隨著全球資源市場競爭的日益激烈，聚焦無人、少人、數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級的礦山行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，礦山企業(yè)智能化建設(shè)的作用日益彰顯。
建設(shè)完善的智慧礦山綜合管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)與管理，不僅能夠有效提高礦山生產(chǎn)的安全性，還能提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)對資源的合理調(diào)配，是提升企業(yè)的核心競爭力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要選擇和重要突破口。東土科技基于自身在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域“根技術(shù)“的研發(fā)積累與創(chuàng)新開拓，構(gòu)建了成熟完善的智慧礦山解決方案。
東土科技智慧礦山解決方案基于智能化煤礦行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的參考模型，采用”端、邊、云、用“的技術(shù)架構(gòu)，從下往上，分為設(shè)備層、傳感層、邊緣層、中臺(tái)層和應(yīng)用層，并聚焦于邊緣層、中臺(tái)層和應(yīng)用層，賦能設(shè)備層，完整體現(xiàn)了東土科技在智慧礦山行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品能力，已在眾多項(xiàng)目中實(shí)踐落地。具體如下：
以東土科技自主可控、技術(shù)優(yōu)越的工業(yè)交換機(jī)家族為支撐，建設(shè)了以“萬兆環(huán)網(wǎng)核心骨干、萬/千兆分支接入”為理念的礦井工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“視頻、控制、安監(jiān)、調(diào)度等”綜合安全接入，并與5G專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合互通，實(shí)現(xiàn)井上井下信息網(wǎng)絡(luò)的改造升級，為智慧礦山的實(shí)現(xiàn)搭建了重要的網(wǎng)絡(luò)支撐。
東土拓明科技智慧礦山綜合管控平臺(tái)，通過建設(shè)信息化集成門戶，實(shí)現(xiàn)礦山“采、掘、機(jī)、運(yùn)、通”相關(guān)的安全生產(chǎn)、監(jiān)控預(yù)警、安全管理等業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理信息及礦井場景模型的疊加集成，為安全生產(chǎn)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、經(jīng)營決策等提供多維數(shù)據(jù)支持。徹底打通了礦山從綜采工作面到遠(yuǎn)程操作終端各個(gè)環(huán)節(jié)，使數(shù)據(jù)發(fā)揮出最大效能，打破限制企業(yè)發(fā)展的數(shù)據(jù)“瓶頸”，實(shí)現(xiàn)了“智慧礦山”的初衷和目標(biāo)。形成了“自設(shè)備層——傳感層——邊緣層——中臺(tái)層——應(yīng)用層”的一整套的智慧礦山產(chǎn)品格局。
東土拓明科技礦山AI智能泡沫浮選專家系統(tǒng)，用機(jī)器視覺代替“人眼”實(shí)時(shí)地監(jiān)控泡沫浮選狀態(tài)，并調(diào)整浮選參數(shù)，將圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到浮選工藝中，提高浮選工藝水平，實(shí)現(xiàn)浮選過程的智能化操作與信息化展示。
目前，東土科技智慧礦山解決方案已應(yīng)用于多家礦山企業(yè)，其內(nèi)容包括：智慧礦山一張圖、綜合信息化門戶、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙、結(jié)合邊緣計(jì)算的集中控制系統(tǒng)、AI視覺自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)、AI視覺智能軟測量系統(tǒng)、AI智能泡沫浮選系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)等。案例如下：
01某煤業(yè)公司信息化智能礦山建設(shè)項(xiàng)目
按照集團(tuán)“一網(wǎng)打盡、一屏盡攬、互聯(lián)互通、信息共享”的建設(shè)目標(biāo)，煤業(yè)公司“終端機(jī)械化+系統(tǒng)自動(dòng)化+綜合智能化+管理信息化”的建設(shè)方向，該煤業(yè)公司下屬兩個(gè)礦分別于2020年12月底、2022年4月底，綜合信息化建設(shè)已基本實(shí)現(xiàn)并上線運(yùn)行，現(xiàn)場使用效果良好。
信息化建設(shè)內(nèi)容主要包含：基礎(chǔ)設(shè)施、綜合自動(dòng)化平臺(tái)、綜合信息化集成平臺(tái)和礦井?dāng)?shù)據(jù)中心，以及項(xiàng)目形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編撰工作。通過綜合信息化平臺(tái)、GIS系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化平臺(tái)、三維可視化等建立了系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制和體系架構(gòu)，滿足礦井進(jìn)行視頻調(diào)取、語音報(bào)警、實(shí)時(shí)報(bào)警功能、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等功能需求。通過信息化建設(shè)，已逐步實(shí)現(xiàn)用自動(dòng)化、信息化替代人工操作和管理，為實(shí)現(xiàn)安全可靠、人員減少、效率提升奠定了基礎(chǔ)，并已初見成效。實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)作業(yè)場景從人工到技術(shù)裝備的轉(zhuǎn)變、實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，融合對接，使礦山管理信息化水平邁上新臺(tái)階。
