工业互联网架构的智能矿山解决方案

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、井下工人平均年龄已经超过45岁，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、井下工人平均年龄已经超过45岁，矿山行业面临安全生产、经营管理等多方面挑战（以煤矿为例）生产安全形势严峻矿山智能化面临的现状和难点（以煤矿为例）……招待所宿舍区食堂会议办公区招待所宿舍区食堂会议办公区生产控制网安全管理网视频监控网摄像头监测站采煤机液压支架皮带运输机矿车人员安全运维AI使能、数据使能、应用使能华为云华为数据湖融合IP工业网/F5G全光工业网Wi-Fi6网络5G监测站摄像头采煤机液压支架人员矿车皮带运输机综采面M2M三机智能联动电液控制器（矿鸿OS）采煤机主控（矿鸿OS）采煤机液压支架液压支架危险源感知，矿工智能避灾AP1、危险信号预警2、避灾导航矿灯通过WiFi接入工业环网，发送位置信息，接收：环境健康度指数危险源预警避灾路线导航蓝牙近场连接，屏显实时数据矿鸿模组…安全运维AI使能、数据使能、应用使能华为云华为数据湖融合IP工业网/F5G全光工业网Wi-Fi6网络5G监测站摄像头采煤机液压支架人员矿车皮带运输机综采面M2M三机智能联动电液控制器（矿鸿OS）采煤机主控（矿鸿OS）采煤机液压支架液压支架危险源感知，矿工智能避灾AP1、危险信号预警2、避灾导航矿灯通过WiFi接入工业环网，发送位置信息，接收：环境健康度指数危险源预警避灾路线导航蓝牙近场连接，屏显实时数据矿鸿模组…统一接口，统一的数据标准格式、端云结合统一接口，统一的数据标准格式、端云结合矿鸿作为井下各类终端的操作系统，统一物联协议、统一数据一碰连一碰连，设备参数读取配置控制器本安手机/Pad碰一碰工作参数便捷读取，快速配置智能巡检智能巡检，自动读数比对上板云数据自动读取，比对数据上云生成瓦斯报表和调校工单数据自动上板矿山F5G矿山F5G全光工业网多种无线技术按场景适配，构建大带宽、低时延的井下无线网络，丰富应用，减小井下全光无源网络，本质安全设计，易建网，少防爆，免熔纤，智能光链路，多技术提升有统一的工业承载网，多样化接入方式，打造智波分网络5个中心集团总部波分网络5个中心集团总部OTN园区网矿山融合矿山融合IP工业网Wi-Fi6接入5G接入Wi-Fi6APORHOREOREOREUWB接入UWB5GDongle5G模组智能终端多技术融合，构建超大带宽、低时延、高可靠的变电所、硐室50GE/100GE环网骨干变电所、硐室5G切片控制切片5G切片控制切片变电所、硐室机电切片机电切片视频切片视频切片变电所、硐室汇聚路由器汇聚路由器汇聚路由器汇聚路由器汇聚路由器汇聚路由器汇聚路由器环网接入环网接入环网接入环网接入环网接入接入5G交换机物联网关Wi-FiWi-Fi5G交换机井下采面无线覆盖+回传主巷道矿道矿道•爆破区网络无线覆盖，实现采区无线通信、采区装办公云生产云矿区边缘办公云边缘生产云办公云生产云矿区边缘办公云边缘生产云集团集团互联矿区矿区集团核心灾备中心矿区集团核心井上井上园区安防网生活福利网办公网核心交换机井下井下环网变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室•光纤网络可视可管、光纤智关键能力连接泛在性能极致一网多能运维极简解决方案•井下5G低频本安网络：覆盖距