智慧矿山建设标准(最新）.doc

智慧矿山建设标准最新） 1 范围本标准规定了智慧矿山的系统架构、基础网络、云数据中心、集成的基础类系统、掌中矿山平台、“一矿一图”智慧平台、大数据分析平台等信息系统通用技术要求。本标准适用于指导矿山企业的智慧化信息系统设计和建设。 2 智慧矿山基本架构智慧矿山基本架构应分为四层，分别为泛在感知与执行层、传输层、操作系统层和应用层。泛在感知与执行层负责实现子系统数据的感知与采集，同时对执行设备下发控制指令。传输层负责完成信息和数据的双向传送，应由工业以太网、工业无线网络等系统组成。操作系统层向下实现各种多源异构感知数据的接入，向上为智慧矿山应用层的开发提供服务和工具。应用层为用户提供实际使用到的涉及矿井生产、安全、经营管理、决策分析各环节的各类操作软件。 3 智慧矿山基础网络应采用高速、稳定的工业以太环网作为整个智慧矿山的传输主干网络；并辅以现场总线、无线通讯网络、其它工业以太网络。采用安全性高、抗干扰能力强、传输带宽不少于两倍冗余配置的交换机、路由器、通讯基站、通讯线路等设备，以满足生产控制数据、各类感知设备数据、无线通讯数据、视频信号的准确、可靠、安全、高实时性的传输需要。视频信号传输建议采用独立的视频网络或采用虚拟局域网（VLAN）方式与其它数据进行隔离；主要设备要配置不少于4h的UPS备用电源。煤矿监控及自动化网络主干网络采用工业以太网或兼容以太网协议的有线网络，并采用工业级设备，支持多种网络拓扑结构和冗余方式，网络故障重构时间不大于50ms，主干网络传输速率不应低于1000Mbps，主干传输网络中接入煤矿安全监控系统的，煤矿安全监控系统、视频监视系统、工控生产系统网络层面完全隔离，防止因网络带宽问题导致工控网络数据传输延迟或丢失，主干传输网络中各独立子系统应单独划分VLAN进行通信；支线网络可采用工业以太网、现场总线或无线网络等方式。煤矿信息管理网络宜采用以太网技术的网络，煤矿信息管理网主干网络传输速率不应低于1000Mbps，出口带宽不宜低于100Mbps。基础网络还需要具备网络安全功能。基于工控网络，建议采用基于四层的工控网络安全产品。网络安全系统应具有基于工控主机的安全防护软件，基于局域网边界的工控防火墙，基于核心交换机的工控网络流量审计的网络安全监测系统，基于分布式采集网络安全监测系统的态势感知大屏系统。 4 智慧矿山云数据中心实现数据融合、数据分析、数据分类，实现煤矿“一矿一图”智慧平台、煤矿大数据分析平台、掌中矿山平台的信息交互、共享；安全生产各监控系统与自动化系统与平台、门户网站等软件系统应实现物理隔离。数据中心采用虚拟化、集群、负载均衡等技术以提高设备资源的利用率与可用性。应建立备份系统，应具备容灾功能。宜按云计算数据中心架构设置，所有设备应满足在云环境下运行的要求。数据中心宜采用私有云架构部署，实现分布式存储、分布式计算。虚拟化系统的底层物理服务器数量应不低于32台。私有云满足安全等保2.0要求。 5 基础类系统 5.1 安全类系统根据智慧矿山对接入子系统的数据安全性、实时性要求，所有安全类系统应提供以下三种方式中的任意一种进行接入，建议接入方式由高到低为提供远程通讯接口，响应智慧矿山数据采集平台对实时数据、历史数据的采集请求，返回符合采集要求的相应数据；提供远程通讯接口，自动按实时数据交换方式向智慧矿山云数据中心数据仓库的实时数据库提交数据；按照约定的时间间隔，向指定的存储位置上传标准的数据接口文件，接口文件包括最新的配置信息、动态更新的实时数据，并上传一次上次的历史数据。 5.1.1 安全监控系统用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、粉尘浓度、风速、负压、水位、温度、烟雾、远程控制开关动作变化、馈电状态、风门状态、局部通风机状态、风筒状态等实时信息、报警信息、故障信息，并能提供以上信息的历史数据。