姚建銓，　丁恩杰，　張申，　王剛

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)(感知礦山)研究中心， 江蘇 徐州　221008； 2.天津大學(xué)， 天津　300072；3.礦山互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家與地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 徐州　221008)

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科研成果

感知礦山物聯(lián)網(wǎng)愿景與發(fā)展趨勢(shì)

姚建銓1,2，丁恩杰1,3，張申1,3，王剛1,3

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)(感知礦山)研究中心， 江蘇 徐州221008； 2.天津大學(xué)， 天津300072；3.礦山互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家與地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 徐州221008)

給出了礦山物聯(lián)網(wǎng)的愿景，即實(shí)現(xiàn)礦山物與物相連，減少甚至消除監(jiān)測(cè)盲區(qū)，運(yùn)用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)提取有用的監(jiān)測(cè)信息，真正實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全礦山；從技術(shù)和服務(wù)模式2個(gè)方面梳理了礦山物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，闡述了霧計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)分形結(jié)構(gòu)、礦山物體的本體描述與知識(shí)化、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)等概念及其在礦山物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用與發(fā)展，對(duì)協(xié)同工作模式和購(gòu)買服務(wù)模式進(jìn)行了展望。

礦山物聯(lián)網(wǎng)； 感知礦山； 本質(zhì)安全礦山； 霧計(jì)算； 云計(jì)算； 大數(shù)據(jù)； 協(xié)同工作； 購(gòu)買服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20160902.1006.001.html

0　引言

礦山自動(dòng)化、信息化經(jīng)歷了單機(jī)自動(dòng)化、礦山綜合自動(dòng)化及現(xiàn)在的感知礦山物聯(lián)網(wǎng)，其發(fā)展過(guò)程的本質(zhì)就是礦山信息技術(shù)與礦山物理世界相融合的過(guò)程，因此，其發(fā)展趨勢(shì)就是礦山信息物理系統(tǒng)(Mine Cyber Physical System，MCPS)。

MCPS發(fā)展的大背景就是“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃和“中國(guó)制造2025”，更直接點(diǎn)說(shuō)就是物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)、現(xiàn)代化流程工業(yè)相結(jié)合，將信息技術(shù)充分滲透到工業(yè)企業(yè)及機(jī)器設(shè)備的底層，使得工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)層面、各個(gè)節(jié)點(diǎn)均具備信息交互、計(jì)算決策、行為識(shí)別及智能控制等功能，真正實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理世界的有機(jī)結(jié)合。

礦山綜合自動(dòng)化已實(shí)施了十多年[1-2]，初步實(shí)現(xiàn)了礦山已有各種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化集成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、語(yǔ)音及視頻傳輸?shù)摹叭W(wǎng)合一”，實(shí)現(xiàn)了用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)各種子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，具備進(jìn)一步提升為礦山物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，但是與“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”及“工業(yè)4.0”的發(fā)展要求相比，還有很大的差距。因此，有必要對(duì)礦山物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行梳理，以便洞悉礦山自動(dòng)化、信息化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，更好地為礦山安全生產(chǎn)服務(wù)。

1　感知礦山物聯(lián)網(wǎng)愿景

在礦山去產(chǎn)能的今天，礦山生產(chǎn)已從原來(lái)的高產(chǎn)高效轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩a(chǎn)，感知礦山物聯(lián)網(wǎng)自然也以保障礦山安全生產(chǎn)為目標(biāo)。

影響礦山安全的最主要因素是礦山生產(chǎn)過(guò)程中存在的許多未知因素，或者說(shuō)在礦山管理、監(jiān)測(cè)、控制、預(yù)警等過(guò)程中對(duì)象的不確定性，比如人員行為的不規(guī)范性、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的不確定性、礦山各種災(zāi)害源的成因及遷徙的隨機(jī)性等。這些不確定性也是礦山生產(chǎn)區(qū)別于其他工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的最重要特征。

