王 鵬,胡而已,徐金陵,楊 林,韓培強,張冬陽
(1.應急管理部信息研究院,北京市朝陽區(qū),100029;2.華電煤業(yè)集團有限公司,北京市西城區(qū),100035;3.山東能源集團有限公司,山東省濟南市,250000;4.陜西煤業(yè)化工集團有限責任公司,陜西省西安市,710100)
礦山智能化是國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分,2020年,國家能源局、國家煤礦安監(jiān)局等八部委聯(lián)合出臺了《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》,工信部、國家發(fā)改委、自然資源部發(fā)布了《有色金屬行業(yè)智能工廠(礦山)建設指南(試行)》,為礦山智能化建設提供了頂層設計依據(jù)。然而,目前礦山智能化建設整體處于初級階段,礦山智能化發(fā)展仍不平衡、不充分,全行業(yè)在基礎理論、關鍵技術、標準體系等方面還存在諸多亟需攻關解決的難題[1]。特別是智能化礦山建設面臨數(shù)據(jù)標準規(guī)范不統(tǒng)一的問題,絕大多數(shù)礦山企業(yè)原有子系統(tǒng)分散建設、兼容性差。由于全國范圍內(nèi)礦山基礎數(shù)據(jù)編碼不統(tǒng)一,設備廠商接口與協(xié)議不開放,導致系統(tǒng)集成難度大,在企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、安全、管理數(shù)據(jù)中形成了“數(shù)據(jù)壁壘”和“信息煙囪”,難以實現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)融合共享和智能化應用,制約了礦山智能化建設的高質(zhì)量發(fā)展。
因此,亟待構建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類編碼體系,規(guī)范數(shù)據(jù)接口,開放通信協(xié)議,提升礦山數(shù)據(jù)治理水平,打通系統(tǒng)間壁壘,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、融合共享。目前,礦山行業(yè)現(xiàn)有的智能化相關標準規(guī)范主要圍繞生產(chǎn)、安全技術和評價方法及各關鍵設備通用要求制定,缺少專門的基礎性統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范。各類研究機構及大型礦山企業(yè)開展了智能化礦山數(shù)據(jù)相關的部分標準規(guī)范研制,但其工作主要是針對企業(yè)集團內(nèi)部數(shù)據(jù)管理進行的局部領域標準化的嘗試,缺乏國家層面系統(tǒng)性的統(tǒng)一規(guī)劃設計。本文通過深入分析智能化礦山數(shù)據(jù)標準規(guī)范建設現(xiàn)狀,提出建立全行業(yè)統(tǒng)一的智能化礦山數(shù)據(jù)標準規(guī)范理念,構建《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)體系框架,以期為智能化礦山系列數(shù)據(jù)標準規(guī)范的制修訂提供參考。
近幾年,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的成熟發(fā)展,智能化礦山頂層設計和標準規(guī)范一直是業(yè)界的研究熱點[2]。早期,潘濤等[3]從信息標準化的角度探討了數(shù)字礦山建設過程的基本內(nèi)容, 包括信息標準化的體系結構、分類等,按照礦山企業(yè)生產(chǎn)管理特點,把數(shù)字礦山的信息標準劃分為總體標準、信息資源標準、基礎信息標準、應用系統(tǒng)標準和信息技術標準;王莉[4]研究分析了礦山地理信息元數(shù)據(jù)標準建立的流程, 闡述了礦山地理信息元數(shù)據(jù)的標準框架, 設計了礦山地理信息元數(shù)據(jù)系統(tǒng)的總體結構和功能;譚章祿等[5]針對礦山信息化建設存在的信息孤島,無法真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務融合以及全面智慧決策分析的問題,提出了完善智能化礦山建設標準體系的思路,總結了智能化礦山標準建設面臨的挑戰(zhàn),初步描繪了智能化礦山標準體系及其實現(xiàn)路徑。