千米深井之下，新采出的原煤通过主运输胶带机，源源不断地送往地面，每小时运量可高达数千吨，这样的关键设备出现故障怎么办？过去是靠人工，检查、发现、解决问题耗时长，难免影响正常生产。如今在神东煤炭集团的部分矿井，通过“矿鸿”操作系统，远程即可查看设备运行的状态及相关数据，还能实现移动端一键启停、工作模式切换，数字化赋能煤矿成效尽显。
如何让更多矿井变得先进？近日发布的《基于工业互联网的煤炭企业信息化基础设施建设白皮书（2022版）》（以下简称《白皮书》）强调：“加快推进信息化基础设施建设是煤炭行业两化融合发展和煤炭企业数字化转型的重要基础。”
传统设施已跟不上转型需求
《白皮书》是由中国煤炭工业协会联合国家能源集团、中煤集团等12家主力煤企，以及华为技术有限公司共同编制，较为全面地反映了行业信息化建设现状与需求。
截至目前，工业以太环网、4G、数据中心等设施大范围推广，基本满足了煤企传统信息化的需求。但随着技术进步和“两化”（信息化和工业化）融合深入发展，现有设施的网络、运算等能力已不能满足行业转型步伐。“亟需建设新型信息化基础设施，以满足5G、人工智能、工业互联网、大数据等新一代信息技术与煤炭行业深度融合的新需求。”《白皮书》称。
“智能化建设覆盖采掘、机电、运输、通风等各个环节，一个大型矿井甚至涉及上万个数据产生节点，大到采煤机、掘进机等主要设备，小到每一个仪器仪表、监控摄像头，要把海量数据收集上来，离不开超宽网络传输作为支撑。进一步实现数据治理分析、为智能矿井提供服务，更需要大量信息化设施发挥作用。”陕煤集团西煤机公司产品设计研究院副院长、全国首批煤矿智能化专家赵亦辉进一步举例。
对标需求，面向数字化转型的顶层设计、网络能力、数据治理，以及大数据、人工智能、场景化APP能力不足等短板突出。记者了解到，部分企业仍以短期视角、单系统思维来看待信息化基础设施建设，各类系统相互分隔，不能满足生产精益化、柔性化及科学化决策需求；部分煤矿宽带不足，缺乏足够的视频、瓦斯监控等环境感知设施；多数煤矿尚未引入云计算、大数据、人工智能等新技术，无法实现多生产系统协同、灾害风险预警、决策科学化等真正意义上的智能化；部分煤炭企业缺乏必要的网络安全管控设施，存在网络信息安全风险。
让不同设备“说得上话”
如何解决上述问题？历经摸索，部分矿井率先取得进展。
早前在接受记者采访时，神东煤炭集团公司相关负责人就坦言，集团生产控制系统来自1370多家供应商，多达13.4万台设备、10余类操作系统、500多种需要适配对接的通信协议。不同装置的操作系统不同，同一供应商、不同时期提供的系统彼此不兼容，设备之间数据共享难、信息互通难、智能联动难，数据即便采集上来，彼此之间“说不上话”，更谈不上发挥效用。
与华为联合打造的“矿鸿”操作系统，一举打破界限，在煤矿5G专网的加持下，各类设备和海量传感器接入统一平台，后者相当于一个巨型智慧指挥中心，数据经过分析、交互与应用，可为矿井提供智能决策。截至4月中旬，“矿鸿”已用于神东旗下4个矿厂，成功适配井下57类、2072台套设备。
在山西大同，我国“十一五”时期建成的首个千万吨级现代化矿井——晋能控股煤业塔山煤矿，目前也初步构建了全面感知、5G传输、自主决策、协同控制的开采新模式。
“早在2020年，我们就完成了万兆工业环网升级改造，构建智能化矿山建设所需的数据传输高速通道。在此基础上，全面推动地面及井下5G无线网络的全覆盖，率先使用多模基站，延时低、智能控制、全面感知，奠定了智能化建设通信网络基础。”该矿负责人介绍，加上现代通信、计算机等技术，各类数据集成于统一平台，解决“信息孤岛”“信息烟囱”问题。“什么是煤矿智能化？‘智慧塔山’作出了诠释，基于一个平台、两个中心以及三个网络搭建起的煤矿智能化框架，采掘、运输、安全、管理等各专业系统交互、协同应用于安全生产全流程智能管控的新模式。”
适度超前规划与建设
为了让更多矿井享受信息化红利，《白皮书》进一步明确：信息化基础设施建设范围应包括网络、云数据中心、综合管控平台三部分。其中，井工煤矿的重点是井下超宽网络、视频监控、地质环境感知、生产安全控制联动以及人工智能平台。露天煤矿的建设重点在于，采装区5G或4G无线网络、视频监控、自动驾驶及人工智能平台等。
“宜面向未来5年-7年的政策发展、技术革新和业务需求，适度超前规划与建设。”《白皮书》提出，煤企不但要根据自身组织形式、资源禀赋、生产模式、装备类型、文化特色等因素，因地制宜、因矿实策开展建设，由于智能化生产管理系统面临更多网络和信息安全威胁，建设还须符合国家、地方及行业各类法律法规和相关要求。
赵亦辉强调，《白皮书》侧重于给出指导性、原则性要求，在实际建设中，各矿井还需灵活施策，确保建设节奏与现阶段业务需求协同匹配。“煤矿与信息行业的磨合是一大重点。我们对自身情况了解，但设施怎么建、数据怎么用仍缺乏专业性，这些恰恰是通讯类企业的强项，但他们又缺少煤炭行业的积累积淀。信息化基础设施建设推广，也是双方深度融合的过程。”
除了单个矿井、企业，行业层面也已展开布局。记者了解到，全国煤炭行业首个科研创新人工智能计算中心，由晋能控股集团与华为合作建设，现已在山西晋城投运。如果说煤矿自身“有手有脚”可执行，中心好比训练智慧大脑的基地。这座“超级大脑”每秒钟可进行两亿亿次计算，为生产系统自主思考、决策提供算力支持，未来还将形成涵盖基础软件、机器视觉、算法、数据处理及行业应用的完整产业链，可为全国所有煤矿提供定制服务。