满足与智慧矿山联网的需要。 5.1.2 人员位置监测系统用于实时监测井下人员位置、滞留时间、人员分布等信息，并能通过历史数据统计出人员井下运动轨迹、下井时长、考勤等。要求读卡分站与定位标识卡的通讯抗干扰能力强、无漏检现象。提供向一个或多个区域、分站在线的定位标识卡发送报警信号的联动接口；满足与智慧矿山联网的需要。 5.1.3 井下应急广播系统可对任意区域在正常时期发布广播通知、语音播报及其它音频信号；在受灾期间可发布紧急通知、撤离信息、避灾信息、救灾信息等；并能实时监测广播的运行状态和故障信息。提供向一个或多个区域的广播设备发送报警语音信号的联动接口；满足与智慧矿山联网的需要。 5.1.4 应力在线监测系统用于实时监测工作面和巷道周围的煤体应力及其变化趋势，实现冲击地压危险区域和危险程度的实时监测预警和预报；用于在线监测巷道顶板离层、巷道变形等数据；用于实时在线监测工作面支架前后立柱的支撑压力，实现工作面顶板危险程度预警分析。满足与智慧矿山联网需要。 5.1.5 微震监测系统用于分析矿井一段时间内震动事件分布位置、发生时间、能量大小，统计得出最大值、总能量、平均值等参数，为矿井冲击危险性预测预报、冲击危险区域划分及工作面推进速度的制定等提供可靠依据。满足与智慧矿山联网需要。 5.1.6 水文监测系统用于对矿井主要含水层及地面主要河流水位、水温等水文参数实现动态监测，对井下主要出水点和各水平水文观测点水量、水温实现动态监测，反馈矿井水文数据。满足与智慧矿山联网需要。 5.1.7 雨量监测系统用于对矿区的降雨量、温度等气象信息进行实时监测，建立降雨量监测数据库，提供分钟级的降雨量变化趋势，为水害预警提供技术支持，并满足与智慧矿山联网需要。 5.1.8 双防管理系统用于对安全风险辨识评估和隐患排查治理的信息化管理，风险辨识评估方面实现对年度风险辨识评估、专项辨识评估结果的查询、新增风险的补充完善、临时施工工程的风险辨识评估，对风险管控情况进行分析。隐患排查治理方面实现对隐患信息的录入、跟踪、整改、复查，完成隐患的闭环管理。满足与智慧矿山联网需要。 5.1.9 三违处罚系统用于对“违章指挥、违章作业、违反劳动纪律”等现象的处罚管理，具备违章处罚卡、罚款通知单的开具，罚款上缴、处罚闭合等功能。可以对指定时间段内的罚款按照部门、罚款类型进行统计分析。满足与智慧矿山联网需要。 5.2 生产类系统根据智慧矿山对接入子系统的数据安全性及监控实时性要求，所有生产类系统应提供以下两种方式中的任意一种进行接入，建议接入方式由高到低为提供PLC以太网远程通讯接口，确保智慧矿山数据采集平台对数据的实时采集，响应智慧矿山自动化控制平台对PLC的控制指令；提供OPC远程通讯接口，响应智慧矿山数据采集平台对实时数据的采集请求，返回符合采集要求的相应数据。所有生产类系统，必须提供准确、完整的点表，用以详细地表征各自动化控制系统内各个变量的定义、使用情况。供电系统要对使用的远动控制通信规约进行说明。 5.2.1 智能化综采工作面在地面调度指挥中心实现综放工作面设备“一键”启停功能；具有在顺槽监控中心对井下设备（采煤机、液压支架、泵站控制、运输机、转载机、破碎机）的“一键”启停控制、和远程干预操控功能；实现在顺槽监控中心对工作面设备的集中控制；具有工作面工业以太网，在工作面实现数据的高速传输；具有工作面视频系统，实现对主要综采设备进行实时监控；当综采工作面自动化控制系统出现故障时，各子系统不受综采自动化系统控制，以保证在检修和自动化控制系统出现故障时，各子系统能单独开车，确保生产不受影响；采煤机具有记忆截割功能，按照示范刀所记录的工作方向与位置参数、速度参数、姿态参数、滚筒高度轨迹，进行智能化运算，形成记忆截割模板，在自动截割过程中不断修正误差，实现采煤机对应采煤机精确位置的自动精确调高、卧底、加速和减速、急停等功能。