DB1506∕T 33-2023 露天煤矿智能化建设与管理规范(鄂尔多斯市).pdf
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1、 ICS 73.040 CCS D10 1506 鄂尔多斯市地方标准 DB 1506/T 332023 露天煤矿智能化建设与管理规范 Construction and management specification of Intelligent open-pit coal mine 2023-08-10 发布 2023-09-09 实施 鄂尔多斯市市场监督管理局 发 布 DB 1506/T 332023 I 目次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.3 5 基本架构.3 6 信息基础设施.4 通信网络.4 数据中心.5 综合管控平台.5 硬件系
2、统.6 软件系统.6 网络安全.7 7 地质保障与开采设计.7 地理信息系统.7 测量管理系统.7 开采设计系统.7 8 智能生产.8 智能穿爆系统.8 无人驾驶运输系统.8 单斗-卡车间断工艺系统.8 破碎站-带式输送机半连续工艺系统.9 轮斗全连续工艺系统.9 拉斗铲倒堆工艺系统.9 9 智能辅助.10 总体要求.10 数字孪生.10 供配电.10 防排水与水处理.10 供热供暖.11 防灭火.11 粉尘治理.11 设备运维和管理.11 道路及交通运输.11 边坡管理.12 环境管理.12 DB 1506/T 332023 II 人员管理.12 10 管理与保障.13 生产信息管理.13
3、经营信息管理.13 灾害风险管理.13 人才与组织保障.14 11 智慧矿区.14 规划与建设.14 综合管理.14 DB 1506/T 332023 III 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由鄂尔多斯市能源局提出并归口。本文件起草单位:鄂尔多斯市能源局、中国矿业大学、煤炭工业规划设计研究院有限公司、中煤平朔集团有限公司、中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司、国能准能集团有限责任公司、宏大爆破工程集团有限责任公司、中煤西安设计工程有限责任公司、内
4、蒙古煤矿设计研究院有限责任公司、徐州徐工筑路机械有限公司、中国产业促进会-智慧矿山产业创新联盟、内蒙古神东天隆集团股份有限公司武家塔露天煤矿、中北通信息技术有限公司、内蒙古电力(集团)有限责任公司鄂尔多斯供电分公司、北京路凯智行科技有限公司、孚山驭势科技(北京)有限责任公司、成都纵横自动化技术股份有限公司。本文件主要起草人:霍励平、王海滨、赵刚毅、周伟、李永辉、刘继平、武懋、马君、张学亮、全亚鹏、王忠鑫、刘剑、罗怀廷、王小虎、李萍丰、陈晓伟、季治福、徐辉、孟和、付振坤、杨晓军、银海龙、崔志永、张帅、袁金祥、杨虎雄、王伟锞、刘乐、丁小华、曹华、张蔚丰、陆翔、李志军、邹剑、陈曦、张泽琳、康强。DB
5、 1506/T 332023 1 露天煤矿智能化建设与管理规范 1 范围 本文件规定了露天煤矿智能化建设与管理规范的术语和定义、基本架构、信息基础设施、地质保障与开采设计、智能生产、智能辅助、管理与保障、智慧矿区等技术要求。本文件适用于鄂尔多斯市生产、新建、改扩建露天煤矿智能化建设与管理。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBJ 22 厂矿道路设计规范 GB 6722 爆破安全规程 GB/T 14161 矿山安全标志 GB 1
6、4784 带式输送机 安全规范 GB/T 20271 信息安全技术 信息系统通用安全技术要求 GB/T 20272 信息安全技术 操作系统安全技术要求 GB/T 22080 信息技术 安全技术 信息安全管理体系 要求 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB/T 30976.1 工业控制系统信息安全 第1部分:评估规范 GB/T 33356 新型智慧城市评价指标 GB/T 34679 智慧矿山信息系统通用技术规范 GB/T 37697 露天煤矿边坡变形监测技术规范 GB 50174 数据中心设计规范 GB 50197 煤炭工业露天矿设计规范 GB 50431 带式输送
