煤炭行业数字矿区(园区)建设重点推荐案例——陕西延长石油巴拉素煤业有限公司|陕西省_新浪财经

一、矿区(园区)基本信息

巴拉素煤矿位于榆林市榆横矿区北区中西部，行政区划隶属榆阳区管辖，是国家发改委批复的陕西省榆横矿区北区总体规划区内的大型煤矿之一，也是陕西省“十四五”规划的重点开发项目。巴拉素井田面积约294.9km2，矿井地质储量48.88亿吨，设计可采储量26.06亿吨，核定生产能力1500万吨/年，配套建有同等洗选能力的选煤厂。

巴拉素煤矿设计十二大智能化系统。2020年11月，巴拉素煤矿成功入选国家《新（改扩）建智能化煤矿名单》，成为陕西唯一入选新建智能化示范煤矿。

二、基础设施建设情况面

巴拉素煤矿整体分为4套网络：生活福利区网、办公网、工业生产网以及工业视频网。4套网络通过整网两台核心交换机进行统一的转发，地面网络采用GPON技术，利用无源光组网，井下工业生产网采用工业交换机组成骨干工业环网，安全生产监测系统按国家要求独立组网，工业视频网同样采用GPON技术，利用无源光组网，通过手拉手方式保障链路可靠。

智慧园区管控平台

平台面向园区综合运营管理，运用数字孪生和大数据技术，构建一套巴拉素煤矿地面生活、办公园区的三维模型，将原本孤立的地面视频监控、车辆道闸、人行闸机、限速卡口、能耗、环境、消防等设备与数据融合接入，实现园区人、车、物、事件等的可视、可管、可控，矿区运营管理信息全面感知，突破以人工管理为主的常规园区管理模式，提高应对突发事件及安全隐患的反应能力。

数据中心及机房

（1）物理建设：巴拉素煤矿数据中心机房规划面积约为353平方米，分为2个功能区，分别为中心机房区284平方米，包含2个冷通道模块（单个冷通道27台机柜、2台网路柜、5台精密空调、2台精密配电柜）。UPS配电间69平方米，包含2台UPS、2台市电配电柜、2台动力配电柜、2台UPS输出配电柜及锂电系统。

（2）供电电源：2台模块化UPS组成2N架构，每台UPS满配可达600KVA，目前已配置500KVA。满足机房各系统在停电状态下至少4h的使用时间。

（3）机柜利用情况：共规划2个封闭冷通道，每个冷通道内部署36个柜位，包含：服务器机柜27台、网络配线柜2台、精密空调5台、精密配电列头柜2台。目前剩余完整机柜7台，零散空间约212U（约5台标准机柜）。总体达到了国家最新标准《数据中心设计规范》GB 50174-2017中的B级机房有关要求。

网络安全系统

系统由边缘路由安全、防火墙、沙箱、入侵检测系统、DDos、边界防火墙、出口防火墙、上网行为管理、堡垒机、数据库审计、安全态势感知、漏洞扫描等产品组成，保护整个巴拉素煤矿整网及所有子系统的安全性。

三、场景及技术应用情况

（一）智慧园区管控平台

巴拉素智慧园区管控平台是巴拉素智能化示范煤矿建设的重要组成部分，系统定位是面向园区综合运营管理，运用数字孪生和大数据技术，构建一套巴拉素煤矿地面生活、办公园区的三维模型，将原本孤立的地面视频监控、车辆道闸、人行闸机、限速卡口、能耗、环境、消防等设备与数据融合接入，实现园区人、车、物、事件等的可视、可管、可控，矿区运营管理信息全面感知，突破以人工管理为主的常规园区管理模式，提高应对突发事件及安全隐患的反应能力。同时在智慧园区管控系统基础上为园区运营管理构建重要的智能应用。

综合态势

直观展示园区生活办公区、生产区的建筑、道路、绿化分布，面向园区领导、信息、综合、机电、安环等部门管理者提供园区运营态势分析，从设备工况、监测预警、安全管控、环境能耗、人车通行等多个维度反映园区的整体运行态势，充分挖掘数据价值，通过宏观视角了解整个矿区运营情况，并对矿区风险规避，保证矿区安全运营。

安防态势

接入摄像头、门禁、道闸等安防设备，在三维数字化场景中对整个园区摄像头等设备分布、使用状态、视频画面调阅查看，通过系统的模型和空间、数据驱动能力，实现基于安防数据的告警定位、超速违停、周界越线预警、安消联动等管理能力，实时掌握整个园区安全态势。

