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1.1 总体技术要求
1.1.1 核心业务架构
智能矿山业务架构是在统一的标准与规范及安全运维保障体系下，按分层设计模式，分为设备层、控制层、生产执行层、经营管理层与决策层五个层次。本次建设的主体内容为L2、L3、L4、L5层相关内容。具体层次结构图如图1-2所示：
图1-2 核心业务架构图
智能矿井建设将应用架构分为五层，自下而上分别是设备层、控制层、生产执行层、经营管理层、指挥决策层，其中设备层、控制层、生产执行层是智能化矿井建设的主要内容。智能矿山管控平台由生产执行及生产管理、调度管理、机电管理、一通三防、综合分析、应急救援等业务模块构成，系统涵盖了煤炭采、掘、机、运、通、洗选、装车各个环节，是一体化管理信息系统，并实现了和经营管理、控制监测等信息系统的数据互连。
1.1.2 业务中心规划
按照智能矿山建设思路，全矿计划分为4个业务中心，分别为智能管调中心、智能监控中心、矿井安全中心、运营管控中心。智能矿山管控平台应有效支撑所有业务中心的高效运转与流程无缝衔接。如图1-3智能矿山管控平台功能划分。
图1-3智能矿山管控平台功能划分
方案已充分理解功能中心规划精神，根据设计需要可以对中心的数量、功能、职责进行对应调整。
1、智能监控中心
生产控制中心主要包含生产控制类子系统，采集所有设备层子系统中控制器、各种传感器和执行机构等的数据信息，并对这些数据信息进行整理、分析和利用。实时监控全矿生产设备的运行状况，并进行全矿井的生产过程控制。同时将安全和生产之间的数据进行关联，并提供所有历史数据记录便于查询和汇总，通过报表、报警和趋势直观反映给相关人员。
2、智能管调中心
生产管理中心，主要包含安全、生产、调度管理类子系统，通过基于实现对“采、掘、机、运、通”整个生产业务流程中地质、测量、水文、储量、“一通三防”、采矿辅助设计、机电设计、设备选型等的完全信息化、网络化管理，并且基于二/三维GIS、虚拟矿井平台，实现智能化矿井主要管控过程的可视化展示、分析和操作，实现矿井生产技术各专业之间的在线协同、数据共享，提升业务集成、安全生产等全面的管理能力。
3、矿山安全中心
矿山安全中心主要包含矿井安全监测监控类子系统，并通过深度挖掘智能化矿井数据库的数据，综合分析和利用，开发煤矿安全生产动态诊断模块、煤矿应急救援指挥模块、水害危险源识别、预测、预警模块等等。完成对危险源（如瓦斯、水文、火灾、矿压等）、作业环境、地质构造、设备故障等的动态分析和预测。并在实现重大危险的早期预测、预警、预控基础上，根据应急预案选择最佳处理流程。
4、运营管控中心
运营管理系统涵盖企业人、财、物资、设备、运销、生产和项目管理的信息系统，另外还包括：办公自动化、综合统计、档案管理、知识管理、行政后勤管理、党群管理等。这一部分的建设需与集团统一规划实施的或已有的软件系统相融合。
1.1.3 技术框架要求
智能矿山基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成一个大数据应用中心、研制一个业务云服务平台，面向不同业务部门实现按需服务，相关信息基于“一套指标、一张图、一张表”在多端（DLP大屏、PC端、智能终端、井下设备）同步多维形象展示。系统采用分层设计，智能矿山整体技术架构可以分为设备层、传输层、服务层与应用层，具体技术架构图如图1-4所示：
图1-4智能矿山架构
在统一的时间与空间框架下，以用户为中心，遵循安全生产与经营管理业务线，采用面向服务架构（SOA），基于企业服务总线（ESB），围绕监测实时化、控制自动化、管理信息化、业务流程化、知识模型化、决策智能化目标进行相应业务应用设计。
1.2 总体设计思路与架构
1.2.1 总体设计思路
采用国内一流和世界先进的技术和装备，建成一个能用、实用、管用、高效运行的智能化矿井，实现矿井“管、控、营”一体化，实现矿井安全可靠化、管理高效化、成本最小化、效益最大化。
（1）构建涵盖需求预测、生产计划、生产组织、生产执行与指标量化分析为一体的智能系统，实现以销定产、少人或无人作业。
基于矿山物联网和大数据云计算技术，对生产计划（ERP）、生产执行（MES）、生产过程控制等多个环节信息进行有效整合，实现基于市场需求、环境安全状态、设备健康状态、物质配备、员工配备情况的生产目标动态分解、生产任务自动排程、安全生产全流程自适应控制与实时反馈，实现以销定产，少人或无人作业。
（2）围绕“人、财、物”精细化管理目标，通过内部市场化运作，实现全员绩效考核与降本增效。
精细化管理是运用自动化、标准化、数据化和信息化的手段，使矿相关组织单元的以精确、高效、协同和持续运行。建立集团、矿、部门、区队、班组、个人六级市场体系，涵盖物资市场、设备市场、安全市场、资金市场、服务市场等内部市场交易，实现各层级市场主体的预算、核算和及结算，有效提升全员绩效水平。
（3）以灾害成因理论为指导，管理手段为支撑，信息化手段为保障，实现安全风险有效防控。
煤矿安全生产动态诊断与决策支持以云计算、物联网、数据挖掘技术为支撑，以行业、矿业集团、矿井制定的各类安全生产规程、规范为知识依据，结合综合自动化、在线监测（水、火、瓦斯、顶板等）、隐患数据、事故数据、人员三违数据等（人、机、环、料、法）动态数据和静态数据，基于动态三维地质模型和虚拟矿井平台，对煤矿安全生产的各类信息进行展示、分析、推理，挖掘历史数据中蕴含的模式和知识，诊断并概括现势安全状态，预测未来安全形势，实现煤矿安全生产的动态诊断和辅助决策。
（4）从智能矿山建设的基础层面需要实现四个统一，即“一盘棋、一张网、一张图、一个库”。
1）统一的“一张图”展示平台。对“采、掘、机、运、通”整个安全生产流程空间数据和属性数据的管理，采用统一的GIS、三维可视化或虚拟矿井平台；对综合自动化系统，采用统一的组态软件平台；最终数据集成应用展示采用统一“一张图”方式展示。
2）统一的管理平台。生产矿井运营管理、安全生产在线检测管理、安全生产技术综合管理、决策支持采用统一的管理平台，实现数据矿山软硬件系统的集成操作、分析和管理，即“一盘棋”统一管理。
3）统一的数据传输网络。除了瓦斯监测系统外（目前国家规定必须是专网），井上下企业管理、综合自动化、在线检测、安全生产技术综合管理，采用统一的网络平台进行数据传输。
4）统一的数据仓库。生产矿井运营管理、综合自动化、安全生产在线检测管理、安全生产技术综合管理、决策支持采用统一的数据仓库，实现数据的共享。
（5）从智能矿山建设的应用层面，需要实现两个统一，即安全生产运营管理平台和安全生产执行控制平台：
1）安全生产运营管理平台。通过GIS平台以及对三维高精度透明化地质模型、设备模型的建模，实现对生产过程的数据进行实时集中监测，为生产运营提供生产技术综合管理、安全生产决策支持管理等。
2）安全生产执行控制平台。按专业面向使用部门对相关关联系统实现远程集中控制。
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