华为云智慧矿山建设解决方案、云南矿业5G+AI+云的数字化整体解决方案

一、政策牵引，智慧矿山建设加速

国家《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》指出： 到2050年，“全面建成安全绿色、高效智能矿山技术体系， 实现煤炭安全绿色、高效智能生产。” 为落实能源革命试点工作，各省市积极推进智慧矿山建设，提 升煤矿智能化水平，推进煤炭产业转型升级高质量发展。

 

 二、煤炭行业面临安全环保、运营管理等多方面挑战

1、生产安全形势严峻

煤矿特殊的生产环境和装备， 缺乏有效管理手段，导致煤矿 瓦斯、透水、顶板灾害事故频 发

2、从业人员断层严重

少人成为煤矿主要矛盾，推进信 息化智能化水平快速发展； 井下工人平均年龄已经超过45岁， 且年轻人不愿下井，煤矿招人困难

3、管理效率亟待提升  经营成本居高不下

能源技术 煤矿多重视生产装备的投入， 在企业经营管理上投入较少导 致煤矿管理效率低经营成本高

4、资产管理纷繁复杂

煤炭行业企业多涉及较大的 企业园区，多型设备且人车 多，人财物管理难

三、某矿需求与业务痛点调研

1、调研现状

基础设施

• 网络未能高效互联：当前矿井下主要以有线网络覆盖为主，多套网络 运行，存在布线困难、运维难度大、网络容量不足等问题，无法有力 支持智能化应用。
• 视频监控不智能：井下视频监控系统亟待智能化改造。通过人工智能 技术，实现井下工作面实时监控分析，提供井下作业安全保障。 
• 服务器资源未云化：矿端现存服务器资源，未做云化改造。不利于后      续资源的扩容以及应用系统的灾备。

 数字平台

• 烟囱系统林立：涉及主要业务如瓦斯监测系统、人员定位系统、安 全监管系统、矿井通风系统系统已有，但相互独立。各个系统执行 不同的数据标准，从根源上缺少信息交互的考虑。
• 数据未打通融合：现有信息系统虽可满足企业基本需求，但对于进 一步的“智能决策”帮助有限。没有真正发挥数据融合带来的价值。

系统应用

• 应用系统建设落后：北区井下应用系统建设数量少，业务场景覆盖 不足，多数场景工作与管理效率低下。
• 智能化程度低: 已建成的应用系统智能化程度不足，功能单一，角 色孤立，没有实现全面感知和多系统应用交互。

2、 问题分析

现有基础设施无法满足智能煤矿建设需求

• 矿山一张网：是实现智能煤矿的基础，需要积极推进无线一张网 建设，形成各类数据与应用综合承载的数字高速公路；
• 矿山一朵云：是智能煤矿的关健载体，将物理资源转化为虚拟资 源池，从而可以轻松、动态的调度各类资源，实现资源集约化建 设，云上云下联动，保持技术领先，响应省委省政府信创一号工 程。      

已建设智能子系统各自为政数据无法共享

• 矿山一平台：是实现智能煤矿的“黑土地”。提供平台型人工智 能、大数据、物联网能力，支持数据、业务、系统融汇打通，消 除业务孤岛；使能煤炭智能子系统。

应用系统数量小，功能单一，智能化程度不足

• 矿山N应用：基于云平台和各种智能化的功能组件，联合煤矿行业生 态伙伴开发出满足各种业务场景的智能化应用系统。
• 矿山5中心：通过组织架构与管理架构的变革，将过去分散的业务系 统进行归一化组合，从煤矿经营和管理的角度助力智慧矿山实现智能 化。 

四、重点方案

 1、打造5G+AI+云的智慧矿山（3个1+N+5）

 

2、智能矿山一张网，构建矿山数字高速公路

优势和价值

• 应用5G网络

大带宽、低时延；支持视频、机器人 巡检、车辆远程驾驶等智能应用

• 应用F5G工业光网

全光无源网络，易建网 无源设备使用，大幅降低煤矿网络设 备防爆点 预连接、井下免熔纤 华为独有光纤预连接技术，减少熔纤， 操作安全 智能光链路 监控光纤质量，精确定位断点位置 端到端全链路保护 Type-C保护，抗多点断纤

 3、基于智能视频分析的井下关键作业标准化

• 输煤皮带

皮带超过20公里，人工巡检耗时、不安全；  多段皮带需要协同工作，防止煤出现堆积的情况

• 危险行为

人员违规行为监控：佩戴安全帽、抽烟、 从设备底下通过、巷道车道走人、皮带坐人等

• 违规作业

如瓦斯抽采、探放水作业等

4、基于鲲鹏云分布式GIS服务

华为云平台（承载采、掘、机、运、通等子系统）

 

