基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统及方法

权利要求书： 1.一种基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统，包括智慧矿山管理平台，其特征在于：所述的智慧矿山管理平台是由基础层、平台层、安保层、指挥层、经营层以及执行层通过工业网连接组成的，基础层包括中心机房设备，所述的安保层包括本质安全保障系统、应急演练与救援系统、灾害预警与防治系统以及隐患排查与闭环管理模块，所述的指挥层包括智能调度中心、安全决策分析模块、生产决策分析模块以及经营决策分析模块，所述的经营层包括互联网远程办公系统、中央管理平台、煤质产销管理系统、智能无人销售系统、一通三防管理系统、生产技术管理系统、经营管理系统以及机电管理系统，所述的执行层包括压风机监控系统、主运皮带监控模块、生活污水处理系统、主通风系统监控模块、矿井供电监控模块、洗选系统、架空人车监控系统、锅炉热力系统监控模块、装车系统监控模块、生产消防供水系统、注氮系统监控模块、灌浆系统监控模块、掘进工作面自动化监控模块、综采工作面自动化监控模块以及主排水自动化监控模块；所述的中心机房设备通过综合自动化控制模块与中心网络系统服务器、操作员站点模块、工程师站点模块、网络打印机模块、后勤站点模块以及三方会诊模块相连接，中心网络系统服务器与中心网络设备相连接，中心网络设备内设置有综合自动化软件，中心网络设备通过综合自动化软件与故障排查设备相连接，故障排查设备安装在井下各子系统和地面各子系统的待检测点位置上；所述的中央管理平台与货物领取管理模块、基础数据管理模块、货物标签管理模块、标签扫描管理模块、车间终端装置管理模块、入库管理模块、出库管理模块以及物流跟踪管理模块相连接，中央管理平台是由中央处理器和中央联网计算机组成的，货物领取管理模块是由货物领用申请请求终端手持机组成的，基础数据管理模块是由货物基础信息录入终端手持机组成的，货物标签管理模块是由RIFD电子标签组成的，标签扫描管理模块是由手持无线射频识别设备组成的，车间终端装置管理模块是由智能无线AG小车组成的，物流跟踪管理模块是由带有GPS定位装置的运送车辆组成；所述的智能调度中心与声光显示控制模块、人车定位模块、声光报警控制模块、跑车智能控制模块、数据处理模块以及门禁道闸控制模块相连接，声光显示控制模块包括显示控制器，显示控制器与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相连接，人车定位模块是由人车定位器组成的，声光报警控制模块包括报警控制器，报警控制器与矿用声光报警器相连接，跑车智能控制模块包括跑车控制器，跑车控制器与雷达测速报警器和阻车装置相连接，数据处理模块是由单机数据库和联网数据库组成的，门禁道闸控制模块包括门禁控制器，门禁控制器与道闸装置相连接；所述的井下各子系统和地面各子系统均通过双网络链路连接到中心网络设备上；所述的故障排查设备是由安装在井下各子系统和地面各子系统的待检测点位置上的多个高精度传感器组成的，每个传感器均通过导线与中心网络设备相连接；所述的操作员站点模块通过无线网络连接的方式与操作员站点手持终端相连接，所述的工程师站点模块通过无线网络连接的方式与工程师站点手持终端相连接；所述的网络打印机模块通过无线网络连接的方式与网络打印机相连接，后勤站点模块通过无线网络连接的方式与后勤站点手持终端相连接；所述的三方会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备使用方的通讯设备相连接；所述的中央联网计算机通过导线与中央处理器电性连接，中央处理器通过无线连接的方式与货物领用申请请求终端手持机相连接，货物领用申请请求终端手持机上设置有申请输入键盘和货物领用申请显示器；所述的中央处理器通过无线连接的方式与货物基础信息录入终端手持机相连接，在基础信息录入终端手持机上设置有货物种类规格信息输入键以及基础信息录入显示器；所述的RIFD电子标签在货物入库时通过粘贴的方式设置在货物的包装体外部，所述的无线射频识别设备为RIFD电子标签识别器；所述的RIFD电子标签识别器与中央处理器电性连接，所述的中央处理器通过无线连接的方式与智能无线AG小车相连接；所述的智能调度中心通过工业网与声光显示控制模块相连接，声光显示控制模块与显示控制器相连接，显示控制器通过工业网与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相连接，井下应急指示终端为LED电子显示屏；所述的智能调度中心通过工业网与人车定位模块相连接，人车定位模块通过无线连接的方式与车人车位器相连接，人车定位器是采用基于UWB室内定位技术的电子定位标签卡；所述的智能调度中心通过工业网与声光报警控制模块相连接，声光报警控制模块与报警控制器相连接，报警控制器通过工业网与矿用声光报警器相连接；所述的智能调度中心通过工业网与跑车智能控制模块相连接，跑车智能控制模块与跑车控制器相连接，跑车控制器通过工业网与雷达测速报警器和阻车装置相连接，阻车装置为设置在倒车硐室阻车器；所述的智能调度中心通过工业网与数据处理模块相连接，数据处理模块通过线路与单机数据库和联网数据库相连接；所述的智能调度中心通过工业网与门禁道闸控制模块相连接，门禁道闸控制模与门禁控制器相连接，门禁控制通过线路道闸装置的控制电机相连接；智慧矿山管理平台通过工业网与