多年來(lái)，許多礦山安全領(lǐng)域的專家學(xué)者都在致力于研究這些影響礦山安全的不確定性因素，提出了一些理論與方法。如對(duì)災(zāi)害源的不確定性，參考文獻(xiàn)[3]提出了多場(chǎng)耦合的煤礦動(dòng)力災(zāi)害研究方法，參考文獻(xiàn)[4]提出了多參量的災(zāi)害評(píng)估分級(jí)預(yù)警方法；對(duì)于設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境的不確定性，比如煤巖分界，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了多年的研究，取得一些成果[5]；對(duì)于人員的不規(guī)范行為也有一些分析研究[6]。遺憾的是，這些研究成果基本還停留在理論或?qū)嶒?yàn)室階段，也就是說(shuō)，基本是在各種因素可控的環(huán)境下去研究諸多非確定的因素。因此，這些研究成果很難應(yīng)用到礦山現(xiàn)場(chǎng)。

在礦山實(shí)施了十多年的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了礦山已有各種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化集成，但是仍然存在感知手段傳統(tǒng)單一、缺乏泛在感知網(wǎng)絡(luò)、不夠開(kāi)放等一系列問(wèn)題[7]，也難以解決困擾礦山的不確定性因素問(wèn)題。

礦山物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)礦山物與物相連，各個(gè)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享，減少甚至消除監(jiān)測(cè)盲區(qū)，運(yùn)用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，從大量低價(jià)值信息中提取有用信息，使礦山物理世界逐步從不透明向透明過(guò)渡，使礦山成為真正的本質(zhì)安全礦山。要實(shí)現(xiàn)礦山物聯(lián)網(wǎng)這樣的愿景，必然會(huì)帶來(lái)從技術(shù)到服務(wù)模式的一系列變化。

2　技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

礦山物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的新技術(shù)很多，本文只擇其要點(diǎn)進(jìn)行敘述。

2.1霧計(jì)算技術(shù)

霧計(jì)算簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是比較底層的網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算。霧計(jì)算與云計(jì)算相比更強(qiáng)調(diào)其實(shí)時(shí)性。以瓦斯超限斷電為例，《煤礦安全規(guī)程》要求當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)到甲烷超限時(shí)，應(yīng)立即控制斷電。然而是什么原因造成的甲烷超限？是個(gè)別點(diǎn)還是一個(gè)區(qū)域？是不是干擾誤報(bào)？是不是瓦斯傳感器失限等？這些問(wèn)題都難以判斷。盡管《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“每7 d必須對(duì)甲烷超限斷電功能進(jìn)行測(cè)試”，但也難以防止瓦斯傳感器誤報(bào)情況的發(fā)生。利用霧計(jì)算，可以將相鄰的幾個(gè)瓦斯傳感器和其他相關(guān)傳感器作為信息源來(lái)判斷各個(gè)瓦斯信息源的可信度、識(shí)別瓦斯超限區(qū)域、繪制瓦斯場(chǎng)的分布、給出是否斷電及斷電范圍的決策。

顯然，類似這樣的底層計(jì)算在礦山有大量的需求。與云計(jì)算相比，霧計(jì)算并非由性能強(qiáng)大的服務(wù)器組成，而是由更為底層的嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及分散的異構(gòu)計(jì)算資源組成。霧計(jì)算通過(guò)強(qiáng)化獨(dú)立節(jié)點(diǎn)間的局部實(shí)時(shí)交互和分布式智能，使節(jié)點(diǎn)具備自組織、自計(jì)算、自反饋的計(jì)算功能，將眾多的局部應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用程序分布在網(wǎng)絡(luò)邊緣的本地設(shè)備，而非集中在數(shù)據(jù)中心，從而更加廣泛地適應(yīng)礦山不同的應(yīng)用形態(tài)和服務(wù)類型。礦山霧計(jì)算平臺(tái)在礦山物聯(lián)網(wǎng)中所處的位置如圖1所示。霧計(jì)算平臺(tái)可以通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的方式對(duì)不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的霧計(jì)算進(jìn)行調(diào)度、配置，也可以實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制和子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)級(jí)計(jì)算與協(xié)調(diào)。因此，礦山霧計(jì)算平臺(tái)基本是目前綜合自動(dòng)化調(diào)度控制中心的功能增強(qiáng)，使其滿足礦山內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算的需求。