通行态势

对接物联网平台，接入门禁、人闸、车闸等通行设备，结合园区访客预约系统联动通行设备使外来访客在预约通过后在园区无障碍通行，同时可在三维数字化场景中通过不同通行设备查看人员车辆通行记录，实时掌握人车通行趋势及在园状态。结合视频AI能力，能够对园区车辆超速、违停等不文明行为主动识别预警，通过自动统计不文明通行频率自动添加园区通行黑名单，约束车辆通行不文明行为，提高园区通行规范程度。

环境态势

接入园区扬尘监测、烟气监测、水质监测等设备，在三维数字化场景中查看所有环境监测设备运行状态、空间分布，从气体排放、水质监测、空气质量等进行多维度、全方位的监测，出现空气质量较差的情况时，三维数字化场景自动以扬尘粒子效果进行模拟环境展示；对接实时天气，三维场景环境随雨雪天气进行模拟环境展示。

能耗态势

接入园区用水、用电管理平台，实时查看水、电用量，多维度统计年度、月度水电用量，实时查看各设备空间分布及流量趋势。绘制关键水电管道图，一键查看管道走势。

（二）智能化业务应用

巴拉素煤矿智慧园区智能化业务应用包括：智能安防、智能车辆管理、智能门禁闸机管理、智能信息发布、个人移动终端、智慧园区管控、智能办公便捷通行、智能餐厅、无人机地表沉陷监测、智慧宿舍管理，通过数字化手段对园区日常进行精准运营，提升园区运营管理水平。

智慧安防

智慧安防建设包括地面视频监控系统、无人机安防巡检系统，实现安防多系统之间联动保障。

地面视频监控系统在园区周界及主要建筑内重点区域进行360度无死角的监控覆盖，共计安装摄像机193路，其中办公楼34路、区队办公楼18路、宿舍楼93路、职工餐厅19路、浴室8路，其他区域共21路，实现园区警戒，保障园区人车物料及设备设施的安全，打造园区内外安全屏障。

同时建设安防管理平台，支持实时监控、点位查询、录像查询和回放、图像抓拍、云台控制等基础业务功能，同时支持资源、用户、权限、录像、告警、日志等管理功能。安保人员在监控室即可实时查看园区各区域安防状态，发现问题及时处理。

无人机安防巡检系统使用安防巡查无人机24小时进行主场区及选煤厂的昼夜安防巡查，实现规划路线飞行，数据采集平台化管理，提高巡防效率及夜间安防质量，对安防事件进行AI分析后联动报警。

浴室机器人配送衣物

衣物配送机器人支持SLAM超快速构建地图，立体化自主定位，实现路径规划，灵活准确避障，绕开障碍物，可实现与电梯物联，自主上下电梯，同时支持PAD、小程序等多模态交互，互人性化操作，完成任务后，可自动回充电桩，全流程无人为干预。

智能车辆管理

智能车辆管理建设包括园区出入口车辆出入管理系统、场区内限速系统，并实现联动控制，针对园区内行驶超速车辆直接下发数据到出入口控制系统黑名单，禁止其出入园区，保障园区车辆行驶及行人安全。

场区内限速系统关联访客系统、车辆系统、门禁系统，识别车辆身份信息，按照园区车辆行驶限速20KM/h的要求在园区内重要路段设置卡口测速点，用于对超速车辆进行告警和追踪，并与园区及选煤厂车辆通行系统实时联动，对于超速车辆不允许进出园区，规范园区内行驶车辆安全驾驶。

出入口车辆管理系统主要通过采用电动挡车器+车牌识别模块设备的组合对主场区及选煤厂出入口进行车辆出入管理，通过对设备进行整合联动的方式，来对车辆的进出进行管制。

智能门禁闸机管理

在园区南门及北门建设了人行通道闸机，根据出入口通道管理需要，选用网络型门禁控制主机，通过TCP/ IP通讯方式进行与上层管理层通讯方式，支持联机或脱机独立运行，并可联动附近视频监控设备进行抓拍存储，门禁控制主机接入综合管理平台可实现设备资源、人员权限与配置的统一管理。人脸比对系统的硬件设备可根据不同场景及功能需求支持多种比对模式，目前比对模式分为以下几种，刷人脸、刷卡（IC卡或身份证）+人脸、智能模式。