中心机房设备、中央管理平台以及智能调度中心相连接，通过智慧矿山管理平台实现智慧矿山管理，通过由中心机房设备实现矿山设备运行智能预警、检修、远程分析，通过中央管理平台实现矿山智能仓储快递服务，通过智能调度中心实现井工矿井斜井智能交通安全管控；其中，矿山设备运行智能预警、检修、远程分析方法如下：故障排查设备对井下各子系统和地面各子系统的待检测点数据进行实时采集，并通过综合自动化软件将采集到的数据和预定义值进行对比，综合自动化软件实施物联网平台的数据清洗作业，清洗作业完成后，如果数据不在预定义值区间则形成报警，并将报警信息上传到中心网络设备，由中心网络设备将报警信息上传至中心网络系统服务器，再由中心网络系统服务器将报警信息上传至连接有中心机房设备的综合自动化控制模块；综合自动化控制模块收到报警信息后做出相应处理，根据报警信息的类型通知相关的操作员站点模块、工程师站点模块或后勤站点模块的相关人员进行处理，并填写对应的报警巡检单，设备故障处理成功后报警信息解除；当报警信息处理不成功时，综合自动化控制模块启动三方会诊模块发起三方会诊，三方会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备使用方的通讯设备相连接，在约定的时间通过电脑、平板或手机通讯设备进行云视频会议形成处理方案，并保存视频录像档案，必要时通过网络打印机模块打印档案数据实施对照处理，最终将设备故障处理成功；在三方会诊模块启动后，由故障诊断负责人员发起三方会诊单，单据通过审批后，系统发起云视频会议，并邀请第三方专家登陆中心网络系统服务器参与设备故障诊断，由中心网络系统服务器组建云视频会议室，内部人员通过账号直接入会，外部人员下载网络客户端，并输入会议号及会议密码参加会议，云视频会议室支持PC端和手机APP端；矿山智能仓储快递服务方法如下：领用部门使用货物领用申请请求终端手持机发出领料请求，并填写配送需求，货物领用申请请求终端手持机的领料请求信息发送至中央处理器，由中央处理器将领料请求信息归纳至中央联网计算机；当库存充足时，库房人员参照中央联网计算机中存储的领料请求信息生成提货单，并将提货单指令返回至中央处理器，由中央处理器将指令发送给智能无线AG小车，智能无线AG小车根据货物基础信息录入终端手持机提前录入的货物存储位置信息自动拣货下架，并将需要的货物运行至指定位置，通过手持无线射频识别设备对拣货下架后的货物预先设置的RIFD电子标签进行扫描出库，并生成出库单并存储出库单信息，当需要配送时，生成配送单，由带有GPS定位装置的运送车辆配送至制定地点，并通过GPS定位实时监控货物运送情况，货物运送至目的地后完成配送服务，在生成出库单之后，不需要配送作业时，由领用部门的领用人员自行领取；当库存紧缺时，领用部门参照中央联网计算机中存储的领料请求信息提交材料需求计划，并将材料需求计划发送至采购部门，采购部门根据材料需求计划采购货物，采购到货后在货物包装体上粘贴RIFD电子标签，库房人员通过手持无线射频识别设备对粘贴的RIFD电子标签进行扫描入库，并通过货物基础信息录入终端手持机将扫描后的信息录入中央处理器，由中央处理器将指令发送指令给智能无线AG小车，智能无线AG小车将货物运送至库房空缺位置，完成会务自动拣货上架，再按照上述方法完成出库配送服务；井工矿井斜井智能交通安全管控方法如下：声光显示模块：在井下安装红绿灯，人车定位器将车辆的具体位置发送给声光显示控制模块，声光显示控制模块收到车辆位置信息后，计算出与路口的距离，并与其它车辆进行比对，对车辆到达路口顺序进行预测，根据预测结果，提前向显示控制器发送控制指令，根据车辆的速度、定位误差及反应时间，在车辆距离路口100米时发出红绿灯控制指令，并将指令传输给红绿灯和摄像头，实现先到先行，提高路口车辆通行效率，同时通过声光显示控制模块实现井上和井下的数据传输互联，并将互联信息通过井下应急指示终端进行发布；声光报警模块：在井下安装矿用声光报警器，人车定位器将人员以及车辆的具体位置发送给声光报警控制模块，声光报警控制模块接收到位置信息后，分析出当前巷道人员及车辆的分布情况，当巷道内有人时，向矿用声光报警器发出声光报警提示；跑车智能控制模块：在井下安装雷达测速报警器和阻车装置，人车定位器将车辆的具体位置发送给跑车智能控制模块，跑车智能控制模块根据人车定位器实时定位车辆位置，并通过雷达测速报警器将车辆速度发送给跑车控制器，跑车控制器收到速度数据进行分析，当车速未超过设定值时，车辆正常行驶，当车速超过设置的值时，跑车控制器向阻车装置发送动作指令，阻车装置启动，阻车装置移动至挡车位实现阻挡车辆行进，超速车辆停止运行；人车定位模块：进入井下的作业人员和作业车辆配备人车定位器，人车定位器将车辆和人员的位置信息实时传输给人车定位模块，人车定位模块将位置信息传输给智能调度中心，对人员和车辆的实时位置信息进行监控，智能调度中心在各模块对位置信息需求时，将位置信息发送给对应的模块；数据处理模块：数据处理模块在系统运行时，根据单机数据库和联网数据库的数据信息对各个模块进行实时分析，并保证单机数据库和联网数据库的数据信息与各个模块之间的互通互联，同时对各个模块的动作信息进行存贮；门禁道闸控制模块：门禁道闸控制模块实现车辆出入井的控制，井口考勤基站对人车定位器进行识别，并实现向门禁控制器发送指令给道闸装置的控制电机实现自动开闸，同时根据人车定位器判断井下巷道是否有人员，当有人员时，道闸装置不开闸，当井下巷道安全无障碍时，道闸装置开闸。

