基于三維GIS的智慧礦山一體化智能綜合管控平臺解決方案

1. 概述

結(jié)合礦山實際情況，利用三維GIS、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，建設(shè)數(shù)字孿生、智能物聯(lián)、智慧管控的一體化礦山綜合管控平臺，實現(xiàn)礦山數(shù)字化向智能化、智慧化的轉(zhuǎn)型升級，助力建成安全綠色智能礦山，提高企業(yè)效益。

通過整合傳統(tǒng)二維礦圖和各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時對礦山相關(guān)場景和設(shè)備進行三維數(shù)字化建模，建立礦山大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)在三維可視化模型中展示各類物聯(lián)信息。通過AI模型對數(shù)據(jù)進行分析，感知并預測礦山運營中的各種風險和隱患，以便提前預防、主動應對，提高礦山的安全開采運營能力。

智慧礦山一體化智能綜合管控平臺在整合數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，聚焦安全生產(chǎn)、綜合集控、生產(chǎn)經(jīng)營、綜合防治與應急指揮等業(yè)務場景，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和業(yè)務聯(lián)通，為礦山經(jīng)營者提供安全、可靠、全面、及時等生成信息，助力提高礦山的經(jīng)營管理水平。

2. 總體架構(gòu)

智慧礦山一體化智能綜合管控平臺解決方案特點：

（1）技術(shù)上“二三維一體化”

實現(xiàn)傳統(tǒng)二維礦圖和三維GIS模型的一體化管理，實現(xiàn)從全球、礦區(qū)、井下空間、機械和零件等二三維一體化展示。實現(xiàn)井上井下的一體化設(shè)施設(shè)備管理，實現(xiàn)井工/露天采礦區(qū)與園區(qū)的一體化管理。

（2）模式上“平臺與應用一體化”

基于二三維空間模型和數(shù)據(jù)中心平臺，形成了智慧礦山大數(shù)據(jù)平臺，并在此基礎(chǔ)上開展礦山安全生產(chǎn)、綜合集控、綜合防治等業(yè)務系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)平臺與應用的一體化建設(shè)，便于業(yè)務的快速搭建和擴展。

（3）業(yè)務上“生成經(jīng)營修復一體化”：

搭建綜合管控、地質(zhì)保障、生產(chǎn)經(jīng)營等應用，整合礦山全生命周期管理信息，實現(xiàn)礦山業(yè)務一體化管理。

3. 空間維特智慧礦山三維GIS大數(shù)據(jù)平臺

3.1. 礦山三維數(shù)據(jù)建設(shè)

地上傾斜攝影，地上地下場景的三維建模（地表工業(yè)廣場設(shè)施、地下巷道及重點模型），具有地質(zhì)保障需求的采取高精度建模（包括地質(zhì)數(shù)據(jù)、掘進工作面、回采工作面等） ，并實現(xiàn)三維模型動態(tài)更新。

3.2. 礦山大數(shù)據(jù)平臺軟件

空間維特礦山大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)了礦山數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)對接與服務等。

4. 智慧礦山基礎(chǔ)支撐平臺建設(shè)

4.1. 空間維特三維GIS地理信息平臺

4.2. 數(shù)采平臺SCADA

平臺負責處理所有感知層數(shù)據(jù)的采集、存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計、訂閱與推送，并對外提供接口。支持基于系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)的應用二次開發(fā)。

4.3. 視頻AI分析平臺

接入視頻數(shù)據(jù)，根據(jù)視頻AI數(shù)據(jù)分析能力，根據(jù)業(yè)務需求構(gòu)建識別模型、預測模型、控制模型、決策模型，實現(xiàn)模型庫管理。支持應用模塊根據(jù)需求進行擴展。

