智能礦山綜合管控平臺研究進展及發(fā)展路徑

邢震

（1. 中煤科工集團常州研究院有限公司，江蘇 常州 213015；2. 天地（常州）自動化股份有限公司，江蘇 常州 213015）

0 引言

煤礦信息化系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了單機自動化、綜合自動化等階段，目前已進入智能化綜合管控發(fā)展階段。這種技術(shù)發(fā)展趨勢有其必然性，主要由以下因素決定[1-2]：① 煤礦安全生產(chǎn)需求決定了信息化系統(tǒng)的發(fā)展方向。煤礦單機自動化階段，各子系統(tǒng)之間均采用獨立網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，存在信息無法共享、可靠性差、維護量大、各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)難度大等問題。綜合自動化階段，各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間沒有產(chǎn)生關(guān)聯(lián)關(guān)系，數(shù)據(jù)綜合分析利用能力仍然不足。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對煤礦災(zāi)害的容忍度越來越低，對煤礦高效生產(chǎn)要求越來越高，這一矛盾迫使煤礦行業(yè)走產(chǎn)業(yè)升級之路，提升煤礦智能化水平，而智能礦山綜合管控平臺（簡稱管控平臺）是實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)的一個重要支撐。② 新一代信息技術(shù)及煤礦機械設(shè)備的發(fā)展為管控平臺的實現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。新型低功耗傳感器，礦用機器人，智能采、掘、機、運、通裝備及災(zāi)害監(jiān)測治理裝備等為管控平臺提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；低延時、高帶寬、廣連接的5G網(wǎng)絡(luò)為煤礦井下海量數(shù)據(jù)的上傳提供了可靠的傳輸通道；大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、數(shù)字孿生、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等為實現(xiàn)管控平臺云端數(shù)據(jù)處理、分析、融合提供了支撐。③ 國家、地方政策及大型煤業(yè)集團的要求對管控平臺的建設(shè)起到推動作用。④ 能源是國家發(fā)展和經(jīng)濟安全的基石，當(dāng)前國際形勢穩(wěn)定性不足，不可過度依賴能源進口。為了實現(xiàn)能源自主化，國家需要對能源特別是煤炭的生產(chǎn)、傳輸和分配進行有效管理和監(jiān)控。管控平臺可以集成各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，提供全面的能源信息，幫助決策者制定戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施。煤礦企業(yè)的需求及信息技術(shù)的支撐等為管控平臺的建設(shè)提供了必要性和可行性，針對71處國家示范礦井，國家能源局印發(fā)的《智能化示范煤礦驗收管理辦法（試行）》中明確將管控平臺作為信息基礎(chǔ)設(shè)施里的必備項目，部分省市及大型煤企均提出建設(shè)管控平臺的要求。

在管控平臺的發(fā)展過程中，研究者們提出了明確的指導(dǎo)方向，為管控平臺的功能開發(fā)及現(xiàn)場應(yīng)用提供了思路，然而在研究及實踐過程中仍存在對管控平臺的概念描述不一致、管控平臺功能開發(fā)及建設(shè)重點偏離核心發(fā)展方向等問題。馬克思主義哲學(xué)提供了辯證的思維方式，對具體的科學(xué)研究具有普遍性指導(dǎo)意義。本文嘗試采用馬克思主義哲學(xué)的觀點來梳理目前管控平臺存在的問題，以明確發(fā)展路徑，使管控平臺的開發(fā)、應(yīng)用、現(xiàn)場實踐等環(huán)節(jié)都能在正確的方法論指導(dǎo)下進行[3-4]。分析了管控平臺的本質(zhì)，以把握重點發(fā)展方向；研究了國家能源局及各地、能源央企智能礦山驗收管理辦法中對管控平臺的功能要求，在此基礎(chǔ)上，對管控平臺的功能要求進行分類；結(jié)合文獻調(diào)研和現(xiàn)場實踐情況總結(jié)管控平臺研究進展，并提出發(fā)展路徑。

1 管控平臺的定義及其本質(zhì)