说明书： 基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及煤矿领域领域，具体涉及一种基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统及方法。

背景技术[0002] 智慧矿山的智慧矿山就是对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的无人矿山。智慧矿山是本质；安全矿山、高效矿山、清洁矿山，矿

山的数字化、信息化是智慧矿山建设的前提和基础。

[0003] 近年来，随着科技的发展，各大矿山都在组织智慧矿山的关键科技攻关，建设智慧矿山示范工程，推广智慧矿山的理念和技术，制定智慧矿山标准，推动矿山设备制造业的转

型升级，实现矿山的本质安全、高产高效、绿色环保。

[0004] 智慧矿山系统包括了矿山的各个方面，按照通常的划分方法，可以分为三个方面，就是安全系统、智慧技术与后勤保障系统。智慧生产系统包括智慧主要生产系统和智慧辅

助生产系统，智慧主要生产系统包括采煤工作面的智慧化和掘进工作面的智慧化，对于煤

矿来讲，就是以无人值守采煤掘技术为代表的智慧综采工作面和无人掘进工作面。对于非

煤矿山来讲，可能是以智慧爆破采矿为代表或者以自动机械采矿技术为代表的无人采矿工

作面和无人掘进工作面系统。我国矿山安全水平已经获得了巨大提高，安全管理的目标也

从减少事故，减少死亡，提高到洁净生产，关爱健康的高度。从对于职业生命的关注，上升

到对职工健康、幸福关爱。矿山的职业健康与安全包含了环境、防火、防水、等多个方面，子

系统众多包含如下子系统：智慧职业健康安全环境系统，智慧防灭火系统、智慧爆破监控系

统、智慧洁净生产监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员监控系统，智慧通风系统、智

慧水害监控系统、智慧视频监控系统，智慧应急救援系统，智慧污水处理系统等等。

[0005] 在智慧矿山中，智慧后勤保障系统尤为重要，智慧后勤保障系统是为了煤矿生产安全提供技术保障和支持的系统，我们称为保障系统。保障系统分为技术保障系统、管理和

后勤保障系统。智慧技术保障系统是指地、测、采、掘、机、运、通、调度、计划、设计等的信息

化、智慧化系统等。智慧化的矿山管理后勤保障系统，是指针对矿山的智慧化ERP系统、办公

自动化系统、物流系统、生活管理、考勤系统等。

[0006] 目前全行业都在关注“智慧矿山”的技术架构与技术实现，但是传统的智慧矿山构架的框架系统缺乏互联性，并且整体运行效率相对较低，而且没有与之相匹配的现代智慧

矿山管理方法。

[0007] 因此，提供一种安全系数高，工作和运行效率高，管理高效，降低成本，互联性强，降低人力资源成本以及生产成本，方法简单已操作的基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管

理系统及方法，具有广泛的市场前景。

发明内容[0008] 针对现有技术的不足，本发明提供一种安全系数高，工作和运行效率高，管理高效，降低成本，互联性强，降低人力资源成本以及生产成本，方法简单已操作的基于智慧矿

山管控平台的智慧矿山管理系统及方法，用于克服现有技术中的缺陷。

[0009] 本发明的技术方案是这样实现的：一种基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统，包括智慧矿山管理平台，所述的智慧矿山管理平台是由基础层、平台层、安保层、指挥

层、经营层以及执行层通过工业网连接组成的，基础层包括中心机房设备，所述的安保层包

括本质安全保障系统、应急演练与救援系统、灾害预警与防治系统以及隐患排查与闭环管

理模块，所述的指挥层包括智能调度中心、安全决策分析模块、生产决策分析模块以及经营

决策分析模块，所述的经营层包括互联网远程办公系统、中央管理平台、煤质产销管理系

统、智能无人销售系统、一通三防管理系统、生产技术管理系统、经营管理系统以及机电管

理系统，所述的执行层包括压风机监控系统、主运皮带监控模块、生活污水处理系统、主通

风系统监控模块、矿井供电监控模块、洗选系统、架空人车监控系统、锅炉热力系统监控模

块、装车系统监控模块、生产消防供水系统、注氮系统监控模块、灌浆系统监控模块、掘进工

作面自动化监控模块、综采工作面自动化监控模块以及主排水自动化监控模块。

[0010] 所述的中心机房设备通过综合自动化控制模块与中心网络系统服务器、操作员站点模块、工程师站点模块、网络打印机模块、后勤站点模块以及三方会诊模块相连接，中心

网络系统服务器与中心网络设备相连接，中心网络设备内设置有综合自动化软件，中心网

络设备通过综合自动化软件与故障排查设备相连接，故障排查设备安装在井下各子系统和

地面各子系统的待检测点位置上；所述的中央管理平台与货物领取管理模块、基础数据管

理模块、货物标签管理模块、标签扫描管理模块、车间终端装置管理模块、入库管理模块、出

库管理模块以及物流跟踪管理模块相连接，中央管理平台是由中央处理器和中央联网计算

机组成的，货物领取管理模块是由货物领用申请请求终端手持机组成的，基础数据管理模

块是由货物基础信息录入终端手持机组成的，货物标签管理模块是由RIFD电子标签组成

的，标签扫描管理模块是由手持无线射频识别设备组成的，车间终端装置管理模块是由智

能无线AG小车组成的，物流跟踪管理模块是由带有GPS定位装置的运送车辆组成；所述的

智能调度中心与声光显示控制模块、人车定位模块、声光报警控制模块、跑车智能控制模

块、数据处理模块以及门禁道闸控制模块相连接，声光显示控制模块包括显示控制器，显示

控制器与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相连接，人车定位模块是由人车定位器组

成的，声光报警控制模块包括报警控制器，报警控制器与矿用声光报警器相连接，跑车智能

控制模块包括跑车控制器，跑车控制器与雷达测速报警器和阻车装置相连接，数据处理模

块是由单机数据库和联网数据库组成的，门禁道闸控制模块包括门禁控制器，门禁控制器

与道闸装置相连接。

[0011] 所述的井下各子系统和地面各子系统均通过双网络链路连接到中心网络设备上；所述的故障排查设备是由安装在井下各子系统和地面各子系统的待检测点位置上的多个

高精度传感器组成的，每个传感器均通过导线与中心网络设备相连接；所述的操作员站点

模块通过无线网络连接的方式与操作员站点手持终端相连接，所述的工程师站点模块通过

无线网络连接的方式与工程师站点手持终端相连接；所述的网络打印机模块通过无线网络

连接的方式与网络打印机相连接，后勤站点模块通过无线网络连接的方式与后勤站点手持

终端相连接；所述的三方会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备

使用方的通讯设备相连接。

[0012] 所述的中央联网计算机通过导线与中央处理器电性连接，中央处理器通过无线连接的方式与货物领用申请请求终端手持机相连接，货物领用申请请求终端手持机上设置有