自动截割系统控制精度高，对于采高和位置有精确算法，可以根据牵引速度调整摇臂，保证自动运行时的截割精度。记忆截割自动操纵软件可以实现牵引速度与采高控制精度自适应调节，实现高精度自动记忆截割。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.2 智能化掘进工作面实现综掘机各生产动作的遥控操作、故障报警、远程监控和控制；实现综掘机记忆截割和精确定位（惯导技术）；实现掘进工作面无人化、少人化操作。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.3 通风监控系统实时监测主通风机各类运行参数；可通过通讯接口智能控制通风机运行，实现主扇风机变频自动调速等；可实现主通风机设备的在线诊断和维护提醒等功能，达到正常时期和灾变时期主通风机智能调控的一键倒切风机功能。满足与智慧矿山联网和远程监控需要。 5.2.4 排水监控系统可以监测矿井排水系统中水仓水位、水泵开停、水泵工作电流、电压、功率、阀门状态、流量、压力等数据；通过通讯接口可以远程控制水泵、阀门的开停且能根据水仓水位实现水泵和阀门的自动开停调控。满足与智慧矿山联网和远程监控需要。 5.2.5 矿井提升监控系统可以监测主提升机、副提升机的工作状态以及容器的位置、速度、加速度、工作电流等参数；通过提升监控系统的监控通讯接口，可实现故障诊断、预警和自动控制等功能。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.6 提升机冷却风机系统监测提升机冷却风机的运行方式、风机频率、设备温度等数据，通过设置启停温度阈值自动控制冷却风机、加热器的开停。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.7 主井自动装卸载系统检测主井自动装卸载系统的信号状态、装载皮带运行状态、各闸门状态、报警信号及装载重量等参数，且能够实现故障监控、预警、远程故障复位和自动装卸载。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.8 压风监控系统实时监测压风机运行状态、风压、风量、温度等运行参数；可通过通讯接口智能控制压风机的启停控制，并能根据设定风压参数实现多台压风机启停；可实现压风机设备的在线诊断和维护提醒等功能。满足与智慧矿山联网和远程监控需要。 5.2.9 供电监控系统实时监测显示各开关电流、电压等数据，显示开关分合备用等运行状态，各类故障报警、设备的在线诊断和维护提醒等功能。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.10 主煤流监控系统实时监测主煤流运输设备运行参数，实现主运皮带机、给煤机开停状态监测，煤仓煤位的实时监测，统计皮带机各类保护动作记录，皮带机运行历史数据输出，且能够实现故障监控、预警，能够实现远程监控、操作、集中控制开停等。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.11 井下集中制冷系统实时监测制冷机及地面制冷泵站设备运行状态、冷冻水和冷却水水温、管路水压、变频器频率、故障状态等运行参数；可实现制冷系统的的监控、预警、故障在线诊断和维护提醒等功能。