圖1明確給出了霧計(jì)算與云計(jì)算的區(qū)域劃分，基本上，在礦山內(nèi)部分布在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算為霧計(jì)算范疇，往上則為云計(jì)算范疇。當(dāng)然，在具體應(yīng)用中可能會(huì)有交叉，并沒(méi)有嚴(yán)格的分界。簡(jiǎn)單地說(shuō)，云落到底層則為霧，霧升到高層則為云。

圖1　礦山霧計(jì)算平臺(tái)在礦山物聯(lián)網(wǎng)中所處的位置

2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化與網(wǎng)絡(luò)功能分形化

由于霧計(jì)算的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)的末梢就已經(jīng)形成感知、傳輸和應(yīng)用計(jì)算三層信息結(jié)構(gòu)，霧計(jì)算又作為礦山物聯(lián)網(wǎng)的信息感知層而存在，礦山物聯(lián)網(wǎng)也是感知、傳輸與應(yīng)用計(jì)算三層，再往上的物聯(lián)網(wǎng)，同樣具有這樣的三層結(jié)構(gòu)。因此，物聯(lián)網(wǎng)必將逐步呈現(xiàn)出自相似性的分形特征[8]。

隨著礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，礦山實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層次架構(gòu)在向全扁平化的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式轉(zhuǎn)變，以減輕骨干網(wǎng)的負(fù)荷，這是網(wǎng)絡(luò)扁平化的趨勢(shì)[9]。扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使得礦山工業(yè)控制更加精細(xì)化和智能化、礦山各個(gè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)部署趨于分布化和邊緣化、網(wǎng)絡(luò)的自組織和管理能力進(jìn)一步增強(qiáng)，有利于滿足今后礦山物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)量及網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性等方面的需求。

在礦山物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化和網(wǎng)絡(luò)功能分形化同步發(fā)展的時(shí)刻，網(wǎng)絡(luò)的功能劃分、實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)任務(wù)分配、網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能力、自愈與可靠性、網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性等動(dòng)態(tài)化網(wǎng)絡(luò)管理，以及如何保證動(dòng)態(tài)的服務(wù)質(zhì)量等將成為礦山物聯(lián)網(wǎng)需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.3礦山物聯(lián)網(wǎng)中物的本體描述及知識(shí)化

礦山物聯(lián)網(wǎng)是具有事件感知的多系統(tǒng)協(xié)同和智慧服務(wù)的自組織和自適應(yīng)的復(fù)雜監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。許多礦山根據(jù)需要已經(jīng)建立了各種不同類型的局部災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但是由于傳感器類型及對(duì)現(xiàn)象的描述與表達(dá)各不相同，將監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行匯集和統(tǒng)一分析是一項(xiàng)富于挑戰(zhàn)性的工作。而本體是用來(lái)對(duì)礦山物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)(或事件)進(jìn)行語(yǔ)義描述的一組術(shù)語(yǔ)和概念[10]，這種表達(dá)由概念、概念之間的關(guān)系、公理、函數(shù)及實(shí)例5種元素組成。已成功應(yīng)用的如Sensor Web Enablement(SWE)，其是開(kāi)放地理空間聯(lián)盟制定的一套標(biāo)準(zhǔn)編碼和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，SWE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)傳感器注冊(cè)、傳感任務(wù)或模型的發(fā)現(xiàn)、處理過(guò)程和事件觀測(cè)，可獲得觀測(cè)流，并以發(fā)布/訂閱服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)預(yù)警預(yù)報(bào)。該方法可用于礦山物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中事件的知識(shí)化描述與應(yīng)用。