在智能化煤礦標準建設方面,目前國內(nèi)還缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設計,由此造成了交叉規(guī)定、規(guī)范不明確及重復建設等問題,王國法等[6]研究了煤礦智能化標準體系框架,提出煤礦智能化標準體系建設路徑,為智能化煤礦標準體系完善及技術發(fā)展提供了重要參考。按照《煤礦智能化建設指南(2021年版)》要求, 張建明等[7]研究了智能化煤礦信息基礎設施的標準體系,提出了包括基礎標準、通信網(wǎng)絡、煤礦物聯(lián)、煤礦數(shù)據(jù)、信息安全等領域的標準體系框架,并給出目前急需制定的標準明細,為煤礦智能化建設中信息基礎設施的升級改造提供了重要參考。另外,國內(nèi)部分學者先后在智慧礦山信息標準化關鍵問題[8]、煤礦技術、管理標準體系[9-10]、礦山物聯(lián)網(wǎng)標準建設[11]、煤礦安全應急管理標準體系[12]、金屬非金屬礦山安全標準體系[13]、智能化煤礦分類分級指標體系[14]等方面開展了廣泛的基礎研究。但總體看,目前智能化礦山領域的標準規(guī)范研究不夠系統(tǒng),缺少專門針對礦山數(shù)據(jù)標準規(guī)范的深入研究,缺少煤礦和非煤礦山一體化協(xié)調(diào)發(fā)展的思維,不利于全國范圍內(nèi)智能化建設的全面開展,不能滿足國家層面礦山安全監(jiān)管監(jiān)察系統(tǒng)的互聯(lián)互通要求。
首先,從政策法規(guī)層面,國家礦山安監(jiān)局、國家能源局等行業(yè)主管部門相繼制定發(fā)布了智能化示范煤礦建設、專家?guī)旃芾磙k法、建設指南、驗收辦法等文件,為煤礦智能化建設提供了基礎性的標準指導和遵循。另外,山西、山東、內(nèi)蒙古、陜西等省(區(qū))也相繼出臺了智能化建設的政策性保障措施,制定了智能化煤礦建設的時間表和路線圖,為全面構建智能化礦山統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系奠定了基礎。
其次,在標準規(guī)范方面,截至目前,國內(nèi)已發(fā)布部分智能化礦山相關的設計和建設標準,智能化礦山部分標準規(guī)范見表1,包含國家標準、行業(yè)標準、地方標準、團體標準和部分部委規(guī)范。其中,國家標準主要針對智能化礦山礦井設計及信息化系統(tǒng)進行規(guī)范;行業(yè)標準則側重對單個系統(tǒng)通用技術及管理進行規(guī)范;政府有關監(jiān)管監(jiān)察部門對礦山安全監(jiān)控數(shù)據(jù)采集及感知接入方面進行了規(guī)范;地方標準在智能化建設、雙重預防等方面進行了規(guī)范;團體標準對智能化煤礦及工作面的分類分級、評價指標進行了規(guī)范。此外,2021年中國煤炭學會也進行了智能化煤礦標準立項,全國信息安全標準化技術委員會大數(shù)據(jù)標準工作組專門成立了礦山大數(shù)據(jù)行業(yè)組,開展礦山數(shù)據(jù)標準化工作,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也進行了煤礦標識解析等相關標準規(guī)范的研制。
表1 智能化礦山部分標準
總之,現(xiàn)行智能化礦山數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系尚不健全,且沒有將煤礦和非煤礦山納入統(tǒng)一的標準體系來考慮,不利于礦山行業(yè)安全監(jiān)管水平的提升和全行業(yè)智能化的高質(zhì)量發(fā)展。
(1)需求牽引、統(tǒng)籌規(guī)劃。堅持需求導向,精準定位,立足行業(yè)、服務企業(yè)、培育產(chǎn)業(yè);既要滿足當前礦山智能化建設的迫切需求,又要充分考慮行業(yè)內(nèi)外及上下游產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展;統(tǒng)籌考慮煤礦與非煤礦山、露天礦與井工礦,涵蓋礦山生產(chǎn)、安全、經(jīng)營、管理各環(huán)節(jié);與現(xiàn)有國家標準、行業(yè)標準等協(xié)調(diào)一致,構建煤礦和非煤礦山全領域完整的數(shù)據(jù)規(guī)范體系。
(2)穩(wěn)妥推進、急用先行。礦山智能化建設是多學科交叉的復雜系統(tǒng)工程。目前礦山智能化技術水平普遍不高,在發(fā)展過程中還面臨諸多不確定性因素,因此需要立足實際、穩(wěn)妥推進《規(guī)范》編制及實施;先行編制急切需要的、影響安全的、提高效能的規(guī)范;并且鼓勵新技術、新工藝革新;同時還要避免部分企業(yè)的技術壟斷,保障礦山智能化的持續(xù)健康發(fā)展。