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.12 洗煤厂筛分系统实现对筛分系统所有设备信号的采集、控制、处理、存储统一管理，实时监控工艺过程、设备运行状态、生产数据采集等参数信息，关键设备故障或模拟量超限时系统同步显示故障设备名称或设备编号，服务器将该故障信息存入故障信息数据库，供以后统计分析，并能实现设备集中控制功能。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.13 洗煤厂洗选系统实现对洗选系统所有设备信号的采集、控制、处理、存储统一管理，实时监控工艺过程、设备运行状态、生产数据采集等参数信息，关键设备故障或模拟量超限时系统同步显示故障设备名称或设备编号，服务器将该故障信息存入故障信息数据库，供以后统计分析，能够实现集中控制功能，能够实现灰分、密度控制自动调节功能。满足与智慧矿山联网和远程监测需要。 5.2.14 架空乘人装置监控系统实时监测架空乘人装置运行状态、电机温度震动参数、各类保护状态、运行速度、运行模式等运行参数；可通过通讯接口智能控制架空乘人装置的远程启停、预警、故障复位；可实现架空乘人装置的监控、预警、故障在线诊断和维护提醒等功能。满足与智慧矿山联网和远程监控需要。 5.3 管理类系统根据智慧矿山对接入子系统的需求，所有管理类系统应提供以下两种方式中的任意一种进行接入，建议接入方式由高到低为提供远程通讯接口，响应智慧矿山数据采集平台对实时数据、历史数据的采集请求，返回符合采集要求的相应数据；提供远程通讯接口，自动按实时数据交换方式向智慧矿山云数据中心数据仓库的实时数据库提交数据。 5.3.1 培训考试系统系统提供试题信息的导入、录入功能，试题库的可维护、审核入库功能；可按照学员的工种自动进行随机出题，确保按照所要求的出题规则进行出题，并保证每次、每人的试题均不完全相同，交卷即判分，并保存到员工考试成绩库中，满足煤矿考试管理实际需要。除此外，学员还可自行进行随机练习、模拟考试、强化训练等，以加强对业务知识的掌握。 5.3.2 视频教学系统将视频教学资料集中发布到视频教学系统中，并对其进行流媒体化处理，按照教学种类划分，方便区队及员工随时随地的进行安全知识、专业技能等各方面知识的学习。 5.3.3 资料共享系统将培训教材、电子图书等资料集中发布到矿内信息管理平台中，并对其进行归类，通过资料共享系统便于员工随时随地进行学习、查阅。 5.3.4 工资系统系统主要用于全矿员工的计时、计件、半计件工资计算和薪酬查询、得分查询、统计分析。系统需满足与智慧矿山联网需要。 5.3.5 环网监测系统系统可对工业以太环网内的所有环网交换机、网络接口、数据链路运行情况和状态进行实时监测，并提供故障提醒，便于对网络的各项指标进行监控，提高网络管理水平。系统需满足与智慧矿山联网需要。 5.3.6 矿区环境监测系统包括放射源监测、PM10扬尘在线监测、污水处理监测等矿区环境监测系统，可对矿区内的空气、污水排放、放射性物资等各项数据进行实时监测。各系统需满足与智慧矿山联网需要。 5.4 视频类系统矿区地面和井下所有场所安装的固定或移动摄像头，实时把图像上传到智慧矿山视频服务器，必须保证图像的清晰度和不少于25帧/s的传输速度，视频监控系统除了符合GB/T 28181-2016技术要求外，应提供实时调用、保存和回放的二次开发接口（支持DLL格式或OCX格式），满足系统集成需要。采用数字系统；系统的配置应满足煤矿生产系统智能化的要求，重要监测点应能实现智能视频侦测、视频识别，并实现安全隐患感知预警分析；视频监控系统的传输网络宜独立设置。 6 “一矿一图”智慧管控平台“一矿一图”智慧平台应采用GIS（地理信息系统）和BIM（多维模型信息集成技术）相结合的技术，以地理位置为天然的纽带，将矿井各类数据和信息有机的联系起来。