[11]針對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和信息共享問(wèn)題，提出了基于Sensor Web的系統(tǒng)架構(gòu)，采用面向服務(wù)的方式構(gòu)建預(yù)警評(píng)估服務(wù)平臺(tái)，對(duì)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害情況進(jìn)行預(yù)警并提供預(yù)警服務(wù), 可滿足政府部門和礦山用戶需求。該方法理論上可擴(kuò)展、推廣應(yīng)用到全礦山物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，對(duì)礦山災(zāi)害、生產(chǎn)環(huán)境、安全環(huán)境等進(jìn)行全面的智能預(yù)警服務(wù)。

2.4云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)

經(jīng)過(guò)幾年的討論，對(duì)于礦山云計(jì)算應(yīng)用已經(jīng)達(dá)成共識(shí)[12]。2.1節(jié)對(duì)云計(jì)算與霧計(jì)算的聯(lián)系與區(qū)別也作了論述。礦山行業(yè)云計(jì)算平臺(tái)按照管理級(jí)別可分為國(guó)家、省、集團(tuán)及獨(dú)立第三方的云，按功能可劃分為專家云、災(zāi)害預(yù)警云、礦山設(shè)備監(jiān)測(cè)云等?！拔锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)助力物聯(lián)網(wǎng)”。有關(guān)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在礦山應(yīng)用已有一些文獻(xiàn)進(jìn)行了討論[13]，本文主要指出礦山云計(jì)算與大數(shù)據(jù)應(yīng)用的2個(gè)特點(diǎn)。

(1) 礦山云計(jì)算、大數(shù)據(jù)離不開(kāi)礦山霧計(jì)算。霧計(jì)算平臺(tái)的作用是改進(jìn)或增強(qiáng)礦山調(diào)度控制中心平臺(tái)的功能，涵蓋底層信息采集與數(shù)據(jù)級(jí)信息融合的計(jì)算。顯然，要做好礦山云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析，霧計(jì)算是基礎(chǔ)。而地面許多云計(jì)算系統(tǒng)只需要應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)有一臺(tái)能上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)即可，這是有很大區(qū)別的。也就是說(shuō)，普通云計(jì)算趨向于弱化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的需求，而礦山云計(jì)算需要強(qiáng)化底層設(shè)施的建設(shè)。

(2) 礦山云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要采礦、安全、測(cè)量、機(jī)電等大量專業(yè)人士的參與，是更為專業(yè)化的服務(wù)。如何將這些專業(yè)人士研究的理論、方法、模型綜合運(yùn)用到云計(jì)算平臺(tái)中是實(shí)現(xiàn)礦山云的關(guān)鍵。

3　服務(wù)模式發(fā)展趨勢(shì)

3.1多專業(yè)協(xié)同工作模式

礦山綜合自動(dòng)化已實(shí)現(xiàn)將提升、排水、通風(fēng)、供電、選煤、安全監(jiān)測(cè)、工業(yè)電視和語(yǔ)音通信等系統(tǒng)集成在一個(gè)平臺(tái)上。但是這些系統(tǒng)除共用統(tǒng)一傳輸平臺(tái)外，并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)物與物相聯(lián)，各系統(tǒng)仍然是相互獨(dú)立的。而感知礦山物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)礦山物與物相連，建設(shè)基于公共協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)，真正做到信息的共享與數(shù)據(jù)推送。這就是礦山物聯(lián)網(wǎng)特別強(qiáng)調(diào)的結(jié)構(gòu)性平臺(tái)與服務(wù)性平臺(tái)的意義[14]。

有了這樣的平臺(tái)，才能真正實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同工作模式。礦山災(zāi)害預(yù)警、設(shè)備故障診斷等，均需要采礦、安全、地測(cè)、水文、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、機(jī)械、信息處理等多學(xué)科的協(xié)同工作。只有礦山物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，才能讓各學(xué)科專家在同一平臺(tái)上工作，使用同樣的數(shù)據(jù)，面對(duì)同一個(gè)礦山，無(wú)需任何行政手段，沒(méi)有利益沖突，卻具有共同的目的，就是為礦山的安全生產(chǎn)提供服務(wù)。