2020年2月，國家發(fā)展改革委等八部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確指出[5]：建設(shè)智能化生產(chǎn)、安全保障、經(jīng)營管理等多系統(tǒng)、多功能融合的一體化平臺，實現(xiàn)煤礦產(chǎn)運銷業(yè)務(wù)協(xié)同、決策管控、一體化運營等智能化應(yīng)用。該指導(dǎo)意見指明了長期的、宏觀的發(fā)展方向，然而在具體研究及實踐中，不同學(xué)者對管控平臺的理解存在差異，為管控平臺的研發(fā)和建設(shè)工作帶來了困惑。為此，需要深入研究管控平臺的本質(zhì)，保證在管控平臺設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用過程中把握主要矛盾。

管控平臺以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)采集、信息處理、調(diào)度決策等實現(xiàn)對礦山各種設(shè)備設(shè)施、生產(chǎn)流程和環(huán)境參數(shù)的集中監(jiān)視與控制。結(jié)合管控平臺的相關(guān)概念及實踐經(jīng)驗，以數(shù)據(jù)流為主線，管控平臺的本質(zhì)涉及3個方面：一是對數(shù)據(jù)的接入，實現(xiàn)煤礦各類子系統(tǒng)的全面接入；二是對數(shù)據(jù)的融合，包括數(shù)據(jù)的分解、提煉、匹配、重組、整合等；三是對數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用，包括系統(tǒng)間的協(xié)同管控、業(yè)務(wù)綜合管理及信息化融合展示等。以數(shù)據(jù)流為主線的管控平臺如圖1所示。

圖1 以數(shù)據(jù)流為主線的管控平臺Fig. 1 Control platform with data flow as the main thread

2 管控平臺建設(shè)標準

為規(guī)范礦山智能化建設(shè)的各個方面，各級政府和相關(guān)部門制定了一系列智能化建設(shè)驗收管理辦法。對于管控平臺而言，驗收管理辦法的制定與執(zhí)行是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。通過對各地驗收管理辦法的對比和整合，可以找出共性和差異，促進管控平臺的規(guī)范化和統(tǒng)一化，提高其在全國范圍內(nèi)的適應(yīng)性和可操作性。國家能源局，山西、陜西、內(nèi)蒙古、貴州、山東、安徽、河南、寧夏等省份或自治區(qū)，以及國家能源集團、中煤集團等大型煤企的智能礦山驗收管理相關(guān)政策匯總見表1。

表1 國家及地方、央企智能礦山驗收管理相關(guān)政策匯總Table 1 Summary of relevant policies on acceptance management of intelligent mines by national, regional, and central enterprises

由于對管控平臺的概念理解不一致，各地對管控平臺的功能要求存在一定差異。通過梳理各地智能礦山驗收管理辦法，對管控平臺的功能要求進行歸納總結(jié)并形成分類，以便更清晰地理解管控平臺的核心功能和特點，推動智能礦山建設(shè)的統(tǒng)一和規(guī)范化。

將管理辦法中對管控平臺的功能要求分為基礎(chǔ)支撐功能、擴展補充功能、關(guān)鍵核心功能。基礎(chǔ)功能是指管控平臺的數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)融合、對象建模、圖形組態(tài)、權(quán)限管理、報表功能、消息中心、統(tǒng)一門戶等，支撐功能是指為輔助實現(xiàn)核心功能而必須具備的功能，如3D建模、4D GIS、數(shù)字孿生等。擴展補充功能是指非管控平臺本身必備的功能，本質(zhì)上可以視作子系統(tǒng)，與管控平臺本身無必然聯(lián)系，如生產(chǎn)技術(shù)管理功能、采掘管理功能、機電設(shè)備管理功能。關(guān)鍵核心功能是指基于融合數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)融合及協(xié)同管控、聯(lián)動控制、核心算法等。

