李红耀，郝志伟

(山西焦煤集团有限责任公司， 山西 太原 030024)

随着新一代信息技术不断创新突破，数字化转型日益成为推动经济社会发展的先导力量[1-2]. 我国目前正加快传统产业数字化智能化，做大做强数字经济，引导数字经济和实体经济深度融合，推动经济高质量发展[3-4]. 近年来，煤炭生产管理精益化、煤矿智能化等建设加速，煤炭行业以5G、物联网、人工智能等新一代信息技术为抓手推动煤炭生产智能化、少人化、高效化[5-7].

山西焦煤作为全国最大的炼焦煤企业，煤炭资源分布广，地质构造复杂，瓦斯、水害等各种灾害严重，造成煤矿开采技术要求高，生产、安全、经营管理难度大，虽然在不同时期建设了相关信息化系统、自动化系统，取得了一些成效，但由于缺乏统一规划设计，造成各个系统独立运行、业务数据割裂，信息孤岛现象严重，无法实现安全生产经营信息集成和业务协同，制约了企业的发展。因此，建立一套集安全生产经营为一体的多要素、多维度、多层次的数字化、智能化集团云边端的统一管控平台显得尤为迫切。

1 平台建设目标

通过建设山西焦煤安全生产经营数智化管控平台，将集团安全生产经营数据标准化、业务流程标准化，建立基于大数据的煤矿安全生产智能诊断模型、危险源预警模型、安全生产综合分析模型、煤炭产销平衡联动模型等，实现煤矿基础地测、生产技术、监测监控、综合自动化、安全管理、经营分析等业务数据的横向协同和纵向贯通，实现山西焦煤集团管理的协同调度、集中管控及科学决策，形成集团公司的安全生产共享大数据平台，为集团数字化转型提供有效支撑。

2 平台建设实践

山西焦煤安全生产经营数智化管控平台是国内首个基于“一张图”使用JAVA语言开发的煤矿行业大型集团综合管理系统平台，按照“总体规划、分步实施、试点引领、全面推广”的原则建设。建设步骤如下：

1) 建设标准规范体系。

建设统一的标准规范体系，旨在实现对集团各层级采、掘、机、运、通与水、火、瓦斯、顶板等安全生产相关数据存储、管理流程标准化。

2) 部署矿端管理软件。

在煤矿边缘计算中心采用虚拟化技术，部署一套客户端管理软件，通过矿端工业互联网平台和时序数据库，实时采集相关工业数据，实现煤矿安全、生产、经营等业务数据的协同联动和信息共享；同时建立数据仓库，实现多系统的多源数据采集和多维度的数据分析。

3) 部署集团端管理软件。

在“山西焦煤能源云”集中部署一套基于“地测一张图”的平台管理软件，通过“山西焦煤一张网”实现集团公司、二级公司、煤矿的数据共享和穿透式管理。

4) 部署平台安全软件。

通过建设“山西焦煤一堵墙”，强化集团网络信息安全和煤矿工控安全，确保平台的安全运行。

3 平台建设内容

3.1 集团端功能模块

平台集团端包括如下模块，即“一张图”综合信息服务、综合调度管理、生产技术综合管理、地测防治水管理、一通三防管理、机电运输管理、综合监测预警管理、安全管理、应急救援管理、数字档案管理、决策支持及系统管理。

3.2 矿端功能模块

平台矿端除使用集团端功能模块外，还搭建工业互联网平台、时序数据库和数据仓库。平台主要包含以下7大系统：

3.2.1 基于协同GIS的“一张图”生产技术管理系统

通过该系统实现地测、通风、采矿、供电、设备等专业技术的图形数据管理，形成对象化、参数化的设计图快速生成机制。基于网络服务，实现通风专业图形生成处理、网络解算及通风信息查询。通过供电设计图形协同，实现数据管理、设备选型、供电制图、整定计算和自动生成报告。

3.2.2 基于GIS的煤矿安全信息集成应用系统

通过该系统实现安全综合管理、隐患闭环管理、质量标准化、动态评估诊断、应急救援的业务数据管理、浏览查询和统计分析，实现对各单位的隐患、安全风险进行统一管理和综合展示，定时定点对各单位进行巡查复查工作，实现应急预案、资源保障、应急演练的信息化管理，对安全状况进行评估诊断，发现问题，分析问题，提出处理措施。

