工业互联网架构的智能矿山解决方案

管理效率亟待提升 资产管理纷繁复杂 矿山行业面临安全生产、经营管理等多方面挑战（以煤矿为例） 生产安全形势严峻 煤矿特殊的生产环境和装备，缺乏有效管理手段，导致煤矿瓦斯、透水、顶板灾害事故频发 从业人员断层严重 井下工人平均年龄已经超过45岁，且年轻人不愿下井，煤矿招人困难 勘探 材料 掘采 销售 洗选 运输 经营成本居高不下 煤矿多重视生产装备的投入，在企业经营管理上投入较少，导致煤矿管理效率低，经营成本高 煤炭行业企业多涉及较大的企业园区，多型设备且人车多，人财物管理难 生产控制网 安全管理网 视频监控网 煤矿监控中心 工业交换机 千兆/万兆工业环网 PLC控制器 节点工业交换机 宿舍区 办公区 招待所 会议中心 食堂 安全监测系统 人员定位系统 矿压监测系统 视频监控系统 语音广播监控 矿山供电监控系统 矿山排水监控系统 … … 矿山智能化面临的现状和难点（以煤矿为例） 现状 产量计量监控系统 烟囱孤立的系统 煤矿监控中心 工业通信网企业园区网 数据归属不统一难共享 七国八制的网络 人员 皮带运输机矿车 采煤机液压支架 摄像头监测站 接口不统一不标准 成千上万孤立终端 01 智能矿山解决方案目标架构 运维 安全 目标 智能应用 决策指挥中心 安全生产中心综合集控中心 智能巡检中心 经营管理中心 智慧地测 智慧调度 智慧采掘 智慧机电 智慧运输 智慧作业 智慧安监 智慧洗选 智慧园区 数字平台 数据治理 华为云 AI使能、数据使能、应用使能 华为云华为数据湖 下一代工业承载网 Wi-Fi6网络 融合IP工业网/F5G全光工业网 5G 统一接口，统一的数据标准格式、端云结合 矿鸿智联 人员 皮带运输机矿车 采煤机液压支架 摄像头监测站 矿鸿作为井下各类终端的操作系统，统一物联协议、统一数据采集和传输标准华为云+数字平台，实现数据入湖，使能智能时代的大数据和AI应用 采煤机主控（矿鸿OS） 采煤机 电液控制器 （矿鸿OS） 碰一碰 工作参数便捷读取，快速配置 本安手机/Pad 控制器 液压支架 液压支架 矿鸿高可靠、低时延、软总线三大能力使能三机联动等智能应用 一碰连，设备参数读取配置 综采面M2M三机智能联动 智能巡检，自动读数比对上板 危险源感知，矿工智能避灾 数据上云生成瓦斯报表和调校工单 云 矿灯通过WiFi接入工业环网，AP发送位置信息，接收：1、危险信号预警 2、避灾导航 环境健康度指数危险源预警 避灾路线导航 … 矿鸿模组 数据自动读取，比对 数据自动上板 蓝牙近场连接，屏显实时数据 优势及价值 •统一系统：一套系统覆盖大大小小设备 •万物互联：人机互联、机机互联、万物感知 •统一标准：设备接口、数据协议标准化 •安全可信：最高安全认证、核心代码全自研 02 统一的工业承载网，多样化接入方式，打造智能矿山综合承载网 上 井园区网 5个中心 N类应用 园区网 OTN 波分网络 集团总部 生产网 矿山融合IP工业网 ORH 矿山F5G全光工业网 井5G接入 下 Wi-Fi6接入 OREORE 多种接入 5GDongle Wi-Fi6AP 5G模组智能终端移动场景 有线接入 工业网关视频 固定场景 UWB接入 UWB 感知设备 防爆手机 胶轮车 采煤机 智能矿灯 皮带运输机 电力监控站 监测站 智能控制 有轨车 传感器 多技术融合，构建超大带宽、低时延、高可靠的矿山综合承载网 优势及价值优势及价值 •多技术优势互补，全场景无线覆盖 多种无线技术按场景适配，构建大带宽、低时延的井下无线网络，丰富应用，减小有线网络维护难度 •融合IP工业网 本质安全设计、5G承载，安全可靠 工业承载网，可承载5G业务，实现移动场景大带宽、低时延接入，通过网络切片技术实现业务安全隔离 智能运维，统一管理 随流检测，故障精确定位，业务质量可视，管-控-析一体，图形化管理，简单易维 •F5G全光工业网 全光工业网，极简、高效 井下全光无源网络，本质安全设计，易建网，少防爆，免熔纤，智能光链路，多技术提升有线网络运行效率 