以《智能化示范煤礦驗收管理辦法（試行）》中的I類煤礦為例，將統(tǒng)一的系統(tǒng)接口標準（3分）、專業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件（3分）、異常信息報警（3分）、虛擬化技術(shù)或本地數(shù)據(jù)中心（3分）等歸為基礎(chǔ)支撐功能，將綜合監(jiān)控中心（3分）、大數(shù)據(jù)平臺（3分）、數(shù)據(jù)分析能力（2分）、工業(yè)物（互）聯(lián)網(wǎng)平臺（3分）、基于云計算的決策支持承載平臺（3分）等歸為關(guān)鍵核心功能，將人員位置精準定位系統(tǒng)（4分）的應(yīng)用平臺等歸為擴展補充功能?；谏鲜龇诸惙椒?，以國家能源局及山西、陜西、貴州等地驗收管理辦法中對管控平臺的功能要求為例進行分類統(tǒng)計，見表2。需要說明的是，本文的分類方法具有一定主觀性，僅用于下文定性；部分省份的管理辦法處于征求意見或待修訂狀態(tài)，本文數(shù)據(jù)僅作學(xué)術(shù)探討用。

表2 管控平臺功能要求分類統(tǒng)計Table 2 Classification and statistics of functionality requirements for control platform

由表2可知，管控平臺在各地智能礦山建設(shè)中的權(quán)重相差較大，其中陜西、貴州將管控平臺作為獨立模塊列出，權(quán)重分別為0.105和0.16，國家能源局及山西將管控平臺歸屬到信息基礎(chǔ)設(shè)施模塊，權(quán)重相對較低。各驗收管理辦法中管控平臺基礎(chǔ)支撐功能、擴展補充功能及關(guān)鍵核心功能的分值分布差異較大，國家能源局驗收管理辦法中，基礎(chǔ)支撐功能和關(guān)鍵核心功能占比相當(dāng)，總和達到86.7%，擴展補充功能占比較??；山西和陜西驗收管理辦法中基礎(chǔ)支撐功能占比較大，陜西和貴州驗收管理辦法中關(guān)鍵核心功能占比較小；對于擴展補充功能，貴州驗收管理辦法中占比最大，其他區(qū)域占比均較小。

3 管控平臺研究及應(yīng)用進展

3.1 基礎(chǔ)支撐功能研究及應(yīng)用進展

基礎(chǔ)支撐功能包括對象建模、圖形組態(tài)、權(quán)限管理、報表功能、消息中心、統(tǒng)一門戶等，這些功能都已開發(fā)完成并在現(xiàn)場成熟應(yīng)用，但在實踐中仍存在不少問題[6-7]。

1） 子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入的穩(wěn)定性不夠。數(shù)據(jù)是管控平臺應(yīng)用的基礎(chǔ)，為支撐管控平臺安全生產(chǎn)應(yīng)用，需首先保證數(shù)據(jù)接入的穩(wěn)定性。目前數(shù)據(jù)采集在功能方面可完全覆蓋煤礦現(xiàn)有子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入類型，在集成方面已經(jīng)實現(xiàn)現(xiàn)場應(yīng)用，但是穩(wěn)定性不夠，常出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷等問題。網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、設(shè)備故障、軟件設(shè)計不合理等均會導(dǎo)致接入子系統(tǒng)數(shù)據(jù)頻繁中斷問題，需要通過科學(xué)的方法，分析各種因素的作用和相互關(guān)系，找出解決問題的途徑和方法。

2） 部分基礎(chǔ)支撐功能的成熟度不夠。目前，管控平臺整體上仍然處于發(fā)展的初級階段，還沒有形成完善的技術(shù)和管理體系。盡管一些功能經(jīng)過了驗證和測試，但缺乏長期的現(xiàn)場檢驗，應(yīng)用于實際礦山環(huán)境時，可能會面臨新的挑戰(zhàn)和問題。這種情況下，煤礦管理人員和操作人員難以有效地應(yīng)對各種突發(fā)情況，從而影響礦山生產(chǎn)效率和安全性。功能的成熟度不足是技術(shù)發(fā)展的不完善和實踐經(jīng)驗的不足所致，這就要求煤礦科技人員在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，積極推動技術(shù)的發(fā)展和成熟，以滿足實際需求[8]。