申请输入键盘和货物领用申请显示器；所述的中央处理器通过无线连接的方式与货物基础

信息录入终端手持机相连接，在基础信息录入终端手持机上设置有货物种类规格信息输入

键以及基础信息录入显示器；所述的RIFD电子标签在货物入库时通过粘贴的方式设置在货

物的包装体外部，所述的无线射频识别设备为RIFD电子标签识别器；所述的RIFD电子标签

识别器与中央处理器电性连接，所述的中央处理器通过无线连接的方式与智能无线AG小

车相连接。

[0013] 所述的智能调度中心通过工业网与声光显示控制模块相连接，声光显示控制模块与显示控制器相连接，显示控制器通过工业网与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相

连接，井下应急指示终端为LED电子显示屏；所述的智能调度中心通过工业网与人车定位模

块相连接，人车定位模块通过无线连接的方式与车人车位器相连接，人车定位器是采用基

于UWB室内定位技术的电子定位标签卡；所述的智能调度中心通过工业网与声光报警控制

模块相连接，声光报警控制模块与报警控制器相连接，报警控制器通过工业网与矿用声光

报警器相连接；所述的智能调度中心通过工业网与跑车智能控制模块相连接，跑车智能控

制模块与跑车控制器相连接，跑车控制器通过工业网与雷达测速报警器和阻车装置相连

接，阻车装置为设置在倒车硐室阻车器；所述的智能调度中心通过工业网与数据处理模块

相连接，数据处理模块通过线路与单机数据库和联网数据库相连接；所述的智能调度中心

通过工业网与门禁道闸控制模块相连接，门禁道闸控制模与门禁控制器相连接，门禁控制

通过线路道闸装置的控制电机相连接。

[0014] 一种如上所述的基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统的管理方法，其方法如下：智慧矿山管理平台通过工业网与中心机房设备、中央管理平台以及智能调度中心相

连接，通过智慧矿山管理平台实现智慧矿山管理，通过由中心机房设备实现矿山设备运行

智能预警、检修、远程分析，通过中央管理平台实现矿山智能仓储快递服务，通过智能调度

中心实现井工矿井斜井智能交通安全管控；

[0015] 其中，矿山设备运行智能预警、检修、远程分析方法如下：故障排查设备对井下各子系统和地面各子系统的待检测点数据进行实时采集，并通过综合自动化软件将采集到的

数据和预定义值进行对比，综合自动化软件实施物联网平台的数据清洗作业，清洗作业完

成后，如果数据不在预定义值区间则形成报警，并将报警信息上传到中心网络设备，由中心

网络设备将报警信息上传至中心网络系统服务器，再由中心网络系统服务器将报警信息上

传至连接有中心机房设备的综合自动化控制模块；综合自动化控制模块收到报警信息后做

出相应处理，根据报警信息的类型通知相关的操作员站点模块、工程师站点模块或后勤站

点模块的相关人员进行处理，并填写对应的报警巡检单，设备故障处理成功后报警信息解

除；当报警信息处理不成功时，综合自动化控制模块启动三方会诊模块发起三方会诊，三方

会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备使用方的通讯设备相连

接，在约定的时间通过电脑、平板或手机通讯设备进行云视频会议形成处理方案，并保存视

频录像档案，必要时通过网络打印机模块打印档案数据实施对照处理，最终将设备故障处

理成功；在三方会诊模块启动后，由故障诊断负责人员发起三方会诊单，单据通过审批后，

系统发起云视频会议，并邀请第三方专家登陆中心网络系统服务器参与设备故障诊断，由

中心网络系统服务器组建云视频会议室，内部人员通过账号直接入会，外部人员下载网络

客户端，并输入会议号及会议密码参加会议，云视频会议室支持PC端和手机APP端；

[0016] 矿山智能仓储快递服务方法如下：领用部门使用货物领用申请请求终端手持机发出领料请求，并填写配送需求，货物领用申请请求终端手持机的领料请求信息发送至中央

处理器，由中央处理器将领料请求信息归纳至中央联网计算机；当库存充足时，库房人员参

照中央联网计算机中存储的领料请求信息生成提货单，并将提货单指令返回至中央处理

器，由中央处理器将指令发送给智能无线AG小车，智能无线AG小车根据货物基础信息录

入终端手持机提前录入的货物存储位置信息自动拣货下架，并将需要的货物运行至指定位

置，通过手持无线射频识别设备对拣货下架后的货物预先设置的RIFD电子标签进行扫描出

库，并生成出库单并存储出库单信息，当需要配送时，生成配送单，由带有GPS定位装置的运

送车辆配送至制定地点，并通过GPS定位实时监控货物运送情况，货物运送至目的地后完成

配送服务，在生成出库单之后，不需要配送作业时，由领用部门的领用人员自行领取；当库

存紧缺时，领用部门参照中央联网计算机中存储的领料请求信息提交材料需求计划，并将

材料需求计划发送至采购部门，采购部门根据材料需求计划采购货物，采购到货后在货物

包装体上粘贴RIFD电子标签，库房人员通过手持无线射频识别设备对粘贴的RIFD电子标签

进行扫描入库，并通过货物基础信息录入终端手持机将扫描后的信息录入中央处理器，由

中央处理器将指令发送指令给智能无线AG小车，智能无线AG小车将货物运送至库房空缺

位置，完成会务自动拣货上架，再按照上述方法完成出库配送服务；

[0017] 井工矿井斜井智能交通安全管控方法如下：声光显示模块：在井下安装红绿灯，人车定位器将车辆的具体位置发送给声光显示控制模块，声光显示控制模块收到车辆位置

