1 范围

本标准规定了智慧矿山的系统架构、基础网络、云数据中心、集成的基础类系统、掌中矿山平台、“一矿一图”智慧平台、大数据分析平台等信息系统通用技术要求。

本标准适用于指导矿山企业的智慧化信息系统设计和建设。

2 智慧矿山基本架构

智慧矿山基本架构应分为四层，分别为泛在感知与执行层、传输层、操作系统层和应用层。泛在感知与执行层负责实现子系统数据的感知与采集，同时对执行设备下发控制指令。传输层负责完成信息和数据的双向传送，应由工业以太网、工业无线网络等系统组成。操作系统层向下实现各种多源异构感知数据的接入，向上为智慧矿山应用层的开发提供服务和工具。应用层为用户提供实际使用到的涉及矿井生产、安全、经营管理、决策分析各环节的各类操作软件。

3 智慧矿山基础网络

应采用高速、稳定的工业以太环网作为整个智慧矿山的传输主干网络；并辅以现场总线、无线通讯网络、其它工业以太网络。采用安全性高、抗干扰能力强、传输带宽不少于两倍冗余配置的交换机、路由器、通讯基站、通讯线路等设备，以满足生产控制数据、各类感知设备数据、无线通讯数据、视频信号的准确、可靠、安全、高实时性的传输需要。视频信号传输建议采用独立的视频网络或采用虚拟局域网（VLAN）方式与其它数据进行隔离；主要设备要配置不少于4h的UPS备用电源。

煤矿监控及自动化网络主干网络采用工业以太网或兼容以太网协议的有线网络，并采用工业级设备，支持多种网络拓扑结构和冗余方式，网络故障重构时间不大于50ms，主干网络传输速率不应低于1000Mbps，主干传输网络中接入煤矿安全监控系统的，煤矿安全监控系统、视频监视系统、工控生产系统网络层面完全隔离，防止因网络带宽问题导致工控网络数据传输延迟或丢失，主干传输网络中各独立子系统应单独划分VLAN进行通信；支线网络可采用工业以太网、现场总线或无线网络等方式。煤矿信息管理网络宜采用以太网技术的网络，煤矿信息管理网主干网络传输速率不应低于1000Mbps，出口带宽不宜低于100Mbps。

基础网络还需要具备网络安全功能。基于工控网络，建议采用基于四层的工控网络安全产品。网络安全系统应具有基于工控主机的安全防护软件，基于局域网边界的工控防火墙，基于核心交换机的工控网络流量审计的网络安全监测系统，基于分布式采集网络安全监测系统的态势感知大屏系统。

4 智慧矿山云数据中心

实现数据融合、数据分析、数据分类，实现煤矿“一矿一图”智慧平台、煤矿大数据分析平台、掌中矿山平台的信息交互、共享；安全生产各监控系统与自动化系统与平台、门户网站等软件系统应实现物理隔离。数据中心采用虚拟化、集群、负载均衡等技术以提高设备资源的利用率与可用性。应建立备份系统，应具备容灾功能。宜按云计算数据中心架构设置，所有设备应满足在云环境下运行的要求。数据中心宜采用私有云架构部署，实现分布式存储、分布式计算。虚拟化系统的底层物理服务器数量应不低于32台。私有云满足安全等保2.0要求。

5 基础类系统

5.1 安全类系统

根据智慧矿山对接入子系统的数据安全性、实时性要求，所有安全类系统应提供以下三种方式中的任意一种进行接入，建议接入方式由高到低为：

提供远程通讯接口，响应智慧矿山数据采集平台对实时数据、历史数据的采集请求，返回符合采集要求的相应数据；

提供远程通讯接口，自动按实时数据交换方式向智慧矿山云数据中心数据仓库的实时数据库提交数据；

按照约定的时间间隔，向指定的存储位置上传标准的数据接口文件，接口文件包括最新的配置信息、动态更新的实时数据，并上传一次上次的历史数据。

5.1.1 安全监控系统

用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、粉尘浓度、风速、负压、水位、温度、烟雾、远程控制开关动作变化、馈电状态、风门状态、局部通风机状态、风筒状态等实时信息、报警信息、故障信息，并能提供以上信息的历史数据。满足与智慧矿山联网的需要。

5.1.2 人员位置监测系统

用于实时监测井下人员位置、滞留时间、人员分布等信息，并能通过历史数据统计出人员井下运动轨迹、下井时长、考勤等。要求读卡分站与定位标识卡的通讯抗干扰能力强、无漏检现象。提供向一个或多个区域、分站在线的定位标识卡发送报警信号的联动接口；满足与智慧矿山联网的需要。

5.1.3 井下应急广播系统

可对任意区域在正常时期发布广播通知、语音播报及其它音频信号；在受灾期间可发布紧急通知、撤离信息、避灾信息、救灾信息等；并能实时监测广播的运行状态和故障信息。提供向一个或多个区域的广播设备发送报警语音信号的联动接口；满足与智慧矿山联网的需要。

5.1.4 应力在线监测系统

用于实时监测工作面和巷道周围的煤体应力及其变化趋势，实现冲击地压危险区域和危险程度的实时监测预警和预报；用于在线监测巷道顶板离层、巷道变形等数据；用于实时在线监测工作面支架前后立柱的支撑压力，实现工作面顶板危险程度预警分析。满足与智慧矿山联网需要。

5.1.5 微震监测系统

用于分析矿井一段时间内震动事件分布位置、发生时间、能量大小，统计得出最大值、总能量、平均值等参数，为矿井冲击危险性预测预报、冲击危险区域划分及工作面推进速度的制定等提供可靠依据。满足与智慧矿山联网需要。

5.1.6 水文监测系统

用于对矿井主要含水层及地面主要河流水位、水温等水文参数实现动态监测，对井下主要出水点和各水平水文观测点水量、水温实现动态监测，反馈矿井水文数据。满足与智慧矿山联网需要。

5.1.7 雨量监测系统

用于对矿区的降雨量、温度等气象信息进行实时监测，建立降雨量监测数据库，提供分钟级的降雨量变化趋势，为水害预警提供技术支持，并满足与智慧矿山联网需要。

5.1.8 双防管理系统

用于对安全风险辨识评估和隐患排查治理的信息化管理，风险辨识评估方面实现对年度风险辨识评估、专项辨识评估结果的查询、新增风险的补充完善、临时施工工程的风险辨识评估，对风险管控情况进行分析。隐患排查治理方面实现对隐患信息的录入、跟踪、整改、复查，完成隐患的闭环管理。满足与智慧矿山联网需要。

5.1.9 三违处罚系统

用于对“违章指挥、违章作业、违反劳动纪律”等现象的处罚管理，具备违章处罚卡、罚款通知单的开具，罚款上缴、处罚闭合等功能。可以对指定时间段内的罚款按照部门、罚款类型进。