3） 部分基礎(chǔ)支撐功能的實用性不夠。管控平臺基礎(chǔ)支撐功能是為關(guān)鍵核心功能服務(wù)的，部分基礎(chǔ)支撐功能實用性不夠，導(dǎo)致關(guān)鍵核心功能難以實現(xiàn)。以數(shù)字孿生技術(shù)為例，在目前智能礦山建設(shè)中，大部分情況下實現(xiàn)的是三維展示效果，關(guān)鍵的預(yù)測、仿真功能等還未實現(xiàn)，無法有效支撐關(guān)鍵核心功能的實現(xiàn)[9]。

3.2 擴展補充功能研究及應(yīng)用進展

由于基礎(chǔ)支撐功能和關(guān)鍵核心功能中部分功能實現(xiàn)難度較大，煤礦企業(yè)通常將自身擅長的擴展補充功能嵌入到平臺中，在研發(fā)和實施中將相當(dāng)一部分工作和精力放在擴展補充功能上，偏離了智能綜合管控的核心發(fā)展方向。根據(jù)馬克思主義哲學(xué)原理，可以通過主要矛盾和次要矛盾的關(guān)系來重新審視擴展補充功能的地位。擴展補充功能僅僅算作次要矛盾，不能將其作為重點來研究。

首先，需要明確擴展補充功能與基礎(chǔ)支撐功能和關(guān)鍵核心功能之間的關(guān)系?；A(chǔ)支撐功能是煤礦信息化系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)，提供數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲等基本功能。關(guān)鍵核心功能則是實現(xiàn)智能綜合管控的關(guān)鍵，包括安全預(yù)警、生產(chǎn)調(diào)度等。擴展補充功能具有更為特殊化的需求，包括人員管理[10]、能耗分析等功能。在煤礦信息化系統(tǒng)中，擴展補充功能的研究與應(yīng)用可以幫助企業(yè)更好地滿足個性化需求[11]。

其次，需要認識到擴展補充功能在整個系統(tǒng)中的地位。盡管擴展補充功能有一定的重要性，但它并不是智能綜合管控的核心發(fā)展方向。因此必須保持清醒的認識，將其定位為次要矛盾，并將主要精力放在核心功能的研究和開發(fā)上。只有這樣，才能推動智能綜合管控系統(tǒng)的健康發(fā)展，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)和信息化建設(shè)的有機結(jié)合。

在智能化建設(shè)實踐中，管控平臺的界面效果是礦方重點關(guān)注的方面。馬克思主義哲學(xué)原理提出了內(nèi)容與形式的辯證關(guān)系，認為內(nèi)容是形式的基礎(chǔ)和前提，形式則是內(nèi)容的體現(xiàn)和表達方式。在管控平臺的建設(shè)中，界面效果作為形式的一部分，應(yīng)當(dāng)與內(nèi)容密切結(jié)合，相互促進，而不應(yīng)該成為建設(shè)的重點目標。然而，目前管控平臺在界面效果方面的投入和關(guān)注遠遠超過了其他方面。這種現(xiàn)象主要體現(xiàn)在以下方面：① 大量資源被投入到了界面設(shè)計和美化上。開發(fā)者為了迎合用戶的審美需求，競相推出各種炫酷的界面效果，甚至犧牲了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能完備性。這種現(xiàn)象表明，目前的建設(shè)更注重用戶的第一感受，而忽視了實際使用中的協(xié)同管控和自主決策等方面。② 管控平臺在功能開發(fā)上存在不足。雖然界面看起來非常漂亮，但實際上缺乏協(xié)同管控和自主決策等關(guān)鍵功能。礦山作為一個復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，需要實時獲取和處理大量數(shù)據(jù)，并及時作出決策。然而，目前管控平臺的很多功能只停留在表面，無法充分滿足礦山管理者的需要。這種情況使得管控平臺無法真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用，限制了礦山的高效運營和安全管理。③ 對用戶體驗的關(guān)注遠遠超過了對系統(tǒng)本身的優(yōu)化。在管控平臺的建設(shè)中，用戶體驗往往成為決策的重要依據(jù)，過于追求各種界面效果和交互方式，而在系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性等方面的優(yōu)化相對較少。這種情況導(dǎo)致管控平臺應(yīng)對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜計算和實時決策等的能力不足，限制了礦山管理的科學(xué)性和高效性。