(3)分步實施、持續(xù)迭代。《規(guī)范》編制任務重,應遵循分階段、寬邊界的原則,對智能化礦山數(shù)據(jù)規(guī)范進行整體布局、分步實施。應詳細規(guī)劃各階段的相關數(shù)據(jù)規(guī)范編制任務,及時總結智能化礦山建設的最新研究成果和經(jīng)驗教訓,對《規(guī)范》編制內(nèi)容持續(xù)迭代,確保數(shù)據(jù)標準規(guī)范取得實效,切實提升礦山安全生產(chǎn)水平,提高智能化礦山生產(chǎn)效率。
智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范的體系結構如圖1所示。
圖1 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系結構
智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系結構包括基礎共性、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)應用、數(shù)據(jù)安全六大專題。
其中,基礎共性專題提出了礦山數(shù)據(jù)融合共享的總體要求、定義和框架,支撐規(guī)范體系結構中的其他各部分,位于體系結構的最左側;數(shù)據(jù)編碼專題主要對礦山數(shù)據(jù)進行分類、編碼、元數(shù)據(jù)描述、主數(shù)據(jù)識別與管理等,是礦山數(shù)據(jù)規(guī)范的重要基礎,位于體系結構的最底層;數(shù)據(jù)采集專題主要規(guī)范感知數(shù)據(jù)接入要求、數(shù)據(jù)接口方式和通信協(xié)議,是礦山數(shù)據(jù)融合共享的主要來源,位于體系結構的中間層;數(shù)據(jù)治理專題主要對數(shù)據(jù)模型、存儲技術、質(zhì)量管理進行規(guī)范,為礦山數(shù)據(jù)治理提供科學的管控手段;數(shù)據(jù)應用專題首先提出了數(shù)據(jù)共享的基本要求,并針對礦山智能化的具體需求,制定一系列基于智能化礦山大數(shù)據(jù)的業(yè)務應用類規(guī)范,支撐礦山行業(yè)基于全數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、全過程融合共享的智能化全面發(fā)展,位于體系結構的最頂層;數(shù)據(jù)安全專題為礦山數(shù)據(jù)融合共享各部分提供必要的數(shù)據(jù)安全保障,貫穿數(shù)據(jù)融合共享的整個流程,位于體系結構的最右側。
針對智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享要求,研究形成了完整的礦山數(shù)據(jù)規(guī)范體系框架,如圖2所示。
圖2 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系框架
礦山企業(yè)傳統(tǒng)的信息化、自動化建設是“點”的建設,各個系統(tǒng)相互獨立、自成體系,各個系統(tǒng)往往采用各個廠商的數(shù)據(jù)編碼標準,因此產(chǎn)生了一個個信息孤島,難以實現(xiàn)信息共享,成為礦山企業(yè)智能化建設的障礙。在研究礦山企業(yè)的智能化建設、進行智能化規(guī)劃設計過程中,需要整體、系統(tǒng)地進行規(guī)劃,并對礦山企業(yè)的管理、安全、生產(chǎn)業(yè)務和工藝流程進行全面梳理。研究表明,統(tǒng)一礦山智能化建設的各種數(shù)據(jù)編碼具有顯著的必要性,同時需要將數(shù)據(jù)編碼與智能化建設有機融合。
依據(jù)《信息分類和編碼的基本原則與方法》(GB/T 7027-2002)、《企業(yè)信息分類編碼導則 第1部分:原則與方法》(GB/T 20529.1-2006)、《企業(yè)信息分類編碼導則 第2部分:分類編碼體系》(GB/T 20529.2-2010),首先要建立科學合理的智能化礦山數(shù)據(jù)分類體系,這也是編碼體系的重點,并在分類的基礎上進行數(shù)據(jù)編碼。
分類及編碼要按照系統(tǒng)性、穩(wěn)定性、標準化、唯一性、可擴展性、適用性六大原則進行。數(shù)據(jù)分類編碼的目的是為了實現(xiàn)對信息的分類管理,杜絕自然語言描述的不規(guī)則性和理解的二義性,便于實現(xiàn)計算機信息處理,以提高信息管理的效率。要政府主導、企業(yè)參與,建立全國礦山行業(yè)統(tǒng)一的、涵蓋礦山企業(yè)所有數(shù)據(jù)的編碼,滿足礦山企業(yè)內(nèi)部、礦山企業(yè)與其他企業(yè)之間、礦山企業(yè)與政府之間進行數(shù)據(jù)共享交換的需要,滿足礦山企業(yè)智能化建設的需要。