智能信息发布

智能信息发布集成园区内广播系统、园区信息发布系统，通过该平台可以实时查看显示屏及广播正在播放的内容，可以远程发布播放的内容，含园区内所有室内外屏幕的综合管控。巴拉素在主场区广场、办公楼、区队楼、井口信息站及选煤厂建设了多块室内外信息显示屏。

移动管控平台

园区个人移动终端应用包括综合态势、安防态势、通行态势、能耗态势、环境态势数据接入与图表展示功能，员工能够通过手机端实时查看园区设备运行、事件处理、车辆出入、访客审批、限速告警及实时视频监控信息。

智能办公便捷通行

实现访客的人、车信息关联，并打通园区南门、北门及选煤厂南门、西门的车辆道闸及人员通行数据，提供园区访客预约、审批、入园签到、离园签到等访客全流程管理能力，给访客提供良好的畅行园区体验，对出入人员进行全方位监控，提高园区安全水平。

智能餐厅收银

涵盖职工餐厅、教培中心、餐厅连廊等处安装餐厅人脸消费机共计34台，支持通过刷卡及刷脸支付，具备人脸采集、卡片管理、在线充值、补贴管理等功能，通过与财务员工补贴核算对接，实现员工餐补每月定时导入员工餐卡，节省人力物力，改善员工就餐环境，提升员工用餐体验。

无人机地表沉陷监测

无人机地表沉陷监测系统航测无人机实现对煤矿开采区地表进行周期性建模，辅助监测地表沉陷及地表生态环境变化，图像均可实时传输指挥中心服务器。无人机应用过程中采集的信息同步回传，实时直播，信息储存在服务器端，并实现矿区无人机信息化管理。

智慧宿舍管理

提供宿舍管理软件，支持实时展示园区房间占用情况，可查看该房间的当前状态详情和占用详情，对宿舍占用异常及日常管理提供信息化手段。

（三）技术先进性应用

巴拉素智慧园区管控平台运用数字孪生、物联网、AI分析、大数据等技术将地面园区的生活、办公和生产深入融合，构建了全面感知、实时互联、辅助决策、协同控制的智能化园区运营管理系统。

数字孪生可视化技术实现

系统底层基于数字孪生可视化软件平台，基于WebGL技术标准进行开发，采用B/ S架构，支持WebGL、UE、Unity等主流的场景渲染技术，采用虚拟现实技术的全三维展示方式，支持无缝下钻，从地球、国家、省、市、区、街道、园区、楼宇、楼层、房间到设备的逐级递进，提供标准地图渲染效果，实现全三维浏览和全鼠标操作；具备多源数据融合叠加加载展示，包括栅格数据、矢量数据、人工建模、建筑模型、倾斜摄影等，从不同角度、不同粒度、不同尺度、不同层次按需求设计显示。

大数据集成技术实现

采用基于Linux的B/ S架构设计，采用前后端分离的模式，前端基于 Vue、Element-UI，后端采用SpringCloud微服务框架，集合Eureka实现服务治理；Ribbon主要提供客户侧的软件负载均衡算法；Hystrix断路器，保护系统，控制故障范围；Zuul，api网关，路由，负载均衡等多种作用；Config配置管理等五大功能组件。集成Sentinel从流量控制、熔断降级、系统负载等多个维度保护服务的稳定性。注册中心、配置中心选型Nacos，为工程瘦身的同时加强各模块之间的联动。使用Traefik进行反向代理，监听后台变化自动化应用新的配置文件。借鉴OAuth2，实现了多终端认证系统，可控制子系统的token权限互相隔离。借鉴Security，封装了Secure模块，采用JWT做Token认证，可拓展集成Redis等细颗粒度控制方案。

四、保障机制与措施

项目建设阶段：在项目建设阶段，我公司制定《智能化项目施工管理制度》，确保数字矿区各项设施能够完整落地，保障员工权益和安全。

常态化运营：我公司建立完善的管理体系，包括人员管理、设备管理、安全管理等方面的制度，如《安全生产规章制度》、《员工行为准则》等。这些文件将为数字矿区的管理和运营提供规范和依据，确保各项工作有序进行。确保各系统高效有序进行。

数字矿区（园区）的项目建设和运营是一个综合性工作，需要从多个方面进行全面考虑和规划。通过制定相应的措施、制度、标准和文件，可以更好地保证数字矿区的建设和运营质量，提升职工体验感和幸福感。