信息后，计算出与路口的距离，并与其它车辆进行比对，对车辆到达路口顺序进行预测，根

据预测结果，提前向显示控制器发送控制指令，根据车辆的速度、定位误差及反应时间，在

车辆距离路口100米时发出红绿灯控制指令，并将指令传输给红绿灯和摄像头，实现先到先

行，提高路口车辆通行效率，同时通过声光显示控制模块实现井上和井下的数据传输互联，

并将互联信息通过井下应急指示终端进行发布；声光报警模块：在井下安装矿用声光报警

器，人车定位器将人员以及车辆的具体位置发送给声光报警控制模块，声光报警控制模块

接收到位置信息后，分析出当前巷道人员及车辆的分布情况，当巷道内有人时，向矿用声光

报警器发出声光报警提示；跑车智能控制模块：在井下安装雷达测速报警器和阻车装置，人

车定位器将车辆的具体位置发送给跑车智能控制模块，跑车智能控制模块根据人车定位器

实时定位车辆位置，并通过雷达测速报警器将车辆速度发送给跑车控制器，跑车控制器收

到速度数据进行分析，当车速未超过设定值时，车辆正常行驶，当车速超过设置的值时，跑

车控制器向阻车装置发送动作指令，阻车装置启动，阻车装置移动移动至挡车位实现阻挡

车辆行进，超速车辆停止运行；人车定位模块：进入井下的作业人员和作业车辆配备人车定

位器，人车定位器将车辆和人员的位置信息实时传输给人车定位模块，人车定位模块将位

置信息传输给智能调度中心，对人员和车辆的实时位置信息进行监控，智能调度中心在各

模块对位置信息需求时，将位置信息发送给对应的模块；数据处理模块：数据处理模块在系

统运行时，根据单机数据库和联网数据库的数据信息对各个模块进行实时分析，并保证单

机数据库和联网数据库的数据信息与各个模块之间的互通互联，同时对各个模块的动作信

息进行存贮；门禁道闸控制模块：门禁道闸控制模块实现车辆出入井的控制，井口考勤基站

对人车定位器进行识别，并实现向门禁控制器发送指令给道闸装置的控制电机实现自动开

闸，同时根据人车定位器判断井下巷道是否有人员，当有人员时，道闸装置不开闸，当井下

巷道安全无障碍时，道闸装置开闸。

[0018] 本发明具有如下的积极效果：本发明提供一种基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统及方法，是与智慧矿山管控平台相匹配的智慧矿山管理方法，颠覆传统的煤矿生

产管理、安全管理、经营管理模式。实现计划上报、审批、平衡利库、采购、仓储收发存网上实

时显示，能够实现网上下单、全智能机器人自动收发料、集中配送、快递式运输、全程跟踪，

实现整套操作线上运行；商品煤在线量与质的全过程监控，杜绝亏卡销售，防止跑冒滴漏，

最大现度的提高单产效益。实现对胶轮车运行的全过程跟踪管理，在线管理车辆超速、闯红

灯、超员、疲劳驾驶，有准确的语音提醒、违章抓拍，能够有效的控制人的不规范行为与车辆

的违规操作；实时监测设备的日常检修情况，当出现漏检、错检、假检的情况时，系统自动预

警，并把信息推送给相关负责人员，实时监测设备的运行参数，根据阈值进行比对，出现异

常时，系统自动报警，并把信息推送给相关人员，专家根据数据运行的参数、检修情况，发现

漏洞，及时提醒警告，当出现故障后，也能及时解决，保证设备的全生命周期运行，实现人人

都是检修工，人人都是生产工，取消检修班，从而从机制上取消夜班。矿井所有安全生产环

节都处在监控状态，实现生产过程本质安全管理。突现零库存生产，控制生产成本，实现单

产效益最大化。提高井下车辆运输安全，实现辅助运输本质安全。实现远程办公，提高管理

效率，降低管理成本。实现商品煤在线量与质的全过程监控，杜绝亏卡销售。

附图说明[0019] 图1为本发明的由中心机房设备结构示意图。[0020] 图2为本发明的中心机房设备运行方法流程结构示意图。[0021] 图3为本发明的中央管理平台结构示意图。[0022] 图4为本发明的中央管理平台运行方法流程结构示意图。[0023] 图5为本发明智能调度中心结构示意图。[0024] 图6为本发明智能调度中心声光显示控制模块运行结构示意图。[0025] 图7为本法明智能调度中心声光报警控制模块运行结构示意图。[0026] 图8为本发明智能调度中心跑车智能控制模块运行结构示意图。[0027] 图9为本发明的结构示意图。具体实施方式[0028] 如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，一种基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统，包括智慧矿山管理平台，所述的智慧矿山管理平台是由基础层、平台层、安保层、指挥层、经

营层以及执行层通过工业网连接组成的，基础层包括中心机房设备，所述的安保层包括本

质安全保障系统、应急演练与救援系统、灾害预警与防治系统以及隐患排查与闭环管理模

块，所述的指挥层包括智能调度中心、安全决策分析模块、生产决策分析模块以及经营决策

分析模块，所述的经营层包括互联网远程办公系统、中央管理平台、煤质产销管理系统、智

能无人销售系统、一通三防管理系统、生产技术管理系统、经营管理系统以及机电管理系

统，所述的执行层包括压风机监控系统、主运皮带监控模块、生活污水处理系统、主通风系

统监控模块、矿井供电监控模块、洗选系统、架空人车监控系统、锅炉热力系统监控模块、装

车系统监控模块、生产消防供水系统、注氮系统监控模块、灌浆系统监控模块、掘进工作面

自动化监控模块、综采工作面自动化监控模块以及主排水自动化监控模块。

[0029] 所述的中心机房设备通过综合自动化控制模块与中心网络系统服务器、操作员站点模块、工程师站点模块、网络打印机模块、后勤站点模块以及三方会诊模块相连接，中心

