涂云涛

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西 南昌 330000）

随着物联网技术、云计算技术等新一代信息科技的发展和其在科学物理行业的广泛运用，智能化变成继现代化、电化、信息化管理、全球信息革命以后又一个具备深入认知、深层互连和智能运用特性的大数据概念定义应时而生。矿山企业的生产制造和运营管理也因地质环境的开采繁杂、生产系统巨大、采掘自然环境变化多端等缘故，具备有别于其他行业的独特性。因而，在矿山开采形成自动化技术、数字化的基础上，把建筑智能化系统设计运用到矿山工程上，努力建设绿色、智能、可持续性发展的智慧矿山已变成重中之重。

1 建筑智能化

建筑智能化是现代持续发展的产物，它是将多媒体、计算机、通信等多种先进技术合理地结合在一起，对建筑内所涉及的信息资源进行科学管理，从而为使用者提供优质的信息服务，是智能化建筑建设的必然要求。在建筑中采取合理的措施对系统、结构、管理、服务等各个要素进行合理的优化组合，最终满足现代信息时代的发展要求，并能为人们提供安全、舒适、方便的一项现代化建筑智能化。建筑智能化系统在工程建设中的具体应用，为使智能化建筑物的功能得以合理发挥，智能建筑应满足下列两项要求：

（1）在具体应用过程中，智能系统能够满足用户的基本需求，从而为用户提供一个良好的居住环境，或为工作人员实际工作内容的展开提供相应的创意。

（2）在具体应用过程中，智能化工程建筑的管理方法、运作、维护保养等各种各样通讯设备务必要有效，并做好相对应的健全工作中，要能立即、精确地与外部建立联系，尽量避免过多资金投入。

2 矿山工程的建筑智能化系统设计

智能化矿山开采是一项复杂的系统工程，是矿山工程技术和管理模式、管理手段以及与5 G移动互联、网络光纤、物联网、云计算等信息内容技术相结合的全新升级。智能化矿山开采是一种智能化、可信赖、经济高效、低碳环保、可持续发展的矿山管理新模式。

2.1 核心特征

智慧矿山在大数据信息时代的发展模式下，将“智能”的核心理念实际运用到矿山的开采行业中。所以，智能化矿山以深层次认知、深层互连、智能运用为本质特征，致力于完成更深层次的认知、更加深入的联接、更广范畴的智能运用。

（1）更深层次的认知。智慧矿山的基础是物联网认知。矿山企业是一个繁杂的生产系统，随着综合性机械自动化和自动化技术水平持续提升，及其生产规模的不断扩大，企业对生产管理和操作规程的要求也越来越高，必须安装各种传感器，在矿山开采生产制造、经营和管理的各个领域选用物联网技术有关技术，以完成对矿山开采的人员定位系统、无线通讯、机械设备(综合自动化技术)、自然环境(安全探测、矿压探测等)等数据信息的整体性、全面性认知。

（2）更全方位的联接。智能化矿山开采的传感检测、操纵、管理方法及决策支持系统日趋繁杂，必须依靠通信网络、信息内容集成化等技术，完成系统软件内部、系统软件中间跨行业、跨时空的数据共享，通过及时、靠谱、全方位的方法来获取对矿山开采有利的信息内容，从而减少信息获取的时间以及资金投入。

（3）更普遍的智能运用。矿山开采工程的多元性，将传统式控制理论与管理模式作为基本规范，综合人工智能、自动控制、计量经济学、电子信息科学、管理方法工程、计算机视觉、信息论基础等多综合知识，选用更为合理的智能操纵和管理方案，完成矿山开采系统工程的智能化。

2.2 系统结构

以矿山开采系统工程为管理中心，搭建智慧矿山系统，运用当代管理方法和新一代信息科技，提升物质步骤、信息内容步骤、操纵步骤，包括专业知识的积累、应用价值的积累等，构成一个涵盖矿山生产经营各个阶段的复杂智能系统。从智能矿山的特征出发分析基本建设，明确提出了物联网认知层、深层互联层、智能网络层的总体架构。在图1中可以看到。

图1 智慧矿山总体架构

（1）物联认知层。认知层承担对物体开展鉴别，并搜集信息内容。传感器由许多感知元件组成，这些传感器能感知环境、机电工程、工作人员等信息，例如风力、排风量、温度、速度比、振动、工作电压、电流、输出功率等，传感元件包括甲烷、O2、锚杆压力、击穿应力、顶板离层环境等，也有方向跑偏、堆煤、粉尘、输送带移动等感应器，也有煤场料位、水位计、监控摄像头、 RFID等感应器。在矿山路面、矿井创建起很多的感应器感测器系统软件。