7、机工程技术标准 GB 51024 煤矿安全生产智能监控系统设计规范 GB 51173 煤炭工业露天矿疏干排水设计规范 GB 51214 煤炭工业露天矿边坡工程监测规范 GB 51282 煤炭工业露天矿矿山运输工程设计标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。露天煤矿智能化 intelligent open-pit coal mine 将通信、物联网、云计算、大数据、人工智能、自动驾驶、智能化装备系统与露天煤矿智能开采技术深度融合,构建露天煤矿全面感知、实时互联、数据融合、智能决策、自主运行、安全高效的一体化DB 1506/T 332023 2 协同管控系统,赋能露天煤矿生产、安全、经营
8、、综合管理的全要素、全过程、全生命周期,以智慧为手段,以无人化为目标,实现露天煤矿本质安全。高精地图 high precision map 包含地图的静态要素和动态要素,达到100 mm200 mm精度,具备工程位置、运输道路的三维表征和数据实时性的电子地图。数字孪生 digital twin 一个包含现实目标物或系统全生命周期的虚拟数字映射体,可将实时更新的动态数据接入三维实景仿真场景中,利用大数据、人工智能算法、数据可视化、机器学习、数字化模拟能力,将数据分析、演算、模拟的过程和结果在三维场景中进行映射,实现全场景全系统静态要素与动态行为的虚实协同。智能驾驶钻机 intelligent d
9、riving drilling rig 由钻机和车载控制终端模块组成,以无人驾驶的方式完成行走、定位、钻孔和随钻参数提取、远程遥控功能的钻机。智能装药车 driverless mixed explosive charging vehicle 能以无人驾驶的方式完成行走、寻孔、收放装药管、装药和装药参数提取、远程遥控功能的混装炸药车。智能堵塞车 intelligent blast hole filling vehicle 能以无人驾驶的方式完成行走、寻孔、搅拌、收放堵塞管、堵塞和随堵塞参数提取、远程遥控功能的堵塞车。无线起爆系统 wireless blasting system 能以无线的方式完
10、成电子雷管的通讯、检测、延期时间设置、检查和起爆功能的起爆系统。AI 视频监控系统 AI video surveillance 集防盗报警系统功能和视频监控系统功能于一身的安防监控系统,它既可以实现普通视频监控系统远程监控、录像回放,同时还具备防盗报警系统的预警功能,检测到非法入侵,系统会主动推送报警信息到移动端与电脑端。电子围栏 electronic fence 属于智能风险管控系统中的重要组成部分,是将AI技术与煤矿生产场景深度融合,通过实时视频24小时不间断对重点区域、关键工序、重要岗位不安全行为、不按标准作业的行为风险进行智能识别、对比分析、实时判断、声光报警,制止其不安全行为,同时安
11、全监管人员根据预警信息及时处理作业风险的行为。项目模块化集成系统 multi-platform pak 一种保障数字资产在任何平台和不同阶段通用性的技术,该技术可使项目模块化,易于开发和维护,通过一键打包和挂载方式,使得项目具备实时线上热更新能力。知识图谱 knowledge graph DB 1506/T 332023 3 一种大规模的知识库,能对复杂的露天矿系统通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制技术来生成图谱,揭示露天矿智能化建设的动态发展规律。4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。AI:人工智能(Artificial Intelligence)BDS:北斗卫星导航系统(BeiDou
12、 Navigation Satellite System)BIM:建筑信息化模型(Building Information Modeling)B/S:浏览器/服务器架构(Browser/Server)C/S:客户端/服务器架构(Client/Server)DEM:数字高程模型(Digital Elevation Model)ERP:企业资源计划(Enterprise Resource Planning)Ethernet/IP:以太网工业协议(Ethernet Industrial Protocol)GE:千兆以太网(Gigabit Ethernet)GIS:地理信息系统(Geographic