03 矿山融合IP工业网：构筑多网合一、品质无线覆盖、综合承载的矿山生产网络 核心路由器核心路由器 视频切片 机电切片 切片 控制切片 5G 50GE/100GE环网骨干 变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室 10GE 环网接入 汇聚路由器 由器 汇聚路 10GE 接入 由器 汇聚路 10GE 环网接入 由器 汇聚路 10GE 环网接入 CPE MP MP 矿道 CPE MP 矿道 优势及价值 优势及价值 •Mesh组网，无光纤部署易调整，解决采区频繁变动网络调整难的问题 •爆破区网络无线覆盖，实现采区无线通信、采区装备远程控制，提升安全和作业效率 04 CPE 主巷道 5G交换机物联网关Wi-FiWi-Fi5G交换机 优势及价值优势及价值 •网络切片助力多网合一，工控类业务低时延保障 •支持5G承载，助力5G基站快速下井 •业界首款本安型Wi-Fi6，400m长距覆盖 •智能运维，业务质量可视，故障分钟级定位 井下Wi-Fi6无线Mesh组网减少光纤，解决“断缆”痛点 井下采面无线覆盖+回传 MPPMPP F5G全光工业网为煤矿智能化提供全场景高品质全光基座 办公云生产云 集团互联 边缘办公云边缘生产云 矿区 矿区 灾备中心集团核心矿区 安防网 井上 园区生活福利网 办公网 ONUSPL OLT ORH 核心交换机 井下 ORP 环网变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室变电所、硐室 ORP ORP ORP ORE ORE OREORE 优势及价值 1井下煤矿工业光环网 •全本安设备，0防爆箱 •光纤网络可视可管、光纤智能诊断 •硬管道隔离 优势及价值 2井上矿区全光园区网 •简架构：极简布署，TCO降30% •易演进：平滑扩容，升级无忧 •智运维：即插即用 3集团间波分承载网 •多级硬管道、超大带宽 •业务物理隔离，设备1+1保护 •极简网络，随需扩展 05 5G低频本安网络：实现大上行、远距覆盖，支撑综采远控等多业务快速上线 关键能力 应用场景 4306综采面 连接性能一网运维泛在极致多能极简 4326掘进面 4306顺槽皮带 解决方案 4326顺槽皮带 •井下5G低频本安网络：覆盖距离更远、巷道场景少建站，综采面两站对打，即可满足上行1Gbps、50ms@99.99%的综采面全景视频拼接+采煤机远控需求 •矿区创新平台（5G核心网）：实现煤矿生产数据在矿内闭环，生产数据不出矿区，并支持IMS语音通话 优势及价值优势及价值 更大带宽 •上行速率满足综采面1Gbps+ •满足综采面100+路高清视频 更广覆盖 •两站打穿综采面 •巷道覆盖距离增加75% 更低成本 •建站更少，降低成本 •一网多用，简化运维 更全服务 •5G一张网满足语音、视频、远控、物联等多种业务需求 运营商广域网 智矿通创新平台(5G核心网) 矿区本地数据中心 井上 井下 1 5G综采面全景视频拼接+远控 矿山融合IP工业网 （50GE+网络切片） 5G基站 55G主运智能监控： 5G本安摄像机 25G掘进机远控 南翼1#皮带南翼皮带大巷 主井提升机 南翼辅运大巷 45G融合通信： 手机、智能矿灯、摄像机… 中央 3变电所 5G硐室巡检机器人 “看”得更清楚更全面：视频传输 ·实现海量人员、环境和生产安全监控 “控”得更准确更敏捷：远程控制 ·实现各类现场核心生产设备的远程控制和无人驾驶 “感”得更多维更迅速：物联定位 ·实现设备运行和环境状态实时采集和地下矿业万物互联 ·实现人员、车辆、设备高精定位管理 “连”得更实时更高质：实时通信 ·实现随时随地高质量实时通信 “算”得更协同更高效：现场算力 ·实现现场网算一体、破除多网并存和数据孤岛 网络层 有线网络 有线电话 视频监控 无线网络 Wi-Fi网络4/5G公网 无线专网 