行业领域

电子信息技术,新一代信息技术产业,计算机及网络技术,下一代信息网络产业,互联网与云计算、大数据服务

需求背景

随着数字化转型的深入推进，矿山行业对智能化、数字化需求日益迫切。然而，传统矿山信息化系统存在井上井下信息孤岛、网络带宽不足、业务安全性差等问题，制约了矿山行业高质量发展。本项目由宁夏移动与国能集团宁夏煤业公司合作，采用中国移动SPN2.0小颗粒切片网和小型边缘核心网UPF/MEC专网，构建智慧矿山应用平台，实现金凤煤矿地面、井下一体化的工业算网系统，全面提升矿山行业数字化、智能化水平，为矿山行业数字化转型提供示范。

需解决的主要技术难题

一、数据融合与处理难题

• 数据孤岛问题：由于矿山系统中各子系统往往独立设计，数据独立处理，导致底层数据融合困难，形成数据孤岛。这使得跨维度、跨系统的关联及数据分析变得复杂，难以实现数据的全面整合与高效利用。
• 数据处理实时性：矿山生产环境复杂多变，对数据处理的实时性要求较高。然而，传统数据处理方式往往存在延时，难以满足智慧矿山对实时数据分析和决策的需求。

二、网络安全与防护难题

• 网络安全威胁：智慧矿山系统中包含大量敏感数据，如生产数据、设备状态数据等。这些数据一旦泄露或被篡改，将对矿山的安全生产造成严重影响。同时，网络中的病毒、木马、恶意代码以及违规操作等也可能对系统造成破坏。
• 安全防护手段不足：目前，部分矿山企业的网络安全防护措施相对较弱，缺乏全面的安全态势感知手段。这导致系统无法对网络中的安全威胁进行准确定位、追溯和防控，存在巨大的安全隐患。

三、技术融合与协同难题

• 技术兼容性问题：SPN2.0技术与边缘计算、云计算等多种技术相结合时，可能存在技术兼容性问题。这需要在系统设计和实施过程中进行充分的技术评估和测试，以确保各系统之间的无缝对接和高效协同。
• 系统稳定性与可靠性：智慧矿山系统需要保持高度的稳定性和可靠性，以确保生产过程的连续性和安全性。然而，由于技术融合带来的复杂性，系统可能面临更多的故障点和潜在风险。因此，需要在系统设计和实施过程中加强故障预测和应对能力，提高系统的整体稳定性和可靠性。

四、设备部署与维护难题

• 设备部署环境复杂：矿山生产环境往往复杂多变，设备部署面临诸多挑战。如设备需要适应高温、高湿、多尘等恶劣环境，同时还需要考虑设备的抗震、防爆等安全性能。
• 设备维护困难：由于矿山生产环境的特殊性，设备维护往往较为困难。这需要在设备设计和选型时充分考虑易维护性，如采用模块化设计、远程监控和故障诊断等技术手段，以降低设备维护的难度和成本。

期望实现的主要技术目标

一、提升数据处理与决策能力

1. 实时数据处理：利用边缘计算的分布式处理能力，实现矿山生产数据的实时采集、处理和分析，为生产决策提供及时、准确的数据支持。
2. 智能决策辅助：结合SPN2.0技术的高级分析能力，对矿山生产数据进行深度挖掘和分析，提供智能化的生产决策建议，优化生产流程，提高生产效率。

二、增强系统稳定性与可靠性

1. 故障预测与应对：通过SPN2.0技术与边缘计算的协同作用，实时监测矿山设备的运行状态，预测潜在的故障风险，并采取相应的应对措施，确保生产系统的稳定运行。
2. 系统冗余与备份：构建冗余的系统架构，利用边缘计算的分布式特性，实现数据的备份和恢复，提高系统的可靠性和容错性。

三、优化资源分配与节能减排

1. 资源动态调度：根据矿山生产需求，利用SPN2.0技术的智能调度能力，实现生产资源的动态分配和优化配置，提高资源利用效率。
2. 节能减排：通过实时监测和分析矿山设备的能耗情况，结合边缘计算的低功耗处理能力，实现节能减排的目标，促进矿山生产的绿色可持续发展。

四、推动智慧矿山建设与发展

1. 智慧矿山系统构建：利用SPN2.0技术与边缘计算的协同优势，构建覆盖全矿生产、经营、管理的智慧矿山系统，实现对矿山的全面感知、智能分析和精准控制。
2. 智能化升级与改造：推动矿山设备的智能化升级和改造，提高设备的自动化水平和智能化程度，降低人工干预和运营成本，提升矿山的整体竞争力。

五、保障安全生产与人员安全

1. 安全生产监控：利用边缘计算的实时数据处理能力，实时监测矿山生产过程中的安全隐患和风险点，及时采取预警和应对措施，保障安全生产。
2. 人员定位与救援：结合SPN2.0技术的定位功能，实现矿山人员的实时定位和跟踪，为紧急情况下的快速救援提供有力支持。

SPN2.0技术与边缘计算协同构建智慧矿山应用期望实现的技术目标涵盖了数据处理与决策能力、系统稳定性与可靠性、资源分配与节能减排、智慧矿山建设与发展以及安全生产与人员安全等多个方面。这些目标的实现将有助于推动矿山行业的智能化升级和可持续发展

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