3.2.3 煤矿生产技术“一张图”管理信息系统

通过该系统把各矿基础信息、生产信息、生产技术信息、地质测量信息、“一通三防”信息、机电设备信息、综合监测监控信息、采掘衔接计划、生产调度综合信息等完整地管理起来，并通过各个维度将数据进行比对分析的综合应用，实现对矿井生产技术信息资源的收集、分类整理、筛选、分析和管理。

3.2.4 煤焦运销管理信息系统

通过该系统实现对煤焦产品销售、配煤、装车、装船、运输、到货、验收等进行信息化、流程化管理，形成煤焦运销全环节、全流程的数字化管理。

3.2.5 安全生产经营综合管理移动门户系统

通过该系统实现对企业安全生产运营综合评价指标信息的展示，随时随地可移动办公，并可随时随地查询调度信息、生产信息、安全信息、经营信息，实时查看矿井在线监测和自动化实时数据以及异常数据。

3.2.6 煤矿安全生产大数据智能分析系统

通过该系统在大数据服务平台基础之上搭建大数据综合可视化分析系统、安全隐患排查治理智能分析系统和煤矿井下自然灾害预警系统，提供矿山安全生产数据的OLAP和空间OLAP综合分析，以及面向安全隐患排查治理的数据挖掘分析。

3.2.7 综合管理系统

该系统包括用户组织机构、权限管理及工作流配置，实现企业组织机构、权限设定、功能模块的维护，以及工作流程的定制。

4 平台建设成效

4.1 平台解决的关键共性技术问题和运行效果

平台解决了信息融合与应用单一问题；实现了基于全公司GIS“一张图”协同和服务及多级架构分布式在线协同；实现了基于全公司煤矿大数据分析的安全生产动态诊断；实现了基于“一张图”和云服务的安全生产经营管理信息共享平台，达到综合信息的智能展示和预测预警的目标；建立了多业务综合调度管理系统，实现了煤矿业务全覆盖；建立了满足智能煤矿安全生产管理和应用的数据标准规范体系，实现了基于智能图像识别技术的检测预警。

平台运行效果图见图1,2,3.

图1 山西焦煤安全生产经营数智化管控平台总览图

图2 平台产洗运销综合分析图

图3 马兰矿智能化工作面信息图谱

通过平台一体化管控，实现了集团业务管控全覆盖和数据的共享协同，实现了集团业务流、信息流、资金流等的全程、实时、智能和网络化管控，提高了集团安全生产水平、经济运行质量和全面风险管控水平。

4.2 平台建成后带来的经济效益

项目建成了山西焦煤分布式协同一体化管理的数字化矿区，从生产、技术、安全、管理多个层面，有效保证煤矿安全生产数据的全面性、准确性和实时性，提高技术水平和管理效能，不仅降低生产和管理成本，而且减少安全生产事故所带来的人员和财产损失，经济效益显著。

4.3 平台建成后带来的社会效益

山西焦煤安全生产经营数智化管控平台的建设开展了煤炭企业集团日常安全生产经营管理模式的革命，基于“一张图”管理理念搭建的安全生产经营数智化管控平台，实现了煤矿安全生产信息的集成与共享、协同更新及智能分析与预警。适应了互联网+煤矿+大数据的国家战略，能够为煤矿安全生产管控提供基础技术保障，改善和提升了煤矿的整体形象，提高了煤矿安全管理水平。解决了智慧、高科技煤矿安全生产信息化管理的关键技术问题，为煤矿安全生产信息化和智能矿山建设奠定坚实的基础，具有较好的行业引领和典型示范作用。

5 结 语

山西焦煤安全生产经营数智化管控平台采用了云计算、大数据、工业互联网、数据仓库、边缘计算、数字孪生等新兴技术，通过“一朵云”“一张图”“一张网”“一平台”“一堵墙”的“五个一”建设，为大型煤炭企业集团化安全生产经营管理、企业数字化转型发挥了引领示范的作用，为山西焦煤数字化、网络化、智能化三化牵引蹚出了一条高质量发展的新路。山西焦煤将继续优化完善平台建设，持续推进集团转型，努力将山西焦煤打造成信息共享、标准统一、产业协同、战略融合、决策科学的最具影响力的世界一流炼焦煤企业。