LTE专网应急机动专网 终端层 智能手机 骨传导耳机 集群终端 车载终端视音频记录仪定制手环 智能手表视频会议终端 摄像头 广播 固话/IP话机 矿灯 矿山融合通信：一网融合、一呼百应，一键直达现场，实现高效调度指挥 应用层 分层分级调度 AI应用联动 监测异常联动 日常通信指挥 平台层 基础通话 视频监控 视频会商 短信彩信 集群调度 录音录像 ICP融合通信 （统一通信资源池） 基于华为云、HCS、EIC 语音网关会议网关窄带集群网关 视频网关宽带接入网关 优势及价值优势及价值 •一网融合：各类有线和无线通信系统统一融合、统一调度 •一呼百应：调度中心/作业区/行政区/外线统一编组，集群呼叫、多媒体调度 •可视化调度：一键直达现场实时画面，高效指挥 06 视频会议 AI训练 AI运维 智慧运销 统一管理 数字平台 自主开发 人工智能数据治理ROMA 备份中心基础设施 智慧采掘 智慧煤流 智慧通风 智慧排水 智慧安监 智慧巡检 智慧园区 煤矿边缘云 现场部署：智能生产、智能控制 煤矿 生产中心 本地生产 云边协同 中心训练，边缘推理 边缘轻量化 高效运维 统一运维，降低运维门槛 大数据平台 数据安全 AI能力中心 盘古矿山大模型；AI能力使能，模型训练 统一管理 办公管理 生产应用数字平台 人工智能 数据治理 ROMA 基础设施 生产应用数字平台 人工智能 数据治理 ROMA 基础设施 业务上云、边云协同，打造矿山数字平台，实现应用使能、数据共享 集团中心云 集中部署：决策支持、经营管理 集团 AI开发+训练+运维中心 中心云 边缘云边缘云（EIC） （EIC：EnterpriseIntelligentCube） 智能生产 综合集控 皮带检测 掘进面作业序列智能作业辅助 智慧园区 技术平台 中间件 数据库大数据AI音视频IoTGIS 使能平台 应用使能平台 应用全生命周期管理服务集成 消息集成数据集成 AI使能平台 加速行业AI落地智能中枢 AI训练平台AI推理平台 数据使能平台 使能数据价值工业大数据治理 数据集成智能数据湖 工业物联平台 生产过程实时感知和优化设备数据分析和服务 孪生模型 设备接入&管理 端 瓦斯液位流量应力温度压力声音电源振动距离RFID管道腐蚀点检仪传送带机器人采矿机 优势及价值优势及价值 •灵活部署：支持公有云、混合云、边缘云多种部署模式，边云协同，满足不同场景需求 •资产沉淀：打造煤矿统一数字平台，沉淀数据资产，构筑全面感知的数据能力 •数据共享：统一建设煤炭数据湖提供数据服务，打破业务系统数据孤岛，避免重复建设 •极简交付：EIC整柜集成，即插即用，预集成成熟的伙伴应用，极简业务上线 •开放生态：华为云80+高阶服务随需下沉，技术领先 •运营驱动：打造统一的接口平台及规范，使智能煤矿由建设驱动走向运营驱动 07 智能矿山边缘云：一体化解决方案，一站式交付，加速落地智能化建设 中心云 部署升级 运维监控 AI训练 中心运维 运维云边协同 智能矿山边缘云（EIC） 矿山业务应用（预集成） AI主运智能监测综采面瓦斯预测 预集成应用 综合管控平台地质保障…… 矿山数字平台 IOT物联 应用集成 数据入湖 人工智能 …… 基础硬件平台 交换机 存储/计算节点视频节点IVS3800 人工智能AI节点Atlas 智能矿山边缘云一体化解决方案（EIC） *EIC:EnterpriseIntelligentCube 优势及价值优势及价值 应用预集成：大幅缩短业务上线时间 •缩短伙伴业务上线时间 •整合行业伙伴优势资源 行业数字平台：夯实智能化底座 •井下设备统一接入 •数据资源共享 •AI边用边学，实现规模复制 一站式交付：设备即插即用 •整柜集成，即插即用 •运营级机柜，宽环境适配 08 业务场景 50 4543 46 40 35 30 25 20 15 10 5 0 36 33 25 2829 910 5 15 17 11 综采 掘进 机电 主运 辅运 露天矿运输 通风 人员安全