4.4. BI輔助決策平臺

要求實現(xiàn)以多維數(shù)據(jù)庫為核心，囊括 ETL 功能，對原始數(shù)據(jù)進行抽取，轉(zhuǎn)換和加載，支撐的在線分析。提供 OLAP 統(tǒng)計分析組件功能。可以加入任意數(shù)量的組件和控件，實現(xiàn)任意維度和指標的切換，對已有的表樣切換字段來進行自由分析。

5. 一體化綜合管控平臺系統(tǒng)建設(shè)

空間維特一體化綜合管控平臺系統(tǒng)構(gòu)建基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準的、以空間地理位置為主線的礦井綜合數(shù)據(jù)庫，為智能化礦井建設(shè)提供三維一體化的位置服務，同時提供生產(chǎn)專業(yè)協(xié)同管理、數(shù)據(jù)和信息集成融合以及智能決策分析等專業(yè)應用。實現(xiàn)一體化集成融合、協(xié)同管理和決策分析。

5.1. 門戶及管理系統(tǒng)

門戶系統(tǒng)：提供統(tǒng)一的工作流程、消息和安全管理機制，實現(xiàn)一站式應用與管理；提供自定義通信協(xié)議功能，支持音視頻通信；具有礦井多部門、多專業(yè)、多管理層面的數(shù)據(jù)集中應用、共享交互、決策支持和三維可視化展示平臺。

5.2. 綜合集控系統(tǒng)

對礦山生產(chǎn)的“采、掘、機、運、通、排”等主要生產(chǎn)過程的生產(chǎn)實時監(jiān)測、生產(chǎn)過程診斷、診斷預警、系統(tǒng)聯(lián)動，提供安全生產(chǎn)保障。

5.3. 安全生產(chǎn)系統(tǒng)

對“采、掘、機、運、通”等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、井下環(huán)境安全、人員位置等安全生產(chǎn)實時信息進行綜合集成、聯(lián)動控制與可視化展示。

5.4. 生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)

接入辦公自動化管理系統(tǒng)、企業(yè)ERP等經(jīng)營管理系統(tǒng)，實現(xiàn)礦企經(jīng)營管理類數(shù)據(jù)的可視化展示。

5.5. 綜合防治與應急指揮系統(tǒng)

實現(xiàn)集煤礦井上、下通訊設(shè)施（有線、無線）、通訊終端（固定電話、語音 廣播、移動終端）、人員等信息一體化管理，基于煤礦“一張圖”實現(xiàn)井上下調(diào)度的可視化管理。基于生產(chǎn)調(diào)度的業(yè)務流程梳理，實現(xiàn)井上下多要素全流程的集中協(xié)同、優(yōu)化控制、智能運行的智能調(diào)度系統(tǒng)。

5.6. 地質(zhì)保障系統(tǒng)

地質(zhì)保障系統(tǒng)支持C/S、B/S架構(gòu)及移動端的跨系統(tǒng)可視化數(shù)據(jù)展示界面，依據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)獲取權(quán)限，可實時訪問、查看文本、表格、圖件等各種形式的地質(zhì)保障數(shù)據(jù)及其關(guān)聯(lián)分析和預測分析結(jié)果。同時，具有圖形管理操作功能。

5.7. 決策支持系統(tǒng)（大屏展示）

根據(jù)煤礦綜合數(shù)據(jù)分析成果，利用圖形展示工具引擎，將GIS與評估結(jié)果相結(jié)合，直觀展示區(qū)域、煤礦的安全狀況，便于根據(jù)分析評估結(jié)果開展針對性的巡查工作，實現(xiàn)精準管理。

5.8. 移動端APP

隨著5G設(shè)備在礦區(qū)的普及，用戶便捷的在礦區(qū)通過移動端APP進行各種移動數(shù)據(jù)查詢工作，其中移動端APP主要實現(xiàn)支持設(shè)備運行狀態(tài)、安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)等信息的實時查詢。

（本篇圖文為原創(chuàng)文章，首發(fā)于微信公眾號“智慧礦山5G”,轉(zhuǎn)載請注明來源。