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《山海经》里的童话,两千年后的智能矿山

童话正在成为现实。

夸父逐日、女娲补天、精卫填海……《山海经》里的这些童话故事,体现了古人与自然的相处之道,充满了人类对未来世界的美好梦想。其实,除了童话故事,《山海经》同时也是一部难得的科技著作。在物质资源分布篇中,对我国的矿产有着详细记载,提及矿物产地300余处,矿物种类则有金、玉、石、土四大类七十余种,是世界上最早的有关矿产资料的文献。

《山海经》时代的人们,无法预知到如今的人类正在大步迈向智能社会,古老的矿山也因此焕发了新机,以智能矿山的面貌出现在我们面前。

数字化进程中的智能矿山

煤矿是人类最早开发利用的矿产之一,我国也是世界上最早开发和利用煤炭的国家之一,拥有数千年的开采历史。然而,在现代社会,煤矿却似乎没有什么存在感,我们对煤矿的认知,在很多时候来自于矿山事故。的确,安全是矿山的最大痛点,预防灾难的发生也成为煤矿企业的第一大要务。与此同时,伴随着人们生活水平的提高,煤矿企业面临着招工难的问题,年轻人不愿意进入到环境恶劣的矿下工作,员工老龄化现象日益严重。

解决上述痛点的唯一出路是实现煤炭企业的数字化转型,推进智能矿山的建设,在解决安全问题的同时,大幅度改善矿下作业环境,实现自动化、智能化生产。对此,国家有关部门也在政策层面给予了大力支持。早在2016年,国家发展改革委和国家能源局印发的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中,就提出了要加快隐蔽致灾因素智能探测、重大灾害监控预警、深部矿井灾害防治、重大事故应急救援等关键技术装备的研发和应用,以实现煤炭的安全开采。2018年5月,国家标准《智慧矿山信息系统通用技术规范》(GB/T34679-2017)正式颁布实施。今年2月,国家发改委、能源局等八部委又联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,标志着我国煤矿的智能化进程全面开启。

焕发新机的百年老矿

坐落在淮河平原腹地的淮河能源集团,是我国知名煤炭企业,常年稳居中国企业500强之列,是长三角地区能源安全供应的主力军。自1897年开埠建矿算起,淮河能源已经走过了123年的风雨历程,是典型的百年老矿。经历了开埠创立、艰难创业、改革创新三次飞跃之后,如今的淮河能源正在加快向综合能源服务商转型升级。

在此进程中,淮河能源认识到信息技术与工业化深度融合产生的巨大能量,认识到能源行业数字化转型迫在眉睫,把信息技术作为其实现高质量发展的助推器和倍增器。自2012年起,淮河能源与华为公司合作,开启了一条实现蜕变的智能兴矿之路,使得百年老矿焕发出了新的活力与生机。2020年通过与华为的战略合作,淮河能源正在努力打造富有自身特色、走在行业前列、具有较强示范引领作用的智慧综合能源新业态新模式,为能源行业高质量发展注入新动能。华为则充分利用和发挥自身在云、AI、5G等方面的优势,推动淮河能源实现数字化转型,共同打造智能煤矿的全球标杆。

淮河能源井下作业可视化平台

淮河能源的智能兴矿之路

对于像煤矿这样的传统产业而言,数字化和智能化是一个长期的过程,打基础、建平台、上应用都需要扎实推进,通过科技赋能来实现传统产业的升级转型。在“新基建”的三大板块中,融合基础设施也位列其中。这主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成融合基础设施,包括智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。作为国内智能矿山建设的先行者,淮河能源的智能升级,是从智能矿山一张网做起的,在此基础上建设了智能矿山可视化平台和智能矿山数据底座。

网络是开启数字化、智能化的基础。对于矿山而言,保障矿区的通信、矿车的调度、视频安全监控、无线巡检、应急指挥等一系列业务的开展,网络的无缝覆盖是前提。华为网络解决方案通过矿山一张网,构建起了互联互通、统一高效、综合承载的矿山融合网络,围绕洞山、顾桥、蔡家岗、潘集四个节点组建环网,充分提升其稳定性、可靠性。生产网、办公网均采用接入、汇聚、核心三层架构设计,生产、办公网通过隔离技术进行网络隔离,充分保障网络安全、稳定。对整个网络架构的VLAN、IP地址划分原则及规范做总体规划设计,并对按规划设计进行实施,生产网络进行双链路优化。整个方案借助数字化解决方案,未来可向SDN(软件定义网络)演进,助力淮河能源打造一张可实现资源共享和弹性,提升系统可靠性,能够自动化部署提升新业务上线速度的网络,加速了淮河能源数字化转型过程,实现了“数字化颠覆”。 作为一个全新的视频平台,淮河能源可视化平台覆盖井下生产、调度、批带、电力控制、车皮运输、主矿提煤、风井等所有环节。实现每20米一个监控布置,员工作业、业务运行全部实现可视化,可实时观看调用。这样,无论是生产部门还是管理部门都可以直观地了解和掌握监控井下和各个作业区域的动态,实现矿区的安全生产,同时改变了原来的视频条块问题,实现了全网视频的互联互通,和智能化安全预警。

在此体系下,淮河能源建设了煤矿安全大数据平台,成为智能矿山的数据底座。通过大数据的科学运用,瓦斯治理、水害防治、顶底板灾害等领域,都实现了业务数据化和数据业务化。通过对大数据进行价值挖掘和分析,淮河能源得以不断优化生产工艺,不断完善决策体系。

华为智能矿山解决方案整体架构

“懂行”的智能矿山解决方案

中国是世界上探明矿产种类最多的国家之一,也是开采条件最复杂的国家之一,深矿、贫矿、小矿比重大。因此,要实现矿山的智能化难度很大,但需求也更为迫切。好消息是,大数据、物联网、5G、云计算、AI等新兴技术正在走向成熟,这可以帮助智能矿山逐步从概念走向落地,从愿景走向现实。华为的智能矿山联合解决方案综合了业界在智能矿山建设上的实践探索,并深度结合了华为的5G、AI、鲲鹏云等新ICT技术,具备无线化、鲲鹏云化、平台化、智能化的“四化特征”。华为智能矿山联合解决方案,采用“3个1+N+5”的整体架构,即矿山一张网、矿山一朵云、矿山一平台、以及N个应用与5个中心。

矿山一张网,构建互联互通、统一高效、综合承载的矿山融合网络;矿山一朵云,构建安全可控、弹性灵活、运维高效的数字化底座;通过一平台,则打破烟囱式系统,形成数据共享、能力共享、开放统一的矿山数字平台。在华为提供的“3个1”的基础上,合作伙伴基于华为数字平台提供的数据和服务开发出各种场景化的应用,解决煤炭行业实际生产和经营管理问题,由此形成了“N个应用”。上面各类业务应用,进一步构成了“智能矿山五中心”,即决策指挥中心、安全生产中心、综合集控中心、智能巡检中心以及经营管理中心,推动矿山应用全面智能化,助力智能矿山走向集约化、高效化。在保持技术领先的同时,华为能够如此深入煤矿的典型场景进行深度需求挖掘,得益于其“懂行”,能够“从行业中来,到行业中去”。

《山海经》里的飞天童话正在逐步成为现实。在不远的未来,人类将有机会在月球、火星等地外星球建立自己的基地,在梦想成为现实的过程中,科技进步成为核心推动力。无论是像淮河能源这样的矿山企业,还是像华为这样的IT公司,都在扮演科技赋能者的重要角色,为各行各业赋能,也在为人类的梦想赋能。

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