构建基于统一数据标准的、以空间地理位置为主线、以分图层管理为组织形式的建立在时空GIS“一张图”概念下的集成融合平台。平台应包括一张图集成融合、一张图协同管理和一张图决策分析等功能。平台应采用B/S架构进行设计。平台应提供子系统二次开发和修改的组态化功能，各子系统的功能（包括报表、曲线、实景展示等）可以通过基于B/S架构的组态化工具进行配置实现，无需编写代码，便于矿方修改、二次开发和维护。平台应能针对不同用户的需求进行用户登录权限管理分类，显示不同用户需求的内容。平台的界面点击响应延时不应超过1s，且应兼容IE、Chrome等主流浏览器。平台应具备系统运行状态自检功能，对平台的数据接口、传输网络、数据库等组件进行实时监控，并在出现异常时通知报警，保证平台稳定性。“一矿一图”智慧平台的功能宜包括矿山操作系统平台、煤矿安全管理系统、煤矿生产管理系统、煤矿经营管理系统等。操作系统平台应包含实现数据接入的智能网关、实现数据快速处理的数据综合服务、地理信息服务、时空一张图服务、矿山巷道二、三维一体化服务、工作流引擎以及报表工具等服务）煤矿安全管理系统包括危险源管理、隐患排查管理、违章管理、安全生产标准化管理、应急救援管理、学习培训管理、特殊工种管理、一通三防管理、地测防治水管理等模块。危险源管理具有危险源分类及规范化管理、危险源识别、危险源监控、危险源预警功能，应与部门考核进行关联；隐患排查管理具有隐患分类及规范化管理、任务自动派发、任务落实情况实时跟踪、未及时闭环报警等功能，与职工考勤进行关联；危险源预警或隐患派发时，可通过智能终端与精准定位快速推送给相关区域人员和专业管理人员，责任人快速安排处理，实现闭环管理；违章管理应具有违章分类及规范化管理、现场拍照取证功能，与职工考勤进行关联；安全生产标准化管理满足省级煤矿主管部门的检查要求，具有考核自动打分统计功能，且应与部门考核进行关联；应急救援管理具有应急预案管理、应急资源管理（救援装备、人员、救援物资）、GIS图形管理、现场事态跟踪管理、日常模拟演练、典型案例分析、事故后评价等功能，与现场监控系统进行数据交互；学习培训管理具有员工在线学习、在线考核功能，宜将员工技能掌握情况与下井考勤进行关联；特殊工种管理具有瓦检员、放炮工等工种的任务自动派发、行走路线规划、任务落实情况实时跟踪等功能；一通三防管理系统具有图纸与技术资料管理、通风管理、瓦斯抽采与利用管理、防火管理、防尘管理等功能，具有与实时监测系统数据对比分析功能；地测防治水管理系统具有地质测量、防治水管理功能，支持资料与图纸在线查看、地质测量报表与统计分析，结合煤矿地质、水文等监测系统数据实现地测防治水的动态管理。煤矿生产管理系统包括生产计划及调度管理、生产技术管理、机电设备管理等系统。生产计划及调度管理系统具有生产计划及日常调度管理功能；生产技术管理系统具有规程措施编制、技术资料、专业图纸设计、采掘生产衔接跟踪、工程进度跟踪、生产与技术指标等无纸化管理功能；机电设备管理系统，具有定期自动运维管理及配件库存识别功能。煤矿经营管理系统包括办公自动化管理、企业ERP等系统，各系统之间应能交互数据。办公自动化系统具有无纸化流程办公、任务消息提醒、邮件提醒等功能。企业ERP包括财务管理、成本管理、合同管理、运销管理、物资供应管理、仓储管理等系统，提供规范化数据接口。 7 大数据分析平台大数据分析平台应对煤矿安全生产系统和管理系统数据进行融合，且应能建立分析模型。应实现可视化全息展示；通过多维度数据信息的处理与分析，智能感知煤矿灾害风险，实现各重大灾害事故的预警预报，实现主动式安全保障，感知矿山设备工作健康状况，实现预知检修、维修；通过覆盖煤矿安全生产和经营管理各环节系统的大数据，实现煤矿智能化管理，进行动态调度与计划，并实现煤矿生产的综合指挥和决策支持。