與一般意義上的生產(chǎn)企業(yè)不同,礦山企業(yè)屬于高危行業(yè),對于安全管理十分重視,因此礦山企業(yè)的數(shù)據(jù)分類一級類目包括基礎、管理、生產(chǎn)、安全四大類數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)編碼的數(shù)據(jù)要涵蓋智能化礦山業(yè)務的全過程,包括安全監(jiān)測管理、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)和經(jīng)營管理等方面,涵蓋智能化礦山業(yè)務的全數(shù)據(jù),包括靜態(tài)的基礎數(shù)據(jù)以及動態(tài)的安全監(jiān)測、安全管理、生產(chǎn)過程、生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理等方面的全部數(shù)據(jù)。
基礎數(shù)據(jù)主要指企業(yè)的工商登記、行業(yè)準入、證照等類型的基礎數(shù)據(jù)。管理數(shù)據(jù)分為經(jīng)營管理和生產(chǎn)管理兩類,經(jīng)營管理包括企業(yè)的人、財、物、產(chǎn)、供、銷等企業(yè)資源計劃(ERP)類數(shù)據(jù)以及供應鏈管理(SCM)、客戶關系管理(CRM)等類型的數(shù)據(jù);生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)包括企業(yè)的調(diào)度、機電、地測、通風、計劃等專業(yè)的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)主要指生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù);包括采、掘、機、運、通、穿爆等各種生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)測、運行的實時數(shù)據(jù)。安全分為安全監(jiān)測及安全管理兩類,安全監(jiān)測是指企業(yè)的瓦斯、頂板、水文、火災以及設備的運行情況等實時監(jiān)測數(shù)據(jù);安全管理主要是指企業(yè)的雙重預防管理、安全生產(chǎn)管理、應急救援管理等類型的管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分類體系如圖3所示。
圖3 智能化礦山企業(yè)數(shù)據(jù)分類體系
智能化礦山數(shù)據(jù)治理是一個長期性、基礎性的工作,包括數(shù)據(jù)架構、數(shù)據(jù)治理管理和數(shù)據(jù)存儲技術等內(nèi)容,其相互關系如圖4所示。首先,需要有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)架構牽引。通過架構的定義,建立起統(tǒng)一的溝通、交流語言,保證認知理解的一致性。通過架構的統(tǒng)一,對智能化礦山的系統(tǒng)提供廠商、設備制造商、應用開發(fā)商都有一定的約束和要求,在建設新系統(tǒng)時,都必須遵循統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構進行系統(tǒng)的設計和開發(fā)。
圖4 數(shù)據(jù)治理技術間的關系
基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構,企業(yè)可結合自身特點和架構內(nèi)容,識別數(shù)據(jù)質(zhì)量的薄弱點,在數(shù)據(jù)的整個生命周期內(nèi)持續(xù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)量改進工作。根據(jù)企業(yè)自身要求、管理重點、創(chuàng)新方向等,可以識別具體的業(yè)務對象,進行相應的質(zhì)量規(guī)則的設計和質(zhì)量稽核的實施,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量管理能夠跟企業(yè)自身發(fā)展結合起來,并通過數(shù)據(jù)質(zhì)量報告的發(fā)布夯實改進。