离更远、巷道场景少建站，综采面两站对打，即可满足上行1Gbps、50ms@99.99%的综采面全景视频拼接+采煤机远控需求•关键能力连接泛在性能极致一网多能运维极简解决方案•井下5G低频本安网络：覆盖距离更远、巷道场景少建站，综采面两站对打，即可满足上行1Gbps、50ms@99.99%的综采面全景视频拼接+采煤机远控需求•矿区创新平台（5G核心网实现煤矿生产数据在矿内闭环，生产数据不出矿区，并支持IMS语音通话平台层基础通话ICP融合通信（统一通信资源池）基于华为云、HCS、EIC窄带集群网关宽带接入网关音像群度集调信信短彩频商视会频控视监视频网关会议网关语音网关网络层有线网络视频监控无线网络4/5G公网无线专网应急机动专网LTE专网Wi-Fi网络有线电话终端层智能手机骨传导耳机集群终端视音频记录仪视频会议终端固话/IP话机定制手环车载终端智能手表摄像头矿灯广播应用场景应用场景井上井下“看”得更清楚更全面：视频传输“看”得更清楚更全面：视频传输·“感”得更多维更迅速：物联定位··“控”得更准确更敏捷：远程控制“控”得更准确更敏捷：远程控制·“连”得更实时更高质：实时通信·“算”得更协同更高效：现场算力·应用层应用层日常通信指挥监测异常联动AI应用联动分层分级调度集中部署：决策支持、经营管理统一管理自主开发集团AI开发+训练+运维中心统一管理AI能力中心盘古矿山大模型；数据安全大数据平台中心云现场部署：智能生产、智能控制本地生产云边协同中心训练集中部署：决策支持、经营管理统一管理自主开发集团AI开发+训练+运维中心统一管理AI能力中心盘古矿山大模型；数据安全大数据平台中心云现场部署：智能生产、智能控制本地生产云边协同中心训练，边缘推理煤矿生产中心高效运维统一运维，降低运维门槛边缘轻量化办公管理视频会议办公管理视频会议AI训练AI运维智慧运销数字平台数字平台人工智能数据治理ROMA备份中心基础设施智慧煤流智慧煤流生产应用数字平台 人工智能 数据治理ROMA基础设施数字平台 人工智能 数据治理智慧采掘智慧通风智慧排水智慧安监智慧巡检智慧园区生产应用基础设施ROMA边缘云边缘云（EIC）智慧园区智能作业辅助智能生产综合集控（EIC：EnterpriseIntelligentCube）智慧园区智能作业辅助智能生产综合集控皮带检测掘进面作业序列使能平台工业物联平台工业物联平台生产过程实时感知和优化设备数据分析和服务孪生模型设备接入&管理数据使能平台数据使能平台使能数据价值工业大数据治理数据集成智能数据湖AIAI使能平台加速行业AI落地智能中枢AI训练平台AI推理平台应用使能平台应用使能平台应用全生命周期管理服务集成消息集成数据集成技术平台数据库数据库AIAIIoTIoTGISGIS端瓦斯液位流量应力温度T压力声音振动距离RFID管道腐蚀点检仪传送带机器人采矿机 部署升级运维监控AI训练预集成应用 综合管控平台地质保障……AI主运智能监测综采面瓦斯预测矿山业务应用（预集成）矿山数字平台IOT物联 部署升级运维监控AI训练预集成应用 综合管控平台地质保障……AI主运智能监测综采面瓦斯预测矿山业务应用（预集成）矿山数字平台IOT物联应用集成数据入湖人工智能……存储/计算节点人工智能AI节点Atlas基础硬件平台交换机视频节点IVS3800智能矿山边缘云一体化解决方案（EIC）中心云中心运维中心运维运维云边协同运维智能矿山边缘云（智能矿山边缘云（EIC）AI训练AI算力中心（昇腾）AI运维AI开发云边协同边用边学2.