HCPS理论体系下新一代智能煤矿发展路径

在当前煤矿智能化高质量工业发展背景下,基于新一代智能制造“人-信息-物理系统”（HCPS）技术机理,提出了以人为核心的新一代智能煤矿理论体系和技术路径。通过介绍近代煤矿机械化-信息化-智能化的生产模式演进和人、信息系统、物理系统的技术发展,以及新一代智能煤矿发展过程中主要面临的关键场景技术,构建了新一代智能煤矿的HCPS技术体系,阐述了人、煤矿信息系统、煤机装备物理系统相互协同作用机制,并从人、煤矿信息系统、煤机装备物理系统及三者集成这4个维度给出了HCPS技术组成要素。根据以人为核心的发展理念,提出了新一代智能煤矿HCPS理论体系下人机协同技术路径,重点阐明了煤矿安全生产目标下人机自主协同交互模式、人在回路的煤矿安全生产态势感知、人机信任与交互模式下的煤矿系统控制共享、煤矿任务场景的人机信息交互可视化应用开发等核心技术。指出采矿、机械、信息、计算机、管理等多学科交叉人才培养与实践,煤矿管理创新、安全制度创新、生产模式创新、人员工种创新等,是新一代智能煤矿发展的2个关键点。     

5G MEC使能工业互联网的思考探讨

MEC借助5G网络能够发挥重要作用,尤其是在工业互联网场景下。为推动MEC商用落地,ETSI、3GPP等标准组织旨在通过基础技术架构变革满足新业务需求。众所周知,工业业务类型和场景丰富,对MEC来说是极大的挑战,需要MEC至少满足设备管理、QoS感知、融合TSN、边缘AI推理、云网边端协同等能力,以赋能工业核心生产环节;推动标准落地,助力工业智能化升级,是未来的发展方向。     

金家渠煤矿智能化建设探索与实践

介绍了金家渠煤矿智能化建设的现状：完成了万兆工业环网、4G无线通信系统、数据中心等智能化煤矿信息基础设施建设,实现了业务集中管控、系统应急联动、数据共享互联、部分生产子系统自动化控制。明确了金家渠煤矿智能化建设目标：2022年完成初级智能化煤矿建设,2025年完成中级智能化煤矿建设。分享了智能化建设经验：采用矿端私有云数据中心提升设备利用效率;采用万兆工业环网+4G无线网络满足智能化煤矿建设需要;以点及面,逐步凝聚必须开展智能化建设的思想共识。对人工智能(AI)图像识别、轨道运输智能化等相关智能化技术应用进行了探索。     

煤矿智能化综合管控平台研究

现阶段煤矿智能化建设步伐进一步加快,而智能化综合管控平台作为智能矿山建设的核心与大脑,承担煤矿多业务协同管控、数据资产沉淀、数字化转型升级与高质量发展的使命。结合国家能源集团智能化综合管控平台建设指南及煤矿侧协同管控业务应用需求,规划煤矿智能化综合管控平台的定位、架构、建设内容及关键技术。煤矿智能化综合管控平台将人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术与煤矿安全生产业务深度融合,基于统一的智能矿山基础平台,实现安全融合监视、生产集中监控及综合业务协同等智能应用,为煤矿固定场所无人化和少人化、灾害综合防控与数字化转型奠定基础,助力煤矿企业高质量发展。     

山石网科构建以AI为核心的云安全防护体系

基于对人工智能多年的积累和实践,5月31日,山石网科在长沙的“未来已至-AI定义的云计算数据中心安全技术发展峰会”上,正式推出了“AI定义的云计算数据中心安全防护体系”.体系包括：高性能的云计算数据安全防护平台X10800;基于AI三大威胁检测能力：垃圾邮件防御服务,僵尸网络C2防御服务,IP信誉库服务;高性能2U云数据中心入侵防御系统;智能感知、随需而变的云计算安全解决方案;以及为用户数据安全能力赋能的云数据库审计与防护解决方案.     

KubeEdge-Sedna v0.3:迈向次时代自动定制的AI工程范式

全球边缘AI市场规模持续增长.当前阻碍边缘AI规模复制的技术挑战主要是边侧小样本与边缘数据异构.另外,边缘AI客户往往存在数据安全合规与边缘AI服务离线自治需求.基于学界终身学习方法,我们首次正式地定义边云协同终身学习问题,发布业界首个开源边云协同终身学习.边云协同终身学习通过(1)多任务迁移学习适应不同边缘局点数据异...     