5、AI助力皮带系统实现智能控制、无人值守

•  智能：基于视频AI智能分析，实现皮带运输自动化控制， 降低人工操作复杂度
• 提效：5G+云实现集中管理、集中控制、集中指挥 。增加了视频识别等异常预警功能，保障胶带机高效稳定运行，实现顺/逆煤流全自动顺序智能控制

 

6、5G +数字平台使能矿山远程驾驶

• 安全：改善工作环境，降低有害气体、易燃易爆气体、 噪声和潜在安全隐患对作业人员的伤害
• 提效：降低设备污染和能耗、提升设备 使用效率和寿命
• 省人：降低人力需求，支持一个司机控制 多辆运输设备

7、齿轨车实现无人驾驶/远程驾驶

 

8、重大机电设备智能诊断与维修维护管理 

9、调度指挥心

五、无线化，实现矿山全域无线覆盖 

 

六、业务云化-智能矿山云，实现全栈安全可控

建设思路

• 基于X86+鲲鹏的云平台， 保障业务平稳上线，实现 安全可控。
• 华为云廊坊基地统一运维； 确保平台服务持续稳定， 减轻本地运维压力。
• 与华为云同生态，华为云 100+高阶服务随需下沉， 技术领先。
• 提供全栈立体安全防御体 系

七、平台化，整合集成矿山各类子系统，打破数据孤岛

1、关键问题：

•   矿上安全、生产、监控、机 电、通风等烟窗系统由各科 室独立规划、建设，系统间 无法有效进行联动，部分共 性能力重复建设
• 业务系统之间数据共享难， 缺乏统一的服务标准

2、方案价值：

• 应用使能：实现将NewICT 能力的服务聚合与开放，沉 淀共性能力，避免各业务重 复建设。
• 数据共享：基于统一建设的 煤炭数据湖为各应用提供数 据服务，打破业务系统之间 的数据孤岛。
• 安全可控：基于鲲鹏云底座， 实现煤炭业务的全栈国产化。

3、智慧应用

灾害预警与安全保障系统 ，智能通风系统、变电所无值守系统、智能物资仓储管理系统、辅助运输智能调度系统、智能化综采工作面、应急救援指挥管理系统、采煤机控制子系统、液压支架控制子系统、皮带运输机控制子系统、齿轨矿车控制子系统、人员单兵装备子系统等。

 八、平台化，实现数据全生命周期智能管理

1、关键问题

业务系统重复采集数据，一 数多源，数据标准不一致， 业务系统之间数据共享难

数据资产摸不清，缺乏数据 运营及分析能力，无法有效 挖掘数据价值

2、方案价值

数聚：实现结构化、非结构 化等多类数据实时、批量汇 聚，构建煤炭数据湖的坚实 底座，并以数据服务的形式 为各应用提供数据共享

数质：制定数据标准，通过 质量规则的稽核，持续提升 数据质量，并通过元数据实 现对数据资产的管理

数智：提供丰富数据分析工 具，结合伙伴的算法模型， 提供智能化预测分析，有效 支撑业务决策

3、智慧应用

采煤工作面智能辅助驾驶系统、辅运智能调度系统、岗位标准化作业智能管理系统、维检修智能调度系统、生产调度智能管理系统、运营管理智能决策系统

九、智能化，AI助力智能矿山无人/少人化

实现了井下6大类27个子场景的智能化

• ModelArts：公有云人工智能训练平台。 后期可下沉到煤矿本地的数据中心， 让模型在本地进行开发，并基于矿上 的生产数据进行持续的学习和模型的 演进，提高模型的精度
• IEF：对边缘计算节点进行统一的管理和模 型的推送，升级
•  FusionCube/本地数据 中心：提供合作伙伴应用系统安装，视频存 储和视频基于GPU分析功能。目前合 作伙伴正在基于鲲鹏进行适配。
• 智能摄像头：提供边缘计算节点能力对视频进行分 析。目前合作伙伴正在与 Atlas200/300/500进行适配。

 十、智能矿山五中心

1、决策指挥中心

• 从传统上传下达走 向智能决策指挥；
• 全矿常态调度指挥， 异常态下应急救援调度等；
• 煤矿全景视图，综 合展现矿井的生产运行态势；

2、安全生产中心

• 由传统监测走向全 面智能感知
• 将井下与生产环境 相关的业务信息和监控信息进行数据 融合，构建可视化 监测监控预警台；

3、综合集控中心

• 由分控走向集控
• 监视井下设备的运 行参数，利用大数据技术分析井下设 备健康情况

4、智能巡检中心

• 由单一巡检走向集 约巡检，进而走向服务化巡检
• 基于GIS、构建智能巡 检系统；
• 实现巡检标准管理、 作业管理、人员管理、 设备管理、时间管理

5、经营管理中心

• 由设备物资批量粗 放管理走向全生命周期管理；
• 与集团ERP、财务 等系统实现无缝对接

 

 

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来源： https://blog.csdn.net/yn888888/article/details/111468445