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最新成果丨胡青松教授：再论智能煤矿建设路线——基于人工智能 3.0 视角

煤炭科学技术03-16

作者

胡青松^１,２,３，钱建生^１,２，李世银^１,２,３，孙彦景^１,２,３

单位

１.中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心；２.中国矿业大学信息与控制工程学院；３.中国矿业大学徐州市智能安全与应急协同工程研究中心

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摘要

合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障。指出智能煤矿＝煤矿智能化愿景＋人工智能3.0特征，只有实现了人工智能基本要素，才能让传统煤矿企业发展出“智能”；只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能，才能称为煤矿智能化。提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路，它包括煤矿应用、计算能力、知识库、算法库和数据设施５大部分，简称ACKADa( Application，Computing，Knowledge，Alogorithm，Data）。应用平台包括一个大平台、若干小平台和N个子系统，数据设施包括感知网络、骨干网络、自动化改造与综合接入、大数据中心，计算能力包括边缘计算、云计算和部分大数据中心设施，算法库包括智能设备健康算法、智能采掘算法、智能定位导航算法、智能视频分析算法等，知识库包括周知型知识库和习得型知识库。相比其他建设方法，ACKADa思路的建设内容更加完整合理，且具有理论上更易理解、实践中更易使用的优势，并能将综合自动化、矿山物联网、大数据、云计算、边缘计算等技术统一在一个井然有序的逻辑体系。

研究背景

智能煤矿是继单机自动化、综合自动化、矿山物联网之后的又一次煤矿信息化浪潮，融合了云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能（Artificial Intelligence，AI）等先进技术，通过信息精准采集、网络化传输和规范化集成，实现全矿信息可视化展现，生产设备和生产过程自动化操作，进而为生产、安全、调度、人员定位、监测监控、灾害预警、智能排产提供智能化服务，并具有自学习自演化能力。

当前我国尚处于智能煤矿初级阶段，以王国法院士为代表的专家学者从顶层设计、框架结构、关键技术、开采模式、标准体系、建设方法等方面开展了卓有成效的研究，颁布了国家层面的智能煤矿发展意见，构建了智能煤矿建设和评价标准，山东、山西、内蒙古等煤炭大省制定了实施方案，并实施了智能工作面和智能煤矿示范工程。笔者也在此领域进行了深入探索，提出了“3115”智能煤矿建设路线，阐述了需要建设的主要内容和实施步骤，并依据该路线进行了大量工程实践。

尽管整个社会已初步形成政产学研用建设智能煤矿的合力，但是仍然存在一些质疑之声：①智能煤矿的框架结构太过复杂，要建设的内容太多，如何才能捋清这些建设内容之间的关系，以便在方案制定和实施过程中有条不紊；②智能煤矿的这些内容是否能够实现，应该怎么实现；③有些厂家呈现的只是矿山物联网、综合自动化、数字矿山的内容甚至部分内容，但是也将之当作智能煤矿甚至智慧煤矿宣传，那么智能煤矿与这些技术到底存在什么区别。

显然，智能煤矿是人工智能在煤矿领域的应用和延伸，“智能”是区别于以往煤矿信息化发展阶段的核心要素。从人工智能3.0的内在特征和智能煤矿的发展目标出发，指出智能煤矿建设＝煤炭产业高质量发展愿景＋人工智能3.0特征，将智能煤矿与人工智能、大数据、云计算、综合自动化、矿山物联网等技术纳入统一架构，构建起一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路，即“煤矿应用＋算力＋知识＋算法＋数据”思路，简称ACKADa（可读作“阿卡达”，意为(Application, Computing, Knowledge, Alogorithm, Data）。