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下協(xié)同工作方式是主流，最大的贏家就是礦山企業(yè)。

3.2購(gòu)買服務(wù)模式

隨著協(xié)同工作模式的成熟應(yīng)用，礦山安全生產(chǎn)必然會(huì)向購(gòu)買服務(wù)的方面發(fā)展。礦山各種系統(tǒng)將由自己建設(shè)、自己運(yùn)行、自己維護(hù)的“三自”模式逐步向購(gòu)買第三方服務(wù)的模式轉(zhuǎn)變[15]。

這要求礦山物聯(lián)網(wǎng)必須為服務(wù)提供商或第三方提供便利，以方便將各種有特色的服務(wù)提供到物聯(lián)網(wǎng)中。物聯(lián)網(wǎng)的這種服務(wù)能力具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，一方面最大限度地保護(hù)了用戶的投資，更重要的是保證礦山物聯(lián)網(wǎng)真正成為一個(gè)活的、不斷發(fā)展的服務(wù)性網(wǎng)絡(luò)。

以基于云計(jì)算的服務(wù)為例，傳統(tǒng)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均以獨(dú)立形態(tài)運(yùn)行于某礦區(qū)，存在以下共性問(wèn)題：

(1) 礦山設(shè)備主要進(jìn)行計(jì)劃?rùn)z修，檢修過(guò)程往往需要設(shè)備廠家的幫助，無(wú)法滿足按需檢修要求，降低了開(kāi)機(jī)率。

(2) 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)單參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但缺少專業(yè)化人才對(duì)煤礦災(zāi)害信號(hào)分析、解讀與會(huì)商，無(wú)法提供有效的數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)，往往需要各自外請(qǐng)專家進(jìn)行分析。

(3) 各級(jí)政府建立了大量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，但缺少對(duì)數(shù)據(jù)的分析和評(píng)估，需要專業(yè)機(jī)構(gòu)提供信息服務(wù)。

(4) 從事礦山災(zāi)害研究的專家大多在高校和研究機(jī)構(gòu)，不可能長(zhǎng)期在礦山工作，“外請(qǐng)專家”的實(shí)現(xiàn)難度和代價(jià)大。

(5) 缺乏一個(gè)讓礦山安全生產(chǎn)相關(guān)的各方面專業(yè)人員為礦山提供專業(yè)化服務(wù)的平臺(tái)與體系。

隨著中國(guó)煤礦設(shè)備年限不斷加長(zhǎng)，礦井開(kāi)采深度及礦井拓?fù)鋸?fù)雜度不斷增加，礦山災(zāi)害的形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻，需要建設(shè)相應(yīng)監(jiān)測(cè)預(yù)警優(yōu)化系統(tǒng)的煤礦越來(lái)越多，因此提供統(tǒng)一的煤礦災(zāi)害預(yù)警服務(wù)的需求也越來(lái)越迫切。

災(zāi)害預(yù)警信息可由簽約專家通過(guò)遠(yuǎn)程云平臺(tái)，登錄礦山數(shù)據(jù)云服務(wù)中心，對(duì)煤礦災(zāi)害信號(hào)分析、解讀與會(huì)商。而外請(qǐng)專家(專家云)可直接利用高校、機(jī)械及設(shè)備生產(chǎn)廠商等專業(yè)人才資源，通過(guò)簽約，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期合作。

項(xiàng)目服務(wù)對(duì)象為各個(gè)礦山、各大集團(tuán)、各級(jí)政府及其他研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備或系統(tǒng)生產(chǎn)單位等。

各礦區(qū)根據(jù)自身需要從礦山云服務(wù)平臺(tái)購(gòu)買各種礦山云服務(wù)，包括災(zāi)害預(yù)警、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、設(shè)備健康診斷等，以提高安全生產(chǎn)水平和效率。

