行器故障，可通过插拔端子，快速更换。,兼容和扩展性,本系统中构建了贯穿地上与地下的千兆光纤以太环网，为多个系统提供高达百兆的数据带宽，保障各系统 的数据链路。同时，设计采用了标准开放的工业以太网协议，留有各种相应的接口，具有灵活性和延展性，采用国际标准的协议，以方便与其它厂家设备的互通。,工业环
19、网技术,自动检测,本系统支持工业环网技术，具备毫秒级解环，单个设备或某一段线路出现故障时，系统会自动切换数据链 路，保障数据传输的稳定性，通过监控中心的网络管理系统，能够方便显示通讯链路中设备情况及故障位 置报警，及时通知维护，从而避免因单个设备或某一段线路出现故障而对整个系统造成影响。系统具有设备在线运维功能，系统自动检测设备状态和故障报警。对设备管理需要用户对设备运行进行分 析。用户对设备运行进行分析包括累计设备运行时间、设备故障诊断、设备健康分析、设备维修、报警提 醒、设备运行启停次数监视。,Part4,解决方案优势,解决方案优势统一的数据传输,解决方案优势统一的数据传输优势：降低维护、
20、省力、省成本,毫秒级 存储,高效并 发访问,实时更 新效率,典型的 数据压 缩比,历史数 据高效 查询,数据主 动发布,采用“基于实时+关系数据库的数据组织与存储”实现 数据统一管理，达到数据共享。（1）实时数据主动向终端推送机制,可配置的多并发数和大数据吞 吐量，提供多用户高频率的访问高效的实时与历史数据查询典型数据压缩比，节约磁盘存 储空间可有效解决SQL数据库在大数 据量、多并发、高频率访问下容 易出现拥塞、崩溃等现象。,解决方案优势统一的数据管理,采用二维、三维协同一体化的解决方案实现专业设计、综合集成展示应用。,1二维设计基于AutoCAD平台开发，可以实现与任何 版本CAD的无缝接
21、 合，与三维互转,2三维展示是基于地 理信息系统GIS开发，可以自动的生成 工作面和巷道，与 二维互转,3基于一张图（采掘 工程图）安全生产 专业的共享、协同 与动态更新。,解决方案优势统一的业务融合,解决方案优势实时的智能分析,提供“基于大数据的智能专家分析平台”。（1）基于云端的专家分析平台实时对各基于云端的专家分析平台能够充分利用后端的大数据 类故信障息进 和完备的专家知识库，实现各类灾害的实时分析和预,行报测警预分 报服务，定期形成对煤矿安全生产的专业建议。,析与指示等，（并2可）开放的专家知识平台,以远程控平台开放了强大的专家知识编辑功能，用户可以根据,制。现场的具体需求，实时自定义基于多系统的数据分析和联动规则，形成简单的现场专家知识应用，无需修改代码。,汇报完毕 感谢聆听,