基于工业互联网的矿井排水泵智能运维研究

分析了矿井排水泵存在的运维难点,同时基于工业互联网技术对智能运维系统结构、主要功能以及关键技术进行了详细分析和描述,关键技术包括边云协同、云组件技术和改进k-means算法。结合矿井排水泵实际需求,开发了智能运维系统,并应用于矿井排水泵,提高了矿井整体运维效率。     

工业互联网边缘计算数据管控标准

在工业系统信息化与智能化逐步推进的形势下,边缘计算已变得越发重要。相比云计算在大数据处理分析方面的优势,边缘计算在低延时与高可靠的场景中有着云计算无法替代的优势。边-云协作已经成为工业互联网、自动驾驶、智慧城市等边缘计算重要场景的新趋势。利用云的强大计算与储存能力来处理历史数据进行分析优化,而依靠边缘计算的能力解决高实时性任务。然而,现有的边-云协作数据管控缺乏统一标准,造成各个平台与设备兼容性差,导致工业互联网无法互联互通。因此,IEEEP2805边缘计算节点系列标准的设立为自主管理、数据清洗缓存、边-云协同机器学习等方向提供了标准化参考。     

5G通信技术及其在煤矿的应用构想

近年来我国煤矿无线通信系统首选WiFi和4G通信技术,随着煤矿智能化建设的发展,现阶段煤矿无线通信系统的性能已无法满足煤矿智能化发展的各项需求。对比前几代移动通信技术,阐述了第五代移动通信技术(5G)关键技术及其性能优势;给出了矿用5G无线通信系统的组成及组网方式;结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求,提出了5G通信技术在煤矿的应用场景,如井下无人驾驶及智能运输、全矿井位置服务、设备远程操控、故障远程诊断、大宽带业务数据传输、煤矿机器人云端控制、全矿井安全监测信息采集、虚拟现实/增强现实矿山等;指出针对煤炭行业的5G技术应用场景还需不断挖掘和完善,且由于5G网络对承载网要求较高,煤矿应预估部署成本,结合自身发展状况和需求搭建矿井5G通信网络。     

AI智能视频识别分析技术在智能化掘进的研究与应用

在分析金家渠煤矿AI智能视频识别分析技术5层架构(感知层、硬件支撑与传输层、平台层、应用层及展示层)基础上,围绕煤矿掘进作业循环过程中截割、支护及其过程中的安全防护等环节,针对掘进过程中人员进入危险区域、掘进作业人员劳动防护用品穿戴、掘进作业临时支护前探梁识别等场景,探索引入AI智能视频识别分析技术,实现危险区域违规闯入识别、作业人员违规穿戴识别、临时支护前探梁识别,以提升智能化掘进过程中安全管理水平。     

基于新一代互联网技术的云矿山建设

在全矿井综合自动化信息平台的基础上,提出了将新一代互联网技术应用于云矿山建设的方案,并结合了虚拟化、云存储等技术的应用;研究了新一代互联网所涉及的云联、基础承载网络、物联网等关键技术特点,重点阐述了基于新一代互联网技术的云矿山建设的体系结构、主要建设内容、系统特点。     

针对工业安全场景的智能管控平台研究与应用

针对复杂工业场景安全管控的痛点问题，通过融合物联网、人工智能、5G、边缘计算等新一代信息技术，提出了建设具备感知、监测、预警、处置、评估等功能的全场景工业安全智能管控平台的思路。该平台分为设备层、边缘层、云层以及应用层，实现了人机料法环全要素覆盖，提升了企业安全生产数字化、网络化、智能化水平，为智能安全管理平台的建设提供理论、模式以及体系架构方案的支持。同时，平台采用大企业共建-小企业共享的服务模式打造了智能安全生产行业新生态。     

AI智能技术在融媒体平台中的应用分析

随着互联网的发展和媒体形态的多样化,融媒体平台已成为现代媒体发展的重要趋势。AI智能技术作为一种新兴的技术手段,在融媒体平台中具有广泛的应用前景。为进一步促进AI智能技术与融媒体平台的相互融合,特构建融媒体平台AI智能系统。本文对AI智能技术在融媒体平台AI智能系统的应用进行深入研究和分析,包括在字幕识别、语音识别、自然语言处理、语义理解、人脸识别及关键词提取等方面的应用,以促进AI智能技术在融媒体平台的健康发展。     

智能化煤矿大数据治理关键技术研究、实践与应用

针对智能化煤矿建设过程中存在的“数据孤岛”现象严重、数据质量低、数据治理体系缺乏、数据赋能不够充分等问题,分析了智能化煤矿大数据治理的基本需求,研究了智能化煤矿的数据采集和存储、数据清洗与标准化处理、数据资产规划、数据共享交换等关键技术。结合小保当煤矿数据治理现场实践情况,提出了基于工业互联网体系的智能化煤矿大数据治理总体技术架构,该架构功能与智能化煤矿大数据治理的基本需求相对应,向下实现多源异构感知数据的接入、集成和融合,向上为各种煤矿智能化应用开发提供数据服务,中间沉淀煤矿各类业务指标、模型算法,形成煤矿重要的数据资产。基于不同的数据接入协议,通过数据接入存储服务统一接入煤矿各系统的数据;通过数据清洗与标准化服务实现数据加工,提升数据质量;采用分层治理架构将数据转换为体系化的分层数据资产;通过数据共享服务将数据资产以标准接口的方式提供给其他系统使用,实现数据价值落地。从煤矿单系统应用、矿井级应用和公司级系统应用全方面展示智能化煤矿数据治理成果在不同业务场景下的实践应用情况,智能化煤矿大数据经过统一的数据治理之后,能够实现数据的融合应用,打破数据孤岛,提升数据质量,形成煤矿独有的数据...     