巷道掘进质量检测3.空顶作业合规检测4.敲帮问顶合规检测AI训练AI算力中心（昇腾）AI运维AI开发云边协同边用边学2.巷道掘进质量检测3.空顶作业合规检测4.敲帮问顶合规检测5.探放水作业检测6.瓦斯抽采合规检测7.钻杆数统计8.围岩裂隙识别9.……2.皮带跑偏识别3.皮带撕裂识别4.转载点堆煤识别5.煤量识别6.人员乘坐皮带检测7.皮带卡子损坏检测8.光纤传感托辊检测9.……盘古矿山大模型：集约化训练中心，使能人工智能算AIAI推理模型（非正常即异常）AIAI边缘小站（昇腾）联合煤矿行业专家梳理出13大类，307个场景地图，沉淀专家经验50454035302520504643363328292552.综采面全景视频拼接3.护帮板防碰撞检测4.煤壁片帮识别5.液压支架平直度识别6.刮板输送机异物识别7.刮板输送机断链识别8.煤壁煤矸识别9.……得准” 顶板永久支护作业中，识别钻眼动作并记录钻杆数量，识别上药卷动顶板永久支护作业中，识别钻眼动作并记录钻杆数量，识别上药卷动卷数量、识别搅拌动作并记录搅拌时间，最终给出钻杆数量、上药卷数当判断钻杆数量、上药卷数量、搅拌时间存在不满足作业.在地面即有身临其“井”的现场感，支撑地面远控掘进，提升作业安全性.把煤矿工人从危险、恶劣的井下解放到地面，提升员工幸福感5G（顶板钻眼）（上药卷）敲帮问顶.自研核心算法，可预测动作边界，识别动作更准确.数据不出园区，模型可在线升级，越用越好用.工作面监控方式升级，提升工作面作业规范性，保障安全生产主皮带刮板运输机AI模型部署堆煤识别:①③⑤⑥异物识别:②煤量识别:②跑偏监测:②掘进工作面43掘进面皮带2432主井皮带：宽1.4~2.0米，速度快5261 采煤工作面井口2AI实时告警42324主皮带刮板运输机AI模型部署堆煤识别:①③⑤⑥异物识别:②煤量识别:②跑偏监测:②掘进工作面43掘进面皮带2432主井皮带：宽1.4~2.0米，速度快5261 采煤工作面井口2AI实时告警42324453盘区皮带2转载点煤仓井下终端井下终端APP（ISDP）IOC矿端边缘云构化非结构化数据），综采面瓦斯隐患预测辅助系统：多系统数据融合AI应用数据集成大数据分析EIC/HCSEIC/HCS管理者：井下作业在线指挥直达现场，移动随时审批管理无边界，大数据分析辅助一键直达现场作业实时指挥安全状态实时呈现中层管理者：任务问题过程透明可追溯，井上井下视频协同更任务问题实时管理远近视频会商数据沉淀队内资产管理者：井下作业在线指挥直达现场，移动随时审批管理无边界，大数据分析辅助一键直达现场作业实时指挥安全状态实时呈现中层管理者：任务问题过程透明可追溯，井上井下视频协同更任务问题实时管理远近视频会商数据沉淀队内资产更安全-保障安全生产更便捷-无感作业采集更高效-AI优化作业流程.岗位标准化作业指导，从纸面到线上：作业过程可视、可管、可控，降低不安全作业行为风险、提升机电设备.以人为本，打造数字化班组，全在线协同：任务工单与队/班组在线匹配，过程问题在线跟踪闭环，绩效评价在线生成，提升班前会、班后会、交接班的效率，为矿工减负.