3.3 關(guān)鍵核心功能研究及應(yīng)用進展

管控平臺的核心目標是實現(xiàn)煤礦產(chǎn)運銷業(yè)務(wù)協(xié)同、自主決策協(xié)同管控、一體化運營等智能化應(yīng)用[12-15]。根據(jù)研究及建設(shè)現(xiàn)狀，可將管控平臺的核心目標分為4個階段，如圖2所示。

圖2 關(guān)鍵核心功能研究及應(yīng)用進展Fig. 2 Research progress and application of key core functions

第1階段：煤礦信息化系統(tǒng)的集中監(jiān)視是首要任務(wù)。將煤礦子系統(tǒng)接入管控平臺，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實時監(jiān)控煤礦的生產(chǎn)、運輸、安全等情況，并對異常事件進行快速響應(yīng)和處理，實現(xiàn)對煤礦各項運營數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控和管理[16]。

第2階段：將各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入管控平臺后，需要對這些數(shù)據(jù)進行集中管理[17-18]，將其存儲到數(shù)據(jù)池中，以便后續(xù)的分析和利用。同時，可根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求對數(shù)據(jù)進行重組和整理。

第3階段：構(gòu)建智能算法和數(shù)據(jù)分析模型，對煤礦運營數(shù)據(jù)進行深度挖掘和綜合分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，實現(xiàn)煤礦多元業(yè)務(wù)的輔助決策[19]及局部區(qū)域或業(yè)務(wù)單元的協(xié)同管控。例如，利用機器學(xué)習(xí)算法預(yù)測煤礦生產(chǎn)能力和市場需求之間的關(guān)系，為決策者提供參考意見。此外，還可以通過協(xié)同管控系統(tǒng)實現(xiàn)不同區(qū)域或業(yè)務(wù)單元之間的信息共享和協(xié)作，提高整體效率和資源利用率。

第4階段：實現(xiàn)全局范圍內(nèi)的互聯(lián)互通、自主決策及協(xié)同管控[20-21]。在該階段，煤礦綜合管控平臺將具備自主決策能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)域、跨業(yè)務(wù)單元的智能化協(xié)同管控。通過人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，管控平臺可根據(jù)實時數(shù)據(jù)和趨勢預(yù)測，自主地調(diào)整生產(chǎn)計劃和資源配置，使煤礦運營更加高效和靈活[22]，實現(xiàn)全礦井級的自主決策。

在當(dāng)前的智能礦山建設(shè)實踐中，大部分礦井已經(jīng)實現(xiàn)了第1階段和第2階段的目標，實現(xiàn)了集中監(jiān)視及數(shù)據(jù)融合；針對第3階段，大部分礦井正在探索階段，其中部分場景可以實現(xiàn)輔助決策，部分區(qū)域或安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)局部協(xié)同管控；對于第4階段，即實現(xiàn)智能化的全面協(xié)同管控，學(xué)者們提出了許多規(guī)劃和設(shè)想，包括利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等實現(xiàn)智能化的全面管控，然而在實際的現(xiàn)場應(yīng)用中，由于技術(shù)和設(shè)備的限制，短期內(nèi)很難實現(xiàn)這些設(shè)想。

4 管控平臺發(fā)展路徑探討

在管控平臺的研發(fā)及應(yīng)用中，只有從客觀實際出發(fā)，不斷探索和實踐，深入研究和理解運行規(guī)律，才能確保管控平臺的良性發(fā)展，并推動煤礦行業(yè)的進一步升級。通過實事求是的思維方式和方法，可以更好地應(yīng)對煤礦行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)管控平臺的可持續(xù)發(fā)展。