基于AI的工业互联网网络安全态势平台设计

工业互联网安全对保障与增强国家制造能力和网络建设能力具有举足轻重的作用。从这一角度来说，工业互联网安全不仅关乎工业生产结果，而且与工业制造的各种设备平台息息相关，为保障基于网络生产的工业安全，需不断打造更高水准的互联网网络安全平台。如今，工业互联网发展迅速，与网络安全态势相关的平台与日俱增。而人工智能在工业互联网网络中的运用具有显著的双面性，既有推动作用，亦有安全隐患，如何打造基于AI的工业互联网网络安全态势平台是本文将深入探讨的主旨。     

郭家湾煤矿智能化信息系统建设研究

煤矿智能化信息系统的建设可为煤矿综合管理提供平台,提高煤矿生产效率,预防和减少重大事故发生,为安全生产应急指挥提供监控手段。结合郭家湾煤矿智能化建设现状,从智能一体化管控平台、煤矿数据中心、“一张图”管理系统、智慧园区、IT基础设施、网络安全、底层自动化系统7个方面,阐述了煤矿智能化信息系统建设方案及目标,并分析了系统的安全效益、社会效益和经济效益。     

井工煤矿运输系统智能化技术现状及发展趋势

井工煤矿运输系统按运输对象不同可分为主运输系统和辅助运输系统。阐述了我国井工煤矿主运输系统和辅助运输系统底层装备和系统智能化技术现状,从顶层规划和标准体系、单机智能化等方面分析了主运输系统和辅助运输系统智能化技术存在的问题。重点介绍了3种主运输系统智能化关键技术,包括基于全数字化的FCS（现场总线控制系统）分布式带式输送机通信控制技术、基于机器音视觉的多传感融合增强型带式输送机保护技术、煤流线协同经济运行控制技术,以及2种辅助运输系统智能化关键技术,包括基于工业互联网架构的煤矿井下辅助运输管控一体化技术、煤矿井下车联网及无人驾驶技术。结合《煤矿智能化建设指南（2021年版）》对智能主煤流运输系统和智能辅助运输系统的要求,从近期和中远期阐述了井工煤矿主运输系统和辅助运输系统智能化发展趋势及目标。提出现阶段我国井工煤矿主运输系统应重点研究基于机器音视觉多传感融合的带式输送机增强型保护和检测技术、智能巡检机器人技术等,辅助运输系统应重点研究精细化闭环管控和高级辅助驾驶技术。     

工业设备运维云平台的设计与实现

实现工业设备的泛在接入、交互协同与高效管理是工业智能化的必要条件。针对工业场景中设备管理杂乱、维保困难、设备利用率低等问题,设计和实现了一种工业设备运维云平台,平台采用B/S架构及层次化的结构设计,包含设备接入、设备管理、数据监控、状态告警、设备维保等典型功能模块。初步实践应用表明,平台具有良好的适用性和扩展性,具有良...     

基于IEC 61499的工业人工智能分析与控制平台

随着人工智能技术的发展和成熟,工业领域越来越多地开始采用人工智能技术解决复杂场景下的控制问题。但是,目前工业现场控制常用的编程语言（IEC 61131）和编程平台,都不能自然地引入人工智能方法和技术。随着强调开放和复用的新一代工业控制标准IEC 61499的演进,4PIC平台创新性地把人工智能技术与IEC 61499相结合,将智能传感、智能建模和智能控制封装为IEC 61499的功能块,实现了人工智能技术与工业现场控制编程的无缝融合。目前该平台已经在水泥,冶金等领域实际项目落地,提高了工厂的智能化水平。     

全源矿井定位:一种智能煤矿位置服务新范式

矿山动目标定位系统为煤矿智能化建设提供基于位置的服务。而传统的矿井定位系统中定位信标与定位标签之间大多采用单一或组合通信技术,结构不灵活,覆盖范围受限,鲁棒性不高,定位精度有限;使用单一或组合测距技术,无法根据使用场景的不同自适应选择最优测距技术;位置求解算法固定,无法根据使用场景的不同和信号变化自适应选择最优求解算法。提出了全源矿井定位新范式,可根据定位环境和目标承载平台的变化,从所有可用定位信号测量设备中动态选择满足当前需求的最优设备组合,自适应地从可用的测距算法、位置解算算法、结果优化算法中选择最优的算法组合,计算出目标节点的最优位置。给出了全源矿井定位系统架构,探讨了矿井中可用的定位信号测量设备和可用于定位的测量属性值类型,对比了单一矿井定位与全源矿井定位在定位服务器方面的功能差异。研究了全源矿井定位中的3项关键技术:统一定位框架技术,旨在解决全源定位的模块化、组合式、可扩充需求;全源定位信息融合技术,对测量属性值进行有机组织,达到提高定位精度的目的;通信定位一体化技术,通过无线通信网络本身所具有的定位能力,简化全源矿井定位系统的设计并提高定位精度。提出了基于“端-边-云”的全源矿井定位系统实施架构,以便与煤矿智能化的主流建设模式相适应,大幅降低实施难度和系统成本。