王国法院士——5G+智能化煤矿顶层架构与应用系统—中国煤炭科技网

创新点

（1）提出智能化煤矿建设应分为数字融合互联，人机主动交互，主要系统自学习自决策三个阶段分区域分层次进行，指明智能化煤矿建设目标与阶段任务。

（2）提出智能化煤矿建设顶层架构应以泛在网络和大数据云平台为主要支撑，以智能管控一体化系统为核心，建设实现对煤矿开拓、生产、运营全过程进行感知、分析、决策、控制的煤矿十大主要智能系统。

（3）通过对数据特征与关联关系研究提出智能化煤矿信息实体特征与数据交互推送方法，构建智能化煤矿数字逻辑模型，揭示物理与信息空间的虚实映射机理。

（4）提出智能化煤矿“云边端”数据处理架构和三层递阶控制策略，在此基础上对煤矿智能化应用系统进行具体设计，用数据为矿山赋能，实现全矿井生产管理智能化运行。
作者简介

王国法，男，1960年9月21日生，山东文登市人，中国工程院院士，研究员，博士生导师，中国煤炭科工集团首席科学家，中国煤炭科工集团开采设计事业部总工，中国煤炭行业煤矿支护设备标准化技术委员会副主任委员。获国家科技进步奖和省部级科技奖励20余项，发表飞禽走兽老虎机100余篇。2015年“全国先进工作者”荣誉称号获得者。2016年荣获中华国际科学交流基金会“杰出工程师”称号，2017年获得“孙越崎能源大奖”，2017年当选中国工程院院士。

研究方向

煤炭高效综采理论技术与装备，煤矿智能化技术与装备

主要成果

致力于煤炭高效综采理论技术与成套装备的研究，取得多项创新性成果，形成了煤矿综采支护成套技术体系，首次提出了液压支架与围岩“强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合”的“三耦合”原理和设计方法，为煤矿提供了安全高效的支护技术；主持设计研发了世界最大采高的8.2m超大采高综采和20m特厚煤层综放、世界最小采高的0.6~1.3m薄煤层智能化综采和最大倾角的55°大倾角综采等系列技术与装备，形成了系列化成套高效综采技术装备；在煤矿智能化技术与装备方面，首次实现常态化工作面有人巡视、无人操作的智能化采煤，取得明显创新性成果，获得中国工业大奖，为煤矿高效、安全生产提供了有力的技术保障。

摘要
建设智能化煤矿是实现煤炭工业转型升级和高质量发展的必由之路。针对当前我国智能化煤矿建设初级阶段缺乏体系性与前瞻性的顶层设计的现状,进行了智能化煤矿顶层设计的系统研究,阐述了智能化煤矿应分为数字融合互联,人机主动交互,主要系统自学习自决策3个阶段分区域分层次实现“物质流、信息流、业务流”的高度一体化协同,构建以人为本的智能生产与生活协调运行的综合生态圈的建设目标和阶段性任务。
基于煤矿价值活动分析对智能化煤矿复杂巨系统逻辑关联进行研究和系统归并,提出以泛在网络和大数据云平台为主要支撑,以智能管控一体化系统为核心,能够实现对煤矿开拓、生产、运营全过程进行感知、分析、决策、控制的煤矿十大主要智能系统,包括:
煤矿智慧中心及综合管理系统;煤矿安全高效信息网络及地下精准位置服务系统;地质保障及4D-GIS动态信息系统;巷道智能快速掘进系统;开采工作面智能协同控制系统;煤流及辅助运输与仓储智能系统;煤矿井下环境感知及安全管控系统;煤炭洗选智能化系统;固定场所无人值守智能管理系统;煤矿场区及绿色生态智能系统等的智能化煤矿建设顶层架构。
通过对数据特征与关联关系研究提出智能化煤矿信息实体特征与抽取方法,并研究智能化煤矿知识图谱构建及数据交互推送方法,构建智能化煤矿数字逻辑模型;研究提出智能化煤矿“云边端”数据处理架构和三层递阶控制策略,在此基础上对煤矿智能化应用系统进行具体设计。以张家峁煤矿生产矿井智能化改造和巴拉素煤矿新建矿井全面智能化建设为典型案例进行了工程实践。