4.1 基礎(chǔ)支撐功能的發(fā)展方向

基礎(chǔ)支撐功能應(yīng)朝規(guī)范性、可靠性方向發(fā)展。

1） 遵循行業(yè)規(guī)范和標準。管控平臺作為煤炭行業(yè)新興的技術(shù)應(yīng)用，需要依據(jù)行業(yè)內(nèi)不斷完善及細化的規(guī)范與標準進行發(fā)展。這包括數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)臉藴驶?、設(shè)備接入和通信接口的標準規(guī)范等方面。通過制定數(shù)據(jù)采集與傳輸、設(shè)備接入和通信接口等方面的行業(yè)規(guī)范和標準，確保管控平臺的可操作性和可擴展性，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的無縫對接和協(xié)同操作。

2） 提升可靠性。可靠性是衡量系統(tǒng)故障率或失效率的指標。基礎(chǔ)支撐功能應(yīng)具備高可靠性，以確保煤礦生產(chǎn)正常運行。為了提高可靠性，可以采取多種手段，如采用冗余設(shè)計、增加備份系統(tǒng)、建立災(zāi)備機制等。同時，還要進行故障診斷功能和恢復(fù)機制的研發(fā)，以提高故障監(jiān)測和及時響應(yīng)的能力，確保管控平臺連續(xù)穩(wěn)定運行。

3） 提高穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是衡量系統(tǒng)抗干擾能力和負載承受能力的指標。管控平臺在長時間運行中需要保持基礎(chǔ)支撐功能的穩(wěn)定性。這需要從硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等方面綜合考慮，確保各個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性。在硬件方面，應(yīng)選擇具有高可靠性的設(shè)備，避免單點故障。在軟件方面，設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)時，應(yīng)采取措施來減少或避免單點故障的發(fā)生，如引入冗余組件、備份節(jié)點、負載均衡策略等，同時進行性能優(yōu)化和系統(tǒng)調(diào)優(yōu)，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和處理能力。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境方面，要保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性，避免由于網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致管控平臺運行不穩(wěn)定。

4.2 擴展補充功能的發(fā)展方向

擴展補充功能應(yīng)朝實用性、補充性方向發(fā)展，輔助實現(xiàn)全局的互聯(lián)互通、協(xié)同管控、自主決策等關(guān)鍵核心功能。

1） 擴展關(guān)鍵核心功能所需的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)或流程。增加礦方當(dāng)前子系統(tǒng)不具備但關(guān)鍵核心功能所需要的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)或流程是一個要點。管控平臺需要從各個數(shù)據(jù)源中采集數(shù)據(jù)，并進行有效的整合和處理。但是，煤礦已建設(shè)的子系統(tǒng)可能并不能覆蓋所有的數(shù)據(jù)、流程或業(yè)務(wù)需求。因此，設(shè)計擴展補充功能時，應(yīng)該考慮到關(guān)鍵核心功能所需要的額外信息，并能夠方便地獲取和處理這些信息。通過引入這些缺失的要素，可以彌補綜合管控平臺的不足，使其更加完善和全面。比如，在數(shù)據(jù)方面，礦方當(dāng)前子系統(tǒng)中可能缺乏一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，綜合管控平臺可以與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成，以提供必要的數(shù)據(jù)支持；在業(yè)務(wù)方面，可以增加與煤礦生產(chǎn)、安全、環(huán)境等相關(guān)業(yè)務(wù)的建設(shè)，實現(xiàn)全面的管控；在流程方面，可以優(yōu)化工作流程，提高工作效率，減少冗余操作。

2） 補充關(guān)鍵核心功能所需的輔助功能。為實現(xiàn)協(xié)同管控和自主決策，需要補充必備的功能。如為了實現(xiàn)礦方當(dāng)前子系統(tǒng)間的協(xié)同管控，可以引入數(shù)據(jù)共享功能，將各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行整合并向相關(guān)部門或人員開放。這樣可以促進子系統(tǒng)之間的信息交流與溝通，為協(xié)同管控提供有力支持。同時，可以在平臺中引入任務(wù)分配和協(xié)作功能。通過平臺，管理人員可以將任務(wù)分配給不同的子系統(tǒng)，并監(jiān)督任務(wù)的執(zhí)行情況。同時，各個子系統(tǒng)之間也可以通過平臺進行溝通和協(xié)作，共同解決問題，提高煤礦的整體效率。另外，可建立通信協(xié)調(diào)功能，實現(xiàn)子系統(tǒng)間的緊密配合和協(xié)同工作。通過統(tǒng)一的通信渠道和協(xié)作平臺，各子系統(tǒng)可以快速響應(yīng)并相互配合，以應(yīng)對復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境。