（2）深层互联层。连接网络的互联层负责根据未来基础设施安装网络设备，自物联认知层将各种信息内容传输给网络层。在路面、矿山开采下、网络交换机、光电转换器、无线路由器、服务器防火墙、网络服务器等机器设备上面开展了布线，并且根据 PHS或 WiFi网络进行无线网覆盖，共同组成一个覆盖所有煤矿的移动数据网络。

（3）智能网络层。智能网络层给予通用性、灵便、智能的业务流程。矿山开采智能化系统重点包含矿山开采综合性自动系统，员工智能管理系统，视频监控系统，紧急情况指挥系统，3 DGIS系统，安全性智能管理系统等，最后按照电力线通信业务平台传送到网络层进行统一管理，真正实现了矿井“采、掘、运、风、水、电、安”生产制造阶段的信息化管理、自动化技术、智能化系统操控，从而实现矿井生产制造和作业管理的升级。

3 建筑智能化系统设计在矿山工程的具体应用分析

3.1 物联化

物联化指根据感应器将由此可见性拓展到矿山开采系统，给予一种新的实时数据源，这类实时数据源之前没法应用(不能用或数据采集花费过高)。物化层关键包含各种各样感应器、电动执行机构、可编程逻辑控制板、分布式系统智能感应器等，其基本是操纵模块，并有很多实体线基础设施建设。应用当代无线通讯技术代表着不用应用物理布线，可将传感器和致动器置于一个环境中。矿井开采地质环境复杂，生产系统庞大，采掘自然环境变化频繁，因此必须利用物联网技术对整个采掘过程进行实时监测，以获取更多的信息。矿山开采客体、工业设备、各种各样系统均可按深入感知的规定，根据传感器和数据信息获取装置，以传感器表现出物体的静态数据，动态特征。为保证煤矿安全生产，必须开展信息内容认知获取工作：①对煤矿灾害风险进行感知，完成各类灾害安全事故的预警信息预测；②感知矿山开采周边的安全环境，完成主动型安全性维护；③感知矿山机械设备的一切正常运作状况，完成预料维护保养。

3.2 互联化

互联化的目地是将各种输入数据信息投射到重要事件中的一种服务，这种服务可以与其它在所有矿井中存在的相关信息内容紧密结合，从而生成丰富的数据库，以改进管理决策。互连层包含了互连工具软件、各种互连方法以及适用于智能应用的套件，根据各种各样通讯设备将信息内容部分归纳、全局性归纳，完成系统软件的按需组成、实际操作、提升，最终依据智能化、多元化开展生产活动，并最终通过机器设备将其反馈给客户。在矿山开采工程中，能够与之同时存在的控制系统数百甚至上千个，每一个都执行着自己特定的任务。当今，国家煤矿安全监察局已基本上进行监测监控、人员定位系统、应急避险、压风逃生、供电援救、通信联系等系统软件的基本建设。要合理地检测这些地区，就必须将系统结构中的数据监测合理地集成化起来，在互联网的层面上达到目标。互联性的核心技术和作用要求以下：①事件处理和业务流程。主题活动和流程；数据信息标志、结合和关联。②大数据挖掘与融合；行业有关信息实体模型；可互操作性信息内容架构；数据集成；协同数据库管理。③过程集成化；拓展现有系统并开放新的工作流程；检测工作流程；向系统和员工提供信息内容。

3.3 智能化

智能化是数学算法和统计分析工具在信息系统集成方面的新进展。基于智能系统软件和专用工具，完成了智能层的模拟仿真，实现了结果预测分析、情景模型和辅助管理方法，使管理决策更加科学。矿山开采管理者对专用工具和操作界面(连接运用和数据信息)的了解、需求是完成智能化的重要。智能关键反映在下列好多个层面：①根据用户需要，按需提供多种形式的服务项目；②具有普遍性，即服务项目在任何时候都是可行的；③具有灵活性，即服务项目在任何时候都是可行的；④具有全面性，即根据测算方法的复杂性和数学分析模型的复杂性，为决策人员提供智能改进服务。基于以上特点，智能化矿山的主要应用有：计算机终端服务器、电话、移动收集、智能终端设备、 IPTV、电视、手机视频、三维图形终端、实体模型终端设备等。

4 结语

信息时代的深入发展，给人们社会经济生活带来便利的同时，建筑智能化的发展也给工程行业带来了更加智能、灵活的技术。在矿山开采工程上应用建筑智能化系统设计，能够促进矿山开采工程的技术发展，形成智能化矿山。