13、Information System)GNSS:全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)HTTP:超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol)HTTPS:安全超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer)IEEE 802.3:通常指以太网的一种网络协议 IPv6:互联网协议第6版(Internet Protocol Version 6)IT:互联网技术(Internet Technology)LoRa:远距离无线电(Long Range R
14、adio)MA:煤矿安全认证(Mei An)Mbps:兆比特每秒(Million bits per second)Modbus-RTPS:实时以太网标准 mPak:项目模块化集成系统(Multi-platform Pak)NB-IoT:窄带物联网(Narrow Band Internet of Things)Profinet:新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准 RAID:分布式奇偶校验的独立磁盘结构(Redundant Arrays of Independent Disks)SM:国家密码局认定的国产商用密码算法(SM2、SM3、SM4)TCP/IP:传输控制协议/网际协议(Transm
15、ission Control Protocol/Internet Protocol)TPCM:可信平台控制模块(Trusted Platform Control Module)UWB:发射信号带宽超过500 MHz的天线传输(Ultra Wide Band)VLAN:虚拟局域网(Virtual Local Area Network)Web:网络 WIFI 6:第六代无线网络技术 ZigBee:短距离和低速率下无线通信技术(ZigBee Technology)5G:第五代移动通信技术(5th Generation Wireless Systems)5 基本架构 DB 1506/T 332023
16、4 露天煤矿智能化建设与管理基本架构由信息基础设施、地质保障与开采设计、智能生产、智能辅助、管理与保障、智慧矿区等业务模块构成,见图1。图1 露天煤矿智能化建设与管理规范基本架构 6 信息基础设施 通信网络 6.1.1 工业控制主干网络 6.1.1.1 应采用多芯光纤工业环网作为主要承载网络。6.1.1.2 传输速率应不低于 10000 Mbps,出口带宽应不低于 100 Mbps。6.1.1.3 应具备向 50 G/100 G 平滑升级能力,网络故障重构时间应不大于 50 ms。6.1.1.4 应满足5G接入、工业控制、视频监控综合承载要求,支持Modbus-RTPS、Ethernet/IP
17、、Profinet工业以太网协议;支持与工业物联网融合,具备硬隔离能力,支持 IPv6 演进。6.1.2 管理网络 6.1.2.1 应采用冗余以太网技术。6.1.2.2 应采用多链路结构。6.1.2.3 应支持 Ethernet/IP(IEEE 802.3)协议。DB 1506/T 332023 5 6.1.2.4 主干网络传输速率宜不低于 10000 Mbps,出口宽带宜不低于 100 Mbps,网络故障重构时间应不大于 50 ms。6.1.3 无线主干网络 6.1.3.1 宽带无线网络应采用 5G/WIFI 6 无线通信技术。6.1.3.2 窄带无线网络应采用包括但不限于 NB-IoT、L
18、oRa、ZigBee、UWB 技术。6.1.3.3 无线生产专网应实现生产数据不出矿,覆盖矿山办公区域、作业区域、运输路线及排土区域。6.1.3.4 无线主干网络融合组网时,发射功率应符合国家相关无线频率功率要求。6.1.3.5 5G 专网单用户下行峰值速率应700 Mbps,5G 专网单用户上行峰值速率应300 Mbps。6.1.3.6 5G 专网与办公网络接口应支持 TCP/IP 协议,满足 10 GE 速率要求。6.1.4 通信 6.1.4.1 露天煤矿行政通讯、调度通讯、无线通讯系统之间应互联互通。6.1.4.2 应采用 5G 技术、新一代宽带卫星互联技术为主的天地一体传输网络,建立穿
19、、爆、采、运、排环节与设备数据采集网络系统。6.1.4.3 5G 无线网络覆盖应具备安全隔离和全过程跟踪功能。6.1.5 定位授时 应使用含有BDS、具备抗干扰、测姿功能的多模多功能高精度卫星导航授时模块。数据中心 6.2.1 应符合 GB 50174、GB/T 34679 的要求。6.2.2 应配置专业数据库软件、虚拟化软件、网络管理软件、防病毒软件、数据治理软件。6.2.3 宜采用超融合架构和虚拟化、集群、负载均衡技术,具备虚拟化、容器一体化运维管理功能。6.2.4 宜采用云边协同架构,具备云边统一运维、统一应用发布、全局硬件监控、异地集群容灾功能。6.2.5 宜按云计算架构设置,所有设备
