王国法院士：智能化煤矿数据模型及复杂巨系统(2)

此外，还涉及多系统融合的兼容性问题、安全性问题等。当多个系统协同运行时，无论是空间、时间还是逻辑上都存在兼容协同的问题。每个子系统都需要评估在外部数据介入情况下的系统收敛性、稳定性及安全性。笔者团队对智能化煤矿复杂巨系统的逻辑关联进行研究和系统归并，提出以泛在网络和大数据云平台为主要支撑，以智能管控一体化系统为核心，“自主感知与控制－信息传输－井下系统－综合管控平台”为主线的智能化煤矿数据流动与业务协同融合链。

摘 要

煤矿井下同步运行着通信、传感、控制等大小上百个子系统，形成了越来越复杂的智能化巨系统。针对整个矿井智能化巨系统缺乏统一数据模型、传感器数据不完备、跨系统数据融合等难题，提出统一的多源异构数据融合处理方法——基于“分级抽取-关联分析-虚实映射”的数据逻辑模型，构建了完整的煤矿井下跨系统全时空信息数字感知体系，形成集井下现场生产状态、采掘空间信息、煤机装备状态、风险信息等多参量、多尺度、全时空特性的数据感知方案。

基于煤矿多源异构关系数据的信息“实体”和虚实映射机理，提出基于知识需求模型的信息实体主动匹配、推送策略与自动更新机制，解决数据实时连接及迭代更新难题；提出基于“ABCD”（即人工智能（Artificial Intelligence）、区块链（Blockchain）、云计算（Cloud computing）、大数据（Big Data））的智能化煤矿系统耦合技术，以煤矿安全保障系统耦合为例阐述了复杂巨系统数据交互、融合过程。

建立了智能化煤矿数据标准体系；给出了煤矿复杂巨系统的统一数据模型及决策机制的理论和方法，建立了满足多目标决策下的智能化煤矿系统安全、高效、稳定运行体系。

相关技术在陕煤张家峁煤矿应用，突破了多源异构系统的一体化集成技术，建成了全矿井跨域融合智能综合管控平台，构建了全时空信息感知及实时互联机制，打通多系统、多层面、多部门的业务数据壁垒，实现全矿井58个在用子系统和34个新建子系统的数据融合和运行决策优化。

图 片

煤矿数据逻辑模型

工作面数据虚实映射模型

煤矿井下跨系统全时空感知体系总体框架

感知数据架构

数据跨系统汇集机制

信息动态匹配算法

基于“ABCD”技术的智能化耦合技术体系

煤矿数据管理体系框架

煤矿数据标准体系框架

张家峁煤矿智能综合管控平台

煤矿巨系统多源异构大数据支撑系统

智能化煤矿安全保障系统耦合框架

张家峁智能化综合管控中心

作者简介

王国法，男，1960年9月生，山东文登人，中国工程院院士，研究员，博士生导师，煤炭开发技术与装备智能化专家。现任中国煤炭科工集团煤矿智能化工作委员会主任、首席科学家，煤矿智能化创新联盟理事长兼技术委员会主任，中国自动化学会智慧矿山专业委员会主任。获国家科技进步一等奖1项、二等奖4项、三等奖1项，省部级科技进步奖30余项。获国家发明专利44件，发表学术论文近300篇，出版专著6部。获全国杰出工程师奖、孙越崎能源大奖等奖励，被授予全国劳动模范等荣誉称号。2017年当选中国工程院院士。

研究方向

煤矿智能化开采技术与装备

主要成果

王国法院士是我国煤炭高效综采技术与装备体系的主要开拓者之一，煤矿智能化的科技领军者，创新提出了液压支架与围岩“强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合”的“三耦合”原理和设计方法；创立了综采配套、液压支架和煤矿智能化系统的理论、设计方法和标准体系；系统提出了煤矿智能化及分类、分级发展的理念、发展目标、技术路径和标准体系，主持研发了四种模式的煤矿智能化开采成套技术与装备，首创了5G+智能化煤矿巨系统顶层架构与应用系统关键技术，引领了智能化煤矿发展，为我国煤炭工业发展和科技创新做出了杰出贡献。

文章来源：《传感技术学报》 网址: http://www.cgjsxb.cn/zonghexinwen/2022/0215/616.html