礦業(yè)集團(tuán)通過(guò)購(gòu)買服務(wù)，可對(duì)集團(tuán)戰(zhàn)略發(fā)展、資源整合與分配、產(chǎn)品營(yíng)銷、設(shè)備租賃管理、礦山運(yùn)行、安全、環(huán)保等進(jìn)行監(jiān)督和管理。

各級(jí)政府通過(guò)購(gòu)買信息服務(wù)，對(duì)礦山資源、礦山安全進(jìn)行監(jiān)督管理，并為正確決策提供有力保障。

其他研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備或系統(tǒng)生產(chǎn)單位可訂購(gòu)測(cè)試、加工服務(wù)，并可針對(duì)某一專門問(wèn)題開(kāi)展合作研究。所有服務(wù)均可按服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)期限購(gòu)買，更容易滿足不同客戶需求。

傳統(tǒng)礦山物聯(lián)網(wǎng)示范工程根據(jù)礦山自動(dòng)化程度進(jìn)行改造所需的費(fèi)用較大，而且不提供數(shù)據(jù)深度分析功能。云服務(wù)每年所需要的服務(wù)經(jīng)費(fèi)大大降低，并且節(jié)約了礦山專人維護(hù)成本。因此購(gòu)買礦山云服務(wù)的投資比傳統(tǒng)的單點(diǎn)獨(dú)立建設(shè)系統(tǒng)大為縮減，對(duì)礦井來(lái)說(shuō)更具有吸引力。因此，礦山服務(wù)模式的開(kāi)展和變化是礦山信息化技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。

4　結(jié)語(yǔ)

礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期的歷程，正如“中國(guó)制造2025”一樣，會(huì)帶來(lái)礦山信息技術(shù)的變革。但是礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)施需要逐步推進(jìn)，礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系規(guī)范礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)施要件，并會(huì)隨著礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展?jié)u次升級(jí)。其目的就是引導(dǎo)礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沿著正確的道路發(fā)展，在推動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展的前提下，最大限度地保護(hù)用戶投資的延續(xù)性，為最終實(shí)現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)、無(wú)人化(少人化)的智慧礦山做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

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Prospect of perception mine internet of things and its development trend

YAO Jianquan1,2,DING Enjie1,3,ZHANG Shen1,3,WANG Gang1,3

(1.Internet of Things(Perception Mine) Research Center, China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008, China; 2.Tianjin University, Tianjin 300072, China; 3.State and Local Joint Engineering Laboratory of Mine Internet Application Technology, Xuzhou 221008, China)

Prospect of mine internet of things was given, which was realizing connection among objects in mine, decreasing even eliminating monitoring blind area, and adopting could computing and big data technologies to get useful monitoring information, so as to realize intrinsically safe mine. Development trend of mine internet of things was sorted out from aspects of technologies and service mode. Corresponding concepts were expounded including fog computing technology, network fractal structure, ontology of mine things and intellectualization, cloud computing and big data technologies and so on as well as their application and development in mine internet of things, and cooperative working mode and buying services mode were expected.

mine internet of things; perception mine; intrinsically safe mine; fog computing; cloud computing; big data; cooperative working; buying service

1671-251X(2016)09-0001-05

10.13272/j.issn.1671-251x.2016.09.001

2016-07-13；

2016-08-16；責(zé)任編輯：李明。

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2014CB046305)。

TD67

A網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-09-02 10:06

姚建銓(1939-)，男，江蘇無(wú)錫人,教授,博士研究生導(dǎo)師,中國(guó)科學(xué)院院士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)研究中心主任，多年從事激光與非線性光學(xué)頻率變換技術(shù)的研究工作，提出并發(fā)展了雙軸晶體最佳相位匹配計(jì)算方法，完成國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等數(shù)十項(xiàng)科研任務(wù)。

姚建銓，丁恩杰，張申，等.感知礦山物聯(lián)網(wǎng)愿景與發(fā)展趨勢(shì)[J].工礦自動(dòng)化，2016,42(9)：1-5.