人机协同，机电全生命周期管理，智能化运检：作业过程融入设备状态管理，动态掌握设备运行状况，向以预烟囱式多系统烟囱式多系统统一平台管理数据共享系统融合敏捷应用编排上线快易维护“四层”孪生镜像-感知分析-联动传统代码定制传统3D呈现传统当前智能应用智能应用智能综合管控系统合同管理…动心移中策持决支安监合控综集度统调明井产运销一体化平台瓦斯涌出预测专题应用来压预测在途监测运煤管理称重管理元图工坊数字孪生使能平台元图工坊数字孪生使能平台数字孪生组件自动化实例行业通用组件应用集成与编排框架组态管理智能感知3D编辑器2D编辑器孪生数据管理平台矿鸿对接对象建模对象管理数据集成数据编排API编排物联网平台应用/数据集成、数仓UWB融合调度通讯云基础设施业务联动自动化引擎表单引擎智慧分析智能决策引擎3D分析引擎数据中心AI应用模型AI算力中心资产平台.更省：开发成本降低，实现有利润的增长。人员技能要求低，组件库和应用模版可复用，单应用开发成本集成数据模型训练模型构建洗选煤参数浅槽密度旋流器密度TBS密度浮选药剂用量浮选药剂配比配煤参数煤质量肥煤（26%）气肥煤(13%)瘦煤(21%)主焦煤(20%)气煤(11%)1/3焦煤（9%）灰分（Ad）挥发分(Vdaf)硫分(Std)……矿用智能穿戴矿用智能穿戴集成数据模型训练模型构建洗选煤参数浅槽密度旋流器密度TBS密度浮选药剂用量浮选药剂配比配煤参数煤质量肥煤（26%）气肥煤(13%)瘦煤(21%)主焦煤(20%)气煤(11%)1/3焦煤（9%）灰分（Ad）挥发分(Vdaf)硫分(Std)……矿用智能穿戴矿用智能穿戴集成使能人工智能使能数据使能集成使能人工智能使能数据分析数据分析焦炭质量灰分（灰分（Ad）挥发分(Vdaf)硫分(Std)热强(CSR)耐磨性(M10)抗碎强度M40）热反应(CRI)数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集筛分机焦槽熄焦塔贮煤塔结果执行结果执行熄焦车筛分机焦槽熄焦塔贮煤塔结果执行结果执行粉碎推焦机炼焦机拦焦机凉焦台装焦车煤堆粉碎推焦机炼焦机拦焦机凉焦台装焦车煤堆破碎机配煤槽基于数字平台大数据和人工智能能力的工艺参数调优，持续提升洗选煤质量、矿用智能手机矿用智能手机•上下行双向骨传导技术，强噪云网车OTA辅MDC摄像头云网车OTA辅MDC摄像头T-BOXV2X云服务 5G基站5G基站5G基站路RTKRTK多传感器融合感知，复杂工况准确识别；全场景仿真，智慧园区：保障生产安全、提升运营效率、提升人员体验2-1AI井口安防2-2变电站防护6-1一键盘点6-2物资路径查询0智能运营中心储煤仓/运7-1智慧考勤7-2会议室管理优势及价值智慧园区：保障生产安全、提升运营效率、提升人员体验2-1AI井口安防2-2变电站防护6-1一键盘点6-2物资路径查询0智能运营中心储煤仓/运7-1智慧考勤7-2会议室管理优势及价值10大类28子类业务场景5-2普通车辆管理1-3黑名单布防1-4视频巡逻1-5无人机巡检1-65G区域高空视频1-7AR实景1-8安防告警工单8-1智慧灯杆8-2智慧灌溉9-15G机器人9-2健康小屋9-15G机器人9-2健康小屋3-1访客预约3-2智慧防疫3-3AR执勤4-2住宿预约4-3餐饮预约4-3洗浴管理4-4下井安排安全体系规划设计风险调研与评估安全合规咨询安全咨询安全巡检渗透测试应急响应安全加固漏洞扫描重大保障辅助运维安全专业服务能力安全体系规划设计风险调研与评估安全合规咨询安全咨询安全巡检渗透测试应急响应安全加固漏洞扫描重大保障辅助运维主机安全数据安全身份管理安全设计与实施主机安全数据安全身份管理网络安全网络安全应用安全应用安全安全管理安全管理漏洞扫描运维审计安全事件管理中心漏洞扫描运维审计安全事件管理中心安监局集团云安监局数据上送应用安全