同時,對于智能化礦山建設過程中遇到的豐富的數(shù)據(jù)類型、復雜的數(shù)據(jù)應用場景,不但需要穩(wěn)定的數(shù)據(jù)架構、持續(xù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理,也需要能夠滿足不同場景下數(shù)據(jù)存儲的技術要求和規(guī)范。數(shù)據(jù)存儲的技術方案直接影響到不同數(shù)據(jù)類型的存儲方式、數(shù)據(jù)倉庫的設計和性能,繼而對數(shù)據(jù)模型的搭建、數(shù)據(jù)應用的開發(fā)均產(chǎn)生影響。因此,要做好數(shù)據(jù)治理,面向不同使用的數(shù)據(jù)存儲場景也需要統(tǒng)一探討與規(guī)劃,輸出一套適應智能化礦山建設要求、滿足不同數(shù)據(jù)使用場景、技術路線清晰、指導性強的數(shù)據(jù)存儲技術規(guī)范。
傳統(tǒng)安全的發(fā)展經(jīng)歷了通信安全、計算機安全、網(wǎng)絡安全、信息安全、數(shù)據(jù)安全多個階段,2021年《數(shù)據(jù)安全法》的出臺使得數(shù)據(jù)安全有法可依、有章可循,為數(shù)字化經(jīng)濟的安全健康發(fā)展提供了有力支撐。與傳統(tǒng)安全相比,數(shù)據(jù)安全更加關注內(nèi)外部防護、數(shù)據(jù)合規(guī)使用、用戶隱私保護、業(yè)務及應用安全合規(guī)等問題,需要采用各種技術和管理措施,保證數(shù)據(jù)的機密性、完整性和可用性。因此,在礦山智能化的建設過程中,應樹立以數(shù)據(jù)為中心的安全防護理念,以保障重要數(shù)據(jù)為核心,做好數(shù)據(jù)分類分級管理,基于數(shù)據(jù)安全治理過程,對數(shù)據(jù)通用安全、數(shù)據(jù)生命周期各階段安全、數(shù)據(jù)安全能力、技術工具、組織建設與制度流程等方面進行規(guī)范,實現(xiàn)數(shù)據(jù)全生命周期保護。數(shù)據(jù)安全主要建設內(nèi)容如圖5所示。
圖5 數(shù)據(jù)安全主要建設內(nèi)容
基礎共性專題主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享的總體要求、定義和體系,包括總則、術語和體系架構3部分。
(1)總則。明確《規(guī)范》總體建設目標和總體建設要求,提出整個規(guī)范體系的通用性、指導性要求,確定規(guī)范編制的深度和廣度,規(guī)定規(guī)范編制的標準化要求。
(2)術語。用于統(tǒng)一《規(guī)范》相關概念和技術等,為其他各部分規(guī)范的制定和礦山大數(shù)據(jù)研究應用提供支撐,包括智能化礦山數(shù)據(jù)領域術語相關定義、范疇、實例等規(guī)范。
(3)體系架構。構建《規(guī)范》體系,闡明各專題之間的邏輯關系,指明基礎共性、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)應用各專題的主要編制任務,明確各具體數(shù)據(jù)規(guī)范的關鍵標準化領域、技術方向及規(guī)范主要內(nèi)容。
數(shù)據(jù)編碼規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)分類和編碼,包括數(shù)據(jù)編碼導則、數(shù)據(jù)分類及編碼規(guī)范、元數(shù)據(jù)規(guī)范、主數(shù)據(jù)規(guī)范等部分。
(1)數(shù)據(jù)編碼導則。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)分類和編碼的基本原則,建立科學合理的數(shù)據(jù)分類體系,明確數(shù)據(jù)范疇、數(shù)據(jù)資源間邏輯層次關系。其中,重點梳理礦山企業(yè)的生產(chǎn)、安全、管理等業(yè)務數(shù)據(jù),建立科學合理的智能化礦山數(shù)據(jù)編碼體系。
(2)數(shù)據(jù)分類及編碼規(guī)范。規(guī)范智能化礦山生產(chǎn)、安全、管理全業(yè)務、全過程數(shù)據(jù)的具體分類和編碼,包括分類原則、分類方式、編碼原則、編碼結構及編碼細則等。其中,按照礦山數(shù)據(jù)所屬權和業(yè)務域的分類原則,重點開展智能化礦山安全類、生產(chǎn)類數(shù)據(jù)的分類及編碼規(guī)范編制工作。
(3)元數(shù)據(jù)規(guī)范。統(tǒng)一智能化礦山元數(shù)據(jù)的規(guī)范化描述,包括元數(shù)據(jù)識別、分類、組成、屬性、一致性要求、擴展原則和方法、管理維護等內(nèi)容。其中,重點開展智能化礦山地質(zhì)保障、生產(chǎn)控制、智能化綜合管控、監(jiān)測預警等業(yè)務元數(shù)據(jù)的規(guī)范編制。