网络系统服务器与中心网络设备相连接，中心网络设备内设置有综合自动化软件，中心网

络设备通过综合自动化软件与故障排查设备相连接，故障排查设备安装在井下各子系统和

地面各子系统的待检测点位置上；所述的中央管理平台与货物领取管理模块、基础数据管

理模块、货物标签管理模块、标签扫描管理模块、车间终端装置管理模块、入库管理模块、出

库管理模块以及物流跟踪管理模块相连接，中央管理平台是由中央处理器和中央联网计算

机组成的，货物领取管理模块是由货物领用申请请求终端手持机组成的，基础数据管理模

块是由货物基础信息录入终端手持机组成的，货物标签管理模块是由RIFD电子标签组成

的，标签扫描管理模块是由手持无线射频识别设备组成的，车间终端装置管理模块是由智

能无线AG小车组成的，物流跟踪管理模块是由带有GPS定位装置的运送车辆组成；所述的

智能调度中心与声光显示控制模块、人车定位模块、声光报警控制模块、跑车智能控制模

块、数据处理模块以及门禁道闸控制模块相连接，声光显示控制模块包括显示控制器，显示

控制器与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相连接，人车定位模块是由人车定位器组

成的，声光报警控制模块包括报警控制器，报警控制器与矿用声光报警器相连接，跑车智能

控制模块包括跑车控制器，跑车控制器与雷达测速报警器和阻车装置相连接，数据处理模

块是由单机数据库和联网数据库组成的，门禁道闸控制模块包括门禁控制器，门禁控制器

与道闸装置相连接。

[0030] 所述的井下各子系统和地面各子系统均通过双网络链路连接到中心网络设备上；所述的故障排查设备是由安装在井下各子系统和地面各子系统的待检测点位置上的多个

高精度传感器组成的，每个传感器均通过导线与中心网络设备相连接；所述的操作员站点

模块通过无线网络连接的方式与操作员站点手持终端相连接，所述的工程师站点模块通过

无线网络连接的方式与工程师站点手持终端相连接；所述的网络打印机模块通过无线网络

连接的方式与网络打印机相连接，后勤站点模块通过无线网络连接的方式与后勤站点手持

终端相连接；所述的三方会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备

使用方的通讯设备相连接。

[0031] 所述的中央联网计算机通过导线与中央处理器电性连接，中央处理器通过无线连接的方式与货物领用申请请求终端手持机相连接，货物领用申请请求终端手持机上设置有

申请输入键盘和货物领用申请显示器；所述的中央处理器通过无线连接的方式与货物基础

信息录入终端手持机相连接，在基础信息录入终端手持机上设置有货物种类规格信息输入

键以及基础信息录入显示器；所述的RIFD电子标签在货物入库时通过粘贴的方式设置在货

物的包装体外部，所述的无线射频识别设备为RIFD电子标签识别器；所述的RIFD电子标签

识别器与中央处理器电性连接，所述的中央处理器通过无线连接的方式与智能无线AG小

车相连接。

[0032] 所述的智能调度中心通过工业网与声光显示控制模块相连接，声光显示控制模块与显示控制器相连接，显示控制器通过工业网与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相

连接，井下应急指示终端为LED电子显示屏；所述的智能调度中心通过工业网与人车定位模

块相连接，人车定位模块通过无线连接的方式与车人车位器相连接，人车定位器是采用基

于UWB室内定位技术的电子定位标签卡；所述的智能调度中心通过工业网与声光报警控制

模块相连接，声光报警控制模块与报警控制器相连接，报警控制器通过工业网与矿用声光

报警器相连接；所述的智能调度中心通过工业网与跑车智能控制模块相连接，跑车智能控

制模块与跑车控制器相连接，跑车控制器通过工业网与雷达测速报警器和阻车装置相连

接，阻车装置为设置在倒车硐室阻车器；所述的智能调度中心通过工业网与数据处理模块

相连接，数据处理模块通过线路与单机数据库和联网数据库相连接；所述的智能调度中心

通过工业网与门禁道闸控制模块相连接，门禁道闸控制模与门禁控制器相连接，门禁控制

通过线路道闸装置的控制电机相连接。

[0033] 一种如上所述的基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统的管理方法，其方法如下：智慧矿山管理平台通过工业网与中心机房设备、中央管理平台以及智能调度中心相

连接，通过智慧矿山管理平台实现智慧矿山管理，通过由中心机房设备实现矿山设备运行

智能预警、检修、远程分析，通过中央管理平台实现矿山智能仓储快递服务，通过智能调度

中心实现井工矿井斜井智能交通安全管控；

[0034] 其中，矿山设备运行智能预警、检修、远程分析方法如下：故障排查设备对井下各子系统和地面各子系统的待检测点数据进行实时采集，并通过综合自动化软件将采集到的

数据和预定义值进行对比，综合自动化软件实施物联网平台的数据清洗作业，清洗作业完

成后，如果数据不在预定义值区间则形成报警，并将报警信息上传到中心网络设备，由中心

网络设备将报警信息上传至中心网络系统服务器，再由中心网络系统服务器将报警信息上

传至连接有中心机房设备的综合自动化控制模块；综合自动化控制模块收到报警信息后做

出相应处理，根据报警信息的类型通知相关的操作员站点模块、工程师站点模块或后勤站

点模块的相关人员进行处理，并填写对应的报警巡检单，设备故障处理成功后报警信息解

除；当报警信息处理不成功时，综合自动化控制模块启动三方会诊模块发起三方会诊，三方

会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备使用方的通讯设备相连

接，在约定的时间通过电脑、平板或手机通讯设备进行云视频会议形成处理方案，并保存视

频录像档案，必要时通过网络打印机模块打印档案数据实施对照处理，最终将设备故障处

理成功；在三方会诊模块启动后，由故障诊断负责人员发起三方会诊单，单据通过审批后，

系统发起云视频会议，并邀请第三方专家登陆中心网络系统服务器参与设备故障诊断，由

中心网络系统服务器组建云视频会议室，内部人员通过账号直接入会，外部人员下载网络

客户端，并输入会议号及会议密码参加会议，云视频会议室支持PC端和手机APP端；

[0035] 矿山智能仓储快递服务方法如下：领用部门使用货物领用申请请求终端手持机发出领料请求，并填写配送需求，货物领用申请请求终端手持机的领料请求信息发送至中央