20、应满足在云环境下运行的要求。6.2.6 应具备元数据管理功能,具有统一数据接口、统一编码体系、统一数据库的技术架构。6.2.7 应采用统一的数据传输协议,具备各系统设备互联互通、数据融合、分类、分析功能。6.2.8 宜实现一张网联通、一张图运行、一个库管理、一套账核算、一个平台数据共享。综合管控平台 6.3.1 应搭建统一技术平台,统一安全管理机制,通过组织结构管理、工作流机制、权限管理提供相关业务协同。6.3.2 应实现集地质保障与开采设计、生产、生产辅助、设备管理、安全监控与应急指挥、决策分析、经营管理、智慧矿区数据和功能于一体,统筹安排各类生产要素和资源分配,动态调节装备作业计划和调度决
21、策。6.3.3 应实现对矿山“地、测、环、穿、爆、采、运、排、边坡、机、水、电、热、灾害预警、应急救援、调度、计划”全环节、全周期、全过程实时数据采集、存储、分析、决策、调度、管理。6.3.4 应建设矿山地质、测量、设计、爆破、采矿三维仿真数字孪生系统和高精度三维仿真数字底板,为各子系统提供底板服务。6.3.5 平台应支持 C/S、B/S、大屏显示、个人电脑端、移动端多形式展现。6.3.6 应实现平台按监管要求与监管部门实时联网交互。DB 1506/T 332023 6 硬件系统 6.4.1 总体要求 宜选择基于自主可控技术路线的芯片、主机基础硬件。6.4.2 数据处理设备 6.4.2.1 矿
22、山监控及自动化系统工作站宜采用自主可控工业及信息控制设备。6.4.2.2 矿端数据处理设备上位机应采用工控机。6.4.2.3 数据获取服务器、应用服务器宜采用自主可控服务器。6.4.2.4 云端数据处理应采用成熟私有云,存储容量可弹性扩展。6.4.3 数据存储设备 6.4.3.1 应采用 RAID 磁盘阵列,支持 RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5 等多种数据模式。6.4.3.2 应采用分布式或集中式存储架构,通过多副本或 RAID1/5/6 提供数据保护。6.4.3.3 备份设备应实现数据保护,具备本地存储、无代理备份、压缩、重删、快速恢复、异地备份功能。
23、6.4.3.4 非视频类数据存储时间应不低于 1 年;工业类视频数据存储时间应不低于 3 个月;安防类视频数据存储时间应不低于 1 年。6.4.4 视频监控设备 6.4.4.1 应采用具备夜视功能的高清分辨率摄像机和图像智能分析设备。6.4.4.2 视频采集设备应具备实时监控、人工智能识别分析、视频切片、断网续传功能。6.4.4.3 视频监控存储系统容量应不少于 1 年的累计信息量,其他信息存储系统容量应不少于 2 年的累计信息量。6.4.5 人工智能与物联网设备 6.4.5.1 宜采用 MA 认证、三防资质的计算设备。6.4.5.2 应提供人工智能智能识别和物联网标准协议接口,实现人工智能感
24、知与集控联动。6.4.5.3 应支持离线运行模式。6.4.5.4 应支持后备供电。软件系统 6.5.1 操作系统、数据库、大数据平台、通讯、数据备份基础软件应可靠、安全、兼容、抗干扰,且具备标准接口,同时具备二次开发条件。6.5.2 运行数据库应采用双机热备方式,具备异地双活灾备能力。6.5.3 应保证同一个对象编码的唯一性及管理规则的一致性,应具备统一的数据输入、输出规范,具有分布式消息队列系统。6.5.4 宜采用自主可控服务器操作系统,应符合 GB/T 20272 四级要求,应支持 SM 系列国密算法、支持自主可信计算规范 TPCM。6.5.5 应用平台应构建自主安全体系。6.5.6 应构
25、建自主安全、先进规范、稳定可靠的平台底座。6.5.7 宜实现物理服务器集群运行状态监控及预警、虚拟化集群管控、高可用集群的策略制定和资源调配。DB 1506/T 332023 7 网络安全 6.6.1 应符合 GB/T 22080、GB/T 20271、GB/T 22239、GB/T 30976.1 的要求。6.6.2 网络安全应满足等保二级要求。6.6.3 应实现 Web 服务器 HTTP/HTTPS 流量分析、防护以各类 Web 应用漏洞为目标的网络攻击行为,实现针对 Web 应用访问行为的合规管控及优化。6.6.4 应采用网络安全技术,实现 VLAN 划分、控制网络与其它网络工业隔离,实
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