(4)主數(shù)據(jù)規(guī)范。構建統(tǒng)一的智能化礦山主數(shù)據(jù)管理規(guī)范,形成主數(shù)據(jù)共識、通過建立主數(shù)據(jù)的分類、主數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)格式、值閾、主數(shù)據(jù)準入規(guī)則以及代碼集,建設智能化礦山主數(shù)據(jù)模型。其中,重點建立與礦山安全監(jiān)測和安全管理相關的主數(shù)據(jù)模型,為安全生產(chǎn)風險監(jiān)測預警、智能化綜合管控平臺等提供基礎支撐。
數(shù)據(jù)采集規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)采集要求,包括感知數(shù)據(jù)規(guī)范、通信接口與協(xié)議規(guī)范等部分。
(1)感知數(shù)據(jù)規(guī)范。規(guī)范智能化礦山的數(shù)據(jù)感知要素需求,主要包括礦山企業(yè)基礎數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的名稱、類型、格式、更新頻率等要求。其中,重點規(guī)范采、掘、機、運、通等系統(tǒng)關鍵設備和環(huán)境監(jiān)測的感知數(shù)據(jù)基本要求。
(2)通信接口與協(xié)議規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)采集、傳輸、融合、分析過程中的接口方式和通信協(xié)議基本要求,明確不同通信接口協(xié)議之間的轉換規(guī)則,保障數(shù)據(jù)高效、有序、精準傳輸。其中,重點開展采煤工作面、掘進工作面、露天采場和尾礦庫等作業(yè)場景的設備接口與通信協(xié)議規(guī)范編制,實現(xiàn)各子系統(tǒng)互聯(lián)互通。
數(shù)據(jù)治理規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)治理要求,包括數(shù)據(jù)架構規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲技術規(guī)范、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范等部分。
(1)數(shù)據(jù)架構規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)架構總體設計要求,包括數(shù)據(jù)模型設計、數(shù)據(jù)主題域框架定義、數(shù)據(jù)資源分布與管理等內(nèi)容。其中,重點編制生產(chǎn)、安全領域的數(shù)據(jù)模型設計規(guī)范,提出數(shù)據(jù)治理平臺建設基本要求。
(2)數(shù)據(jù)存儲技術規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)存儲的基本框架、存儲規(guī)劃、存儲體系、存儲規(guī)則、存儲方式、技術要求、災備要求和安全運維等,保證數(shù)據(jù)的完整性、準確性、可靠性和可用性。通過數(shù)據(jù)融合、集中管理構建數(shù)據(jù)存儲基本框架,重點規(guī)范不同數(shù)據(jù)規(guī)模、使用頻率、使用特性、服務時效的數(shù)據(jù)存儲要求,滿足云、邊、端數(shù)據(jù)存儲和災備需求。
(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)在采集、傳輸、使用和維護過程中的質(zhì)量管理,包括數(shù)據(jù)質(zhì)量描述、數(shù)據(jù)質(zhì)量識別、數(shù)據(jù)質(zhì)量評價、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)質(zhì)量報告等相關要求。圍繞數(shù)據(jù)完整性、準確性、及時性、一致性、唯一性、有效性等需求,重點對數(shù)據(jù)質(zhì)量的衡量和描述進行規(guī)范,研究數(shù)據(jù)清洗、轉換、加工、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控技術要求。
數(shù)據(jù)安全規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)安全要求,包括數(shù)據(jù)分級定級規(guī)范、數(shù)據(jù)安全規(guī)范等部分。