3） 界面效果與功能相統(tǒng)一。在界面效果展示方面，遵循形式與內(nèi)容相統(tǒng)一的辯證關(guān)系。只有內(nèi)容和形式相互促進、相互融合，才能發(fā)揮系統(tǒng)的最大效益。因此，在管控平臺建設(shè)中，應(yīng)該更加注重協(xié)同管控、自主決策等功能的開發(fā)和完善，將形式與內(nèi)容結(jié)合起來，以提升整個系統(tǒng)的效率和管理水平。

4.3 關(guān)鍵核心功能的發(fā)展方向

關(guān)鍵核心功能宜向標準化、穩(wěn)定性方向發(fā)展。關(guān)鍵核心功能是智能礦山建設(shè)的核心內(nèi)容，然而，當(dāng)前對關(guān)鍵核心功能的研究大多停留在宏觀的設(shè)想階段，缺乏具體的標準和細節(jié)。為了實現(xiàn)智能礦山建設(shè)目標，需要解決煤礦現(xiàn)場實際存在的難點問題，并逐步挖掘應(yīng)用場景和潛在需求。

首先，關(guān)鍵核心功能的設(shè)定必須遵循認識論的規(guī)律，充分認識到現(xiàn)狀及其中的難點。智能礦山建設(shè)涉及眾多技術(shù)、數(shù)據(jù)和管理因素，在確定關(guān)鍵核心功能時，需要準確了解智能礦山的現(xiàn)有情況，包括技術(shù)水平、管理模式和人力資源等。只有充分認識實際情況，在提出目標時才能更加準確、具體。

其次，智能礦山建設(shè)是一個長期的過程，可能會遇到各種挑戰(zhàn)和問題，因此，必須明確意識到，關(guān)鍵核心功能的實現(xiàn)需要時間和耐心，不能期望一蹴而就，而應(yīng)該根據(jù)實際情況合理規(guī)劃，并逐步推進，逐步實現(xiàn)各項目標。

同時，為了推進關(guān)鍵核心功能在現(xiàn)場應(yīng)用，需要逐步挖掘現(xiàn)場應(yīng)用場景與需求。這意味著研究人員需要深入了解礦山的運營環(huán)境和需求，挖掘適合應(yīng)用智能礦山技術(shù)的具體場景，并根據(jù)場景的實際需求來設(shè)計和開發(fā)相應(yīng)功能。煤炭企業(yè)是管控平臺的直接受益者和主要使用者，其意見和需求對于改進和優(yōu)化平臺至關(guān)重要。因此，應(yīng)積極傾聽煤炭企業(yè)的意見和建議，及時調(diào)整和改進管控平臺，以更好地滿足煤礦企業(yè)的需求。

5 結(jié)語

分析了管控平臺的本質(zhì)，以數(shù)據(jù)流為主線，管控平臺的本質(zhì)涉及數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用3個方面。研究了國家能源局及各地、能源央企智能礦山驗收管理辦法中對管控平臺的功能要求，在此基礎(chǔ)上，將管控平臺的功能要求分為基礎(chǔ)支撐功能、擴展補充功能、關(guān)鍵核心功能。針對三大功能，探討了管控平臺的研究及應(yīng)用進展、發(fā)展路徑。隨著新興信息技術(shù)的不斷發(fā)展及外界條件和環(huán)境的不斷變化，管控平臺的實現(xiàn)目標、要求及實現(xiàn)路徑也會隨之變化。因此，要不斷關(guān)注外界的變化，并及時調(diào)整管控平臺的目標和實現(xiàn)路徑，保證管控平臺的發(fā)展與時俱進，適應(yīng)不斷變化的外界條件和環(huán)境。