五、取得的成效

打造园区运营数据资产管控体系，实现数据驱动运营管理

平台从数据、平台、应用三个层级构建信息化基础设施底座框架，建立了统一的数据资产管控体系、数据集成治理系统，统一了数据标准，园区运营主要业务过程实现数字化、数据化，定义标准的数据分类、管理、存储、服务及数据间交互方式，采用行业统一的数据交换标准规范协议，满足为煤矿主要业务系统数据汇聚及数据服务共享的要求，以数据为核心进行集约化存储、计算和管理，将数据资产化、标准化、高值化，提升数据资源的利用率和数据价值，以园区运营不断产生的数据资源为驱动力，本项目建设完成园区经营管理系统、供水计量漏控管理系统、洗煤厂车辆道闸系统、浴室更衣柜系统、人行道闸系统、南北门车辆道闸系统、地面视频监控系统、智能供电系统、办公区电表抄表数据、锅炉房气体排放数据、水监测站的水质检测数据、大气环境监测数据、扬尘在线数据、火灾报警系统数据等16个系统数据接入，共计1800多万条数据，按原始数据库、基础数据库、业务数据库、主题数据库、专题数据库进行数据入库及清洗治理，建立维护数据库表180多个，当前数据总量10G左右，对外提供数据服务API接口45个，日接口请求量9000多次，有效地支撑了园区运营数据资产的管理与分析应用，为现有及未来的信息化业务应用建设提供内生动力，为园区未来数字化、智能化应用建设提供数据和平台支撑，实现信息化数据统一、平台统一、架构统一，构建信息化建设的良性发展态势，直接降低未来信息化应用建设投入，从而实现园区运营降本增效。

构建完成数字孪生可视化平台，助力园区安防提档升级

通过本项目构建完成的数字孪生可视化平台，运用前沿的计算机技术、通信技术、人工智能技术、信息技术和协调调用决策技术来感知、监测、分析、控制、整合园区各个关键环节的资源，集成园区安防、通行、环境、能耗、运营决策等管控场景设备，根据园区场景分别建立模型并接入园区所有建筑火灾报警信息（海湾、安吉斯、北大青鸟、西安核研究所、久远等5个厂家）、车辆通行信息（出入记录、超速记录、联动控制记录等）、地面监控预警信息（异常事件、人员安全、人员离岗等）、无人机巡检预警信息（园区全域影像、实时视频、AI预警等）、人员出入信息（园区出入口记录、人脸刷脸记录、消费记录、门禁出入记录等），使各系统之间互联共享，实现多方信息协同联动，辅助安保人员进行远程指挥和事件处理，减轻安保人员的工作强度的同时提高园区安防工作的科学性、合理性，提高园区安防水平，提⾼安保人员⼯作效率，形成安防场景多方联动、安防事件科学管理、安防队伍减员增效的综合安防运营模式。

建设园区业务智能化应用，为员工及访客提供便捷服务支撑

建设餐厅人脸收银系统，为职工就餐提供刷卡、人脸、在线支付、在线充值等服务，通过餐厅系统与人力资源考勤及财务员工补贴核算对接，实现员工餐补每月定时自动转入员工餐卡，解决了每月人工充值餐补及长期人工充值餐卡的问题，节省人力物力，改善员工就餐环境，提升员工用餐体验。

建设园区便捷通行系统，实现员工及访客的人、车信息关联，并打通园区南门、北门及选煤厂南门、西门的车辆道闸及人员通行数据，建立园区全量人脸数据库，基于人脸特征识别服务，利用地面视频监控系统、北门道闸系统等在园区出入口和关键部位入口设置的人脸通行闸机和人脸门禁，给员工及访客提供无感式畅行园区的体验。

六、下一步计划安排

完善基础设施建设：在矿区内建立高速稳定的网络，保证数据的实时传输和处理。同时，部署高性能的服务器和数据存储设备，确保数据的安全性和可靠性。

提升数据分析与决策支持能力：建立强大的数据分析平台，对采集的数据进行深入挖掘和分析，提取有价值的信息。结合机器学习和人工智能技术，对煤矿的生产情况进行预测，为管理层提供科学的决策支持。

利用虚拟现实和增强现实技术：为员工提供培训和模拟环境，帮助他们熟悉煤矿的操作流程和应急处理。同时，也可以利用这些技术进行远程操作和维护，提高工作的灵活性和效率。

推进信息化与工业化深度融合：在矿区的各个生产环节，广泛应用信息技术，实现信息化与工业化的深度融合。不仅可以提高生产效率，还可以降低能耗，减少环境污染，推动煤矿的可持续发展。

（转自：煤炭工业）