(1)數(shù)據(jù)分級定級規(guī)范。依據(jù)礦山數(shù)據(jù)遭篡改、破壞、泄露或非法利用后對礦山生產(chǎn)經(jīng)營和上級部門監(jiān)管監(jiān)察帶來的影響,制定數(shù)據(jù)分級定級規(guī)范,包括分級原則、分級依據(jù)、定級要素、定級方法等內(nèi)容。其中,重點從影響范圍、持續(xù)時間、可恢復性、數(shù)據(jù)敏感度等維度對智能化礦山數(shù)據(jù)進行分級定級。
(2)數(shù)據(jù)安全規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)全流程的安全管理要求,包括數(shù)據(jù)采集安全、傳輸安全、存儲安全、處理安全、交換安全、銷毀安全等內(nèi)容,明確數(shù)據(jù)安全管理的組織架構及職責,保障數(shù)據(jù)的完整性、保密性、安全性和合規(guī)使用。其中,重點對采集、傳輸、存儲、交換的數(shù)據(jù)安全過程進行規(guī)范,從組織建設、制度流程、技術工具、人員能力等方面對數(shù)據(jù)安全能力進行規(guī)范。
數(shù)據(jù)應用規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)應用要求,包括數(shù)據(jù)共享規(guī)范、數(shù)據(jù)應用規(guī)范等部分。
(1)數(shù)據(jù)共享規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)共享流程及技術管理相關要求,明確數(shù)據(jù)的共享原則、共享格式、共享方式、檢查要求等內(nèi)容,規(guī)范數(shù)據(jù)提供者、管理者、使用者等各角色在數(shù)據(jù)共享流程中的職責與任務,保障數(shù)據(jù)共享安全。其中,重點梳理智能化礦山數(shù)據(jù)共享流程及技術管理要求,從共享數(shù)據(jù)組成、數(shù)據(jù)實體格式、數(shù)據(jù)共享目錄等方面對共享數(shù)據(jù)進行基本約定,規(guī)范數(shù)據(jù)共享服務方式、目錄服務、數(shù)據(jù)接口模型等內(nèi)容,從數(shù)據(jù)共享準備、共享磋商、共享過程、銷毀等流程規(guī)范數(shù)據(jù)共享安全相關內(nèi)容。
(2)數(shù)據(jù)應用規(guī)范?;诟黝愔悄芑V山數(shù)據(jù)應用場景,圍繞礦山安全、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等業(yè)務需求,按照“成熟一個發(fā)展一個”的原則,編制系列數(shù)據(jù)應用規(guī)范。其中,重點開展智能化礦山數(shù)據(jù)分析、指標數(shù)據(jù)、地質(zhì)保障、大數(shù)據(jù)風險監(jiān)測、分級預警與處置、AI分析與應用、機電設備健康管理、礦山智能供電與能耗管理、綜合管控平臺、云計算數(shù)據(jù)中心、智慧園區(qū)、應急指揮等具體規(guī)范編制。
(1)礦山智能化發(fā)展還處于起步階段,相關標準規(guī)范研制工作滯后,特別是缺乏涵蓋煤礦和非煤礦山的全行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系,不利于智能化建設中各子系統(tǒng)的互聯(lián)互通,嚴重制約了礦山智能化實際效能的提升。
(2)建設智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范是實現(xiàn)礦山大數(shù)據(jù)治理的基礎,需要構建涵蓋智能化礦山業(yè)務全過程,包括礦山生產(chǎn)、安全、管理全數(shù)據(jù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼體系,運用先進的數(shù)據(jù)治理理念和數(shù)據(jù)安全思維,研制智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范。
(3)提出了智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范框架,闡述和研究了共性基礎、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)應用六大專題內(nèi)容,初步形成了較為完整的智能化礦山數(shù)據(jù)規(guī)范體系,認為該體系能為智能化礦山建設過程中的數(shù)據(jù)共享應用提供基礎平臺和技術牽引。