系统应具有建立煤矿重点作业区域安全等级评价模型，综合分析评价作业区域的安全状况，宜建立风险评价体系，分析预测作业区域事故发生的可能性；宜建立动态排产模型，有效分析ERP中的经营数据，结合生产管理数据制定合理的排产方案，对煤矿生产和运输物流环节进行合理调度；宜具有为煤矿生产节资降耗、降本增效提供决策支持的功能，可建立时间调度模型，合理调整设备检修及大型耗电设备运转时间；建立精细化成本核算模型，有效分析队组在生产过程中各类消耗，实现降低生产成本，提升企业盈利能力；在事故发生后，应能够结合具体应急预案自动提供救援人员、救援物资、救援装备、事故现场环境、逃生路线等信息，能够对现场事态发展进行跟踪管理。大数据分析平台应具有负载均衡能力、故障自修复能力，且应具备多种数据存储策略存储多源异构数据。同时，平台应具有动态扩展能力，保证原有系统正常运行情况下实现系统性能扩展。 8 掌中矿山平台掌中矿山平台应能够按照各业务子系统进行分类，将安全生产管理中的各项设备、监控、数据及相关信息进行整合，可以随时随地读取相关数据，同时支持Android,iOS等主流移动操作系统。平台应包括安全生产移动指挥、双防管理、安全监控、人员位置监测、视频监控、信息发布、移动管理、工单处理、培训考试、视频学习、资料共享等功能。安全生产移动指挥模块应能实时显示各子系统的运行情况，可以把“一矿意图”智慧管控平台的信息通过移动系统展示。通过各个子系统的数据采集，经过智能综合分析和当前煤矿各生产子系统的评估，给矿井科学调度化和决策信息化提供有力的信息保障。双防管理模块应能接入双防管理子系统中风险、隐患数据，实现风险隐患清单查询、风险管控流程操作、隐患排查闭环管理等操作。安全监控模块应能实时显示瓦斯、水位、一氧化碳等多种指标监测信息，应支持查询各传感器的历史数据和历史报警信息，并以曲线的形式展示。当监测目标超标报警时，应支持自动通知相关人员。人员位置监测模块应能对井下矿工的分布情况、分布区域实时监测，自动统计下井人员的上下井时间，有效监测考勤信息，实时跟踪井下人员流动路线、地点，有效监督安全生产岗位人员上岗情况，提供事故灾害区人员相关信息，并提出最佳避灾路线。视频监控模块应能将现场数据准确实时地叠加到视频图像上，应支持人员清点，异常人员入侵等特定视频识别功能，应支持图像的自动组合和摆放。安全生产信息发布模块应能提供调度信息发布功能，可及时录入生产现场反馈的各类调度需求信息；系统应能根据调度指令的分类、分级情况以及该类调度指令的处理流程自动进行调度指令的传递。应能显示包括生产日报表、旬报表、月报表、安全生产日报表在内的产量销量、安全生产信息等。移动办公模块应能实现PC、手机终端、平板电脑的一体化管理和信息共享。工单处理模块应能实现任务工单化管理，对工单处理过程进行记录。对处理过的工单进行查询历史记录和分析统计。培训考试模块应能提供试题信息的导入、录入功能，试题库的可维护、审核入库功能，按照学员的工种自动进行随机出题，对每个人学习考试情况进行大数据智能分析，通过大数据分析情况对个人及区队管理人员提出参考建议，提供学员自行随机练习、错题练习、模拟考试、强化训练等功能。应具有当班入井前进行统一考核的功能。视频学习模块能够将视频教学资料集中发布到APP管控平台上，按照教学种类划分，实现在智能终端平台（电脑、区队液晶电视、移动手持终端、手机）上的播放，方便区队及员工随时随地的进行安全知识、专业技能等各方面知识的学习。资料共享模块能够将培训教材、电子图书等资料集中发布到APP管控平台上，并对其进行归类，便于员工随时随地在电脑、移动手持终端上进行学习。员工也可按照自己专业划分及兴趣爱好对相关电子图书进行收藏、离线下载。