处理器，由中央处理器将领料请求信息归纳至中央联网计算机；当库存充足时，库房人员参

照中央联网计算机中存储的领料请求信息生成提货单，并将提货单指令返回至中央处理

器，由中央处理器将指令发送给智能无线AG小车，智能无线AG小车根据货物基础信息录

入终端手持机提前录入的货物存储位置信息自动拣货下架，并将需要的货物运行至指定位

置，通过手持无线射频识别设备对拣货下架后的货物预先设置的RIFD电子标签进行扫描出

库，并生成出库单并存储出库单信息，当需要配送时，生成配送单，由带有GPS定位装置的运

送车辆配送至制定地点，并通过GPS定位实时监控货物运送情况，货物运送至目的地后完成

配送服务，在生成出库单之后，不需要配送作业时，由领用部门的领用人员自行领取；当库

存紧缺时，领用部门参照中央联网计算机中存储的领料请求信息提交材料需求计划，并将

材料需求计划发送至采购部门，采购部门根据材料需求计划采购货物，采购到货后在货物

包装体上粘贴RIFD电子标签，库房人员通过手持无线射频识别设备对粘贴的RIFD电子标签

进行扫描入库，并通过货物基础信息录入终端手持机将扫描后的信息录入中央处理器，由

中央处理器将指令发送指令给智能无线AG小车，智能无线AG小车将货物运送至库房空缺

位置，完成会务自动拣货上架，再按照上述方法完成出库配送服务；

[0036] 井工矿井斜井智能交通安全管控方法如下：声光显示模块：在井下安装红绿灯，人车定位器将车辆的具体位置发送给声光显示控制模块，声光显示控制模块收到车辆位置

信息后，计算出与路口的距离，并与其它车辆进行比对，对车辆到达路口顺序进行预测，根

据预测结果，提前向显示控制器发送控制指令，根据车辆的速度、定位误差及反应时间，在

车辆距离路口100米时发出红绿灯控制指令，并将指令传输给红绿灯和摄像头，实现先到先

行，提高路口车辆通行效率，同时通过声光显示控制模块实现井上和井下的数据传输互联，

并将互联信息通过井下应急指示终端进行发布；声光报警模块：在井下安装矿用声光报警

器，人车定位器将人员以及车辆的具体位置发送给声光报警控制模块，声光报警控制模块

接收到位置信息后，分析出当前巷道人员及车辆的分布情况，当巷道内有人时，向矿用声光

报警器发出声光报警提示；跑车智能控制模块：在井下安装雷达测速报警器和阻车装置，人

车定位器将车辆的具体位置发送给跑车智能控制模块，跑车智能控制模块根据人车定位器

实时定位车辆位置，并通过雷达测速报警器将车辆速度发送给跑车控制器，跑车控制器收

到速度数据进行分析，当车速未超过设定值时，车辆正常行驶，当车速超过设置的值时，跑

车控制器向阻车装置发送动作指令，阻车装置启动，阻车装置移动移动至挡车位实现阻挡

车辆行进，超速车辆停止运行；人车定位模块：进入井下的作业人员和作业车辆配备人车定

位器，人车定位器将车辆和人员的位置信息实时传输给人车定位模块，人车定位模块将位

置信息传输给智能调度中心，对人员和车辆的实时位置信息进行监控，智能调度中心在各

模块对位置信息需求时，将位置信息发送给对应的模块；数据处理模块：数据处理模块在系

统运行时，根据单机数据库和联网数据库的数据信息对各个模块进行实时分析，并保证单

机数据库和联网数据库的数据信息与各个模块之间的互通互联，同时对各个模块的动作信

息进行存贮；门禁道闸控制模块：门禁道闸控制模块实现车辆出入井的控制，井口考勤基站

对人车定位器进行识别，并实现向门禁控制器发送指令给道闸装置的控制电机实现自动开

闸，同时根据人车定位器判断井下巷道是否有人员，当有人员时，道闸装置不开闸，当井下

巷道安全无障碍时，道闸装置开闸。

[0037] 本发明颠覆传统煤矿管理模式，是适应智慧矿山技术平台的唯一管理模式，是煤矿行业革命性的变化，打造真正的本质安全矿井，实现人人都是检修工，真正从机制上取消

检修班与夜班。本发明降低人力资源成本，降低生产经营成本，建设本质安全矿井。克服了

一些煤矿企业对设备离线点检系统重视程度不够的缺陷，采用线上检测的方式，避免了线

下检测的不理因素，有利于整体流程化管理，减少了员工人工在点检终端使用过程中存在

的漏检问题，避免了弄虚作假情况的发生，有利于设备和整体系统的使用效果；克服了一些

在线点检系统存在传感器可靠性差的问题，从最底层的数据实施高端精度控制，避免了误

差导致设备分析结果偏离实际现象的发生；克服了部分单位专家决策系统或故障诊断系统

存在的缺陷，注重整体过程中依靠精确数据的实时在线分析，对设备的整体全部缺陷和故

障都能实施诊断处理，正真起到专家决策系统或故障诊断系统的功能；另外，建立了数据系

统的连贯体系，整体覆盖全面，综合连贯性强，各个系统之间建立了连接，真正做到系统的

联动分析。实现设备全生命周期管理，设备性能远程会诊，建立采掘主要设备数据库，建立

数据库集成控制平台，数据网上实时共享，实现专家、厂家与使用单位三方线上资源共享，

取消检修班，提高生产效率，取消夜班，实现矿井的零库存生产，降低生产运营成本。

[0038] 本发明有效解决了传统煤矿仓储和物流运输管理采用额人工手动的方式对货物进行出、入库管理的缺陷。摒弃了传统入库时人工分配货位并将其上架、出库时人工查找货

