矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术

• Published in: 煤炭学报 Vol. 47; no. 1; pp. 564 - 578
• Main Authors: 丁恩杰, 俞啸, 夏冰, 赵小虎, 张达, 刘统玉, 王卫东
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室,江苏徐州221008 2022; 中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏徐州221008%北京矿冶科技集团有限公司,北京100160%山东科学院激光研究所山东省光纤传感器重点实验室,山东济南250014%北京邮电大学电子工程学院,北京100876; 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州221008
• Subjects: 智慧矿山;物联网;数字孪生;人工智能;大数据
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.YG21.1930

TD65; 矿山信息化建设在经历了单机自动化、综合自动化、数字矿山几个阶段之后,在物联网、人工智能、大数据技术的推动下,正朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展.以数字孪生技术为核心,围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向.首先回顾了矿山信息化技术的发展,然后分析了智慧矿山的核心关键技术,从智能感知与智能装备、边缘计算与网络服务、数字孪生知识建模、平台与应用系统4个方面进行阐述.智能传感装置和智能装备的不断涌现,为智慧矿山前端感知和执行提供了基础,而即时的感知、分析和决策是智能装备自治、自主工作的前提;随着边缘网关计算能力的提升,需要设计面向应用场景的轻量级算法模型和高效云边协同机制,以满足智能装备即时服务的需求,同时,围绕5G的通信技术在矿山的应用,将进一步提升知识服务的快速响应能力;矿山运行机理、经验知识、大数据分析与数字孪生建模技术融合的矿山生产场景可信数字孪生模型,将成为智慧矿山知识服务的核心;面向大数据和知识模型的平台技术是矿山数字孪生和智能化服务的载体,大数据高效存取、分析和利用能够有效的促进矿山智能化应用服务的融合.矿山数字孪生及相关智能化技术的突破,将实现对矿山物理世界实时可测、可观、准确控制、精确管理和科学决策,从而建立少人化或无人化的矿山生产模式,为智慧矿山的发展奠定基础.