数字孪生技术智慧矿山八大系统建设方案

陕西宾孚

煤炭作为我国能源的基石，在生活、生产等环节始终处于“压舱石”的角色。“十四五”规划明确指出，要聚焦新一代信息技术和能源融合发展，开展能源领域用数字化、智能化共性关键技术研究。在国家政策、顶层架构及相关战略规划的多重推动下，数字孪生正在逐步融入煤矿行业，形成新的应用探索态势。


智慧矿山是指利用人工智能、工业互联网信息技术以及自动控制等现代技术来开发利用煤矿，使得各个系统充分融合，能够全面感知，包括能够自适应地自主学习，实现整个煤矿的开拓、采掘、通风、洗选、安全保障、运输各个环节的完全智能化、自动化运行。

现阶段，煤炭行业的数字化转型尚未形成全局和全生命周期的应用管理。智慧矿山仍面临缺乏理论支撑、缺乏系统规划、技术风险大等挑战。借助数字孪生技术，可为管理者提供数据支持及决策依据，具体可实现的应用包括：

1、矿山资源概览

基于三维地图加载显示企业矿山地理分布点位图层，支持下钻加载显示矿山三维模型，融合汇聚矿井资源、产销存、生产状况、采煤掘进等实时数据，并结合实时生产监控视频，三维全景呈现企业矿山生产运营状况，协助生产调度指挥中心实时掌控矿山生产运营态势。

2、安全监测

基于三维实景孪生平台，对安监生产人员、设备、车辆、监测点等要素的位置、状态等信息进行实时监测，并结合人工智能、物联网等智能感知技术，对环境态势（粉尘、瓦斯、水、有害气体）、人员工作态势、设备运维情况、生产进度等信息进行实时监测，对各类异常态势（人员入侵、违规操作识别报警、灾害预警等）进行实时预警告警；并基于专业的模型算法，对掘进、开采、运输等业务环节关键数据指标，以及重大灾害监测、设备安全分析、环境安全监测、人车安全分析等多项核心数据进行可视化分析，实现“人、地、物、事”多源数据的智能关联分析，为用户决策研判提供全面、客观的数据支持与依据。

3、人车管控

基于安全事件告警提示，启动应急处置，系统自动关联定位矿井事件位置及相关设备，关联显示应急指挥小组、处置预案、周边资源、周边视频等信息，结合视频会商系统，实现突发事件快速定位、远程核实、视频会商、资源调度、快速处置的全景可视化指挥调度，提升生产调度指挥中心针对安全事件应急处置的工作效率。

4、应急指挥

基于安全事件告警提示，启动应急处置，系统自动关联定位矿井事件位置及相关设备，关联显示应急指挥小组、处置预案、周边资源、周边视频等信息，结合视频会商系统，实现突发事件快速定位、远程核实、视频会商、资源调度、快速处置的全景可视化指挥调度，提升生产调度指挥中心针对安全事件应急处置的工作效率。

5、智能巡检

集成矿山巡检部门各系统数据，结合视频智能分析、智能定位、智能研判技术，基于地理信息系统，对巡检设备、机器人、人员、告警事件等要素的位置、类型、状态等信息进行直观展示;支持点选查询异常点位周边监控视频、事件详情、处理人员、工单承载量、工单进度、预计完成时间等详细信息;同时可基于专业的模型算法，对巡检工单、巡检问题、设备问题等核心数据进行多维度可视化分析，为管理者提供实时的巡检报告及科学的决策依据。