具體實(shí)施成果如下：
1）綜合信息化集成平臺(tái)：共設(shè)計(jì)了550個(gè)功能菜單，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、無紙化業(yè)務(wù)流程奠定了基礎(chǔ)，建立了“一處錄入、處處共享”的數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)。
2）基于GIS的全息“一張圖”：全面展示安全生產(chǎn)相關(guān)信息，充分體現(xiàn) “一屏盡覽、一網(wǎng)打盡、互聯(lián)互通、信息共享“的要求，使領(lǐng)導(dǎo)和管理部門能夠及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地掌握安全生產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)對“地域、業(yè)務(wù)”的全覆蓋，改變煤礦現(xiàn)有的管理模式，達(dá)到 “以圖管礦、以圖管量、以圖救災(zāi)”的目的。
3）礦山三維可視化：采用3DGIS技術(shù)全面構(gòu)建煤礦的采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各專業(yè)子系統(tǒng)仿真模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全礦井“監(jiān)測、控制、管理”的一體化，為煤礦安全生產(chǎn)管理提供保障。
4）綜合自動(dòng)化平臺(tái)建設(shè)：采用了虛擬化云平臺(tái)技術(shù)將我礦接入獨(dú)立的、分散的、局部的各自動(dòng)化子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚和業(yè)務(wù)集成，建立了共計(jì)50余個(gè)子系統(tǒng)的一體化管理平臺(tái)，并為信息化平臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析提供了數(shù)據(jù)資源。
5）生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)：接入了煤業(yè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，并根據(jù)兩井調(diào)度的相關(guān)要求實(shí)現(xiàn)定制化的電子臺(tái)賬及權(quán)限控制，后期按煤業(yè)和礦井要求完成數(shù)據(jù)間的縱向貫通。
6）設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)：對主要設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理，提升設(shè)備利用率，降低了維護(hù)成本。
7）領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙：基于輕量化3D引擎，為領(lǐng)導(dǎo)層和管理層打造一站式指揮駕駛艙，實(shí)現(xiàn)安全、生產(chǎn)、經(jīng)營、調(diào)度的智能決策.
8）煤礦大數(shù)據(jù)分析：以礦井生產(chǎn)自動(dòng)化、信息系統(tǒng)集成化為基礎(chǔ)，結(jié)合集團(tuán)、煤業(yè)相關(guān)安全、生產(chǎn)、經(jīng)營等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立起系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、輸出和決策支持模型，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息化管理，降低安全生產(chǎn)事故隱患。
9）全礦地面及井下萬兆工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)的建設(shè)：為既有自動(dòng)化子系統(tǒng)從原有可視化等安全系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)剝離，以及未來采、掘、開、修、鉆5大生產(chǎn)主導(dǎo)工藝終端機(jī)械化建設(shè)架好了“橋梁”。
02某礦業(yè)集團(tuán)基于AI視覺智能泡沫浮選圖像分析系統(tǒng)項(xiàng)目
通過建立銅礦泡沫浮選機(jī)器視覺系統(tǒng)，用機(jī)器視覺代替“人眼”實(shí)時(shí)地監(jiān)控浮選狀態(tài)，并調(diào)整浮選參數(shù)，將圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到浮選工藝中，提高浮選工藝水平，實(shí)現(xiàn)浮選過程的智能化操作與信息化展示。
本項(xiàng)目在2020年底成功通過了驗(yàn)收，并在某礦業(yè)20多個(gè)礦山開展了推廣工作。
本次研發(fā)主要成果如下：
1）基礎(chǔ)檢測能力開發(fā)：基于深度學(xué)習(xí)--目標(biāo)檢測實(shí)現(xiàn)浮選液面泡沫目標(biāo)識(shí)別，定位模型研發(fā)；
2）中間分析-統(tǒng)計(jì)能力開發(fā)：基于浮選泡沫識(shí)別、定位結(jié)果，實(shí)現(xiàn)如下統(tǒng)計(jì)檢測結(jié)果計(jì)算：
——液面大泡沫數(shù)量統(tǒng)計(jì)；
——基于泡沫跟蹤，實(shí)現(xiàn)液面流速、流向監(jiān)測；
——液面顏色監(jiān)測；
——上述指標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與歷史變化趨勢展現(xiàn)。
3）浮選液面異常情況檢測能力開發(fā)：最終，基于上述監(jiān)測指標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)對浮選液面正常、冒槽、堵礦三類工況的檢測與異常告警輸出。