位取出货物并交付给各领料部门的缺陷，节省了人力资源。利用物联网技术实现矿山智能

仓储快递服务，有效的解决了我国煤矿行业仓储存在区域分割、重复建设、管理散乱以及作

业效率低下等诸多问题，使仓储成本得以降低，有助于仓储业和物流行业的健康发展。本系

统采用RFID标签、GPS、传感器等设备，结合工业现场设备，通过联网处理的方式，结合RFID

技术、传感技术和物联网对运输设备、货物的数据采集和射频跟踪，对仓库货物的属性进行

标签记录，通过读取数据传输到各个执行原件，完成仓储物料的各流程对应操作。在ＲFID

标签当中，所存储的信息具有互用性和规范性，能够在无线通网络支持下，将所有信息自动

归纳至中央管理平台当中，智能化识别物品，并利用计算机网络的开放性特征进行信息的

共享和互换，以此透明化管理物品。

[0039] 基础层：矿山采取新一代工业生产的建设理念，采用万兆高速工业环网破解多网融合、多规合一的技术瓶颈，将数据统一传输、统一承载、统一管理，满足各子系统的接入与

数据交换、满足未来业务扩展的多通道、高数据量的发展需要，用一体化综合分站实现了联

动智能管理。

[0040] 灾害预警与防治系统：根据煤矿基本情况和在线监测数据、隐患排查数据、其他矿井的灾害事故的发生原因，利用大数据分析技术建立重大灾害预警方法，对井下的灾害事

故进行超前预测预报，实现危险区域快速圈定和实时报警。

[0041] 井下出现水灾、火灾、瓦斯超限、顶板等事故时，可以发出报警，通过人员定位系统给离事故现场最近的相关岗位工人推送信息，并逐级推送给相关领导，联动应急扩播，通知

人员撤离，并在调度室一键启动应急救援预案。

[0042] 隐患排查与闭环管理模块：通过建立完备的安全生产的信息管理、隐患排查与事故风险评价体系，根据矿井的实际情况设置检查点布置方案，通过各种监测手段、动态检查

方法、三违认定分析，自动实现隐患排查和危险源辨识；通过追责、处置、整改、复查、评价等

闭环控制，实现人员无失误、设备无故障、管理无漏洞的人、机、环境和管理高度融合的矿井

恒久性安全目标。

[0043] 基于人车定位模块，通过井下手持机可以查看井下车辆运行情况，员工升井时，可以给车辆下单，乘人车司机接单后，下井接员工升井；员工在井下需要生产材料时，可以通

过手持机下单，仓库接单后，联系运料车把生产材料分类装车，运料车把生产材料运输到员

工所需地点，员工确认收货。

[0044] 主运皮带监控：传统的皮带运转速度都是固定不变的，这样不仅耗电，也使皮带寿命损耗大；现在的皮带运转，根据视频监控，可以根据皮带上运输的煤量多少来进行调节皮

带速度，减少皮带磨损率，减少能源消耗；皮带启车问题，顺煤流开车和逆煤流开车，在正常

情况下，采用顺煤流开车，在故障情况下，皮带上有压板煤时，采用逆煤流开车，把皮带上的

煤突完，然后下面的皮带在进行突煤。智能视频分析，在皮带的各个转载点安装视频监控，

当在监控中发现有人在转载点附近，会进行报警，并联动扩播系统“设备运转，人员禁止靠

近”。

[0045] 灾害预警与防治系统：根据煤矿基本情况和在线监测数据、隐患排查数据、其他矿井的灾害事故的发生原因，利用大数据分析技术建立重大灾害预警方法，对井下的灾害事

故进行超前预测预报，实现危险区域快速圈定和实时报警。

[0046] 井下出现水灾、火灾、瓦斯超限、顶板等事故时，可以发出报警，通过人员定位系统给离事故现场最近的相关岗位工人推送信息，并逐级推送给相关领导，联动应急扩播，通知

人员撤离，并在调度室一键启动应急救援预案。

[0047] 隐患排查与闭环管理：通过建立完备的安全生产的信息管理、隐患排查与事故风险评价体系，根据矿井的实际情况设置检查点布置方案，通过各种监测手段、动态检查方

法、三违认定分析，自动实现隐患排查和危险源辨识；通过追责、处置、整改、复查、评价等闭

环控制，实现人员无失误、设备无故障、管理无漏洞的人、机、环境和管理高度融合的矿井恒

久性安全目标。

[0048] 煤质产销管理系统：在皮带上安装煤质灰分仪，可以分析出原煤的灰、水和发热量；在每个分级点，都进行一次分析，直至最后一次分析总量需要符合第一次的分析数据，

如不符合，可以查看每次分级点的数据分析，找到丢失的那一环节。

[0049] 本发明根据煤矿企业的要求，实现井工矿井斜井智能交通安全管控，使得车辆可以有序，高效的在井下行驶，实现井下车辆定位监测，解决了矿井下汽车相互堵塞的问题，

有效提高煤矿生产的安全性，能够及时、准确的将井下各个区域的车辆及设备的动态分布

情况反映到地面只能调度中心，使管理员能够随时掌握井下车辆的行驶轨迹和信号灯状态

信息，以便于进行更加合理的调度管理；当车辆故障或事故发生时，救援人员也可以根据迅

速了解有关车辆的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高救援工作的效率。系统实现了

智能交通安全管控，提高我国煤炭生产设备的研究设计与生产制造能力安全生产水平。