煤礦資源開采環境復雜多變，包括采、掘、機、運、通等90多個子系統，這些子系統的數據邏輯、業務邏輯、運行邏輯交織在一起，構成了一個大規模復雜的運行體系。

國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》（國發〔2010〕23號）和國家安全監管總局發布的（2010]146號）關于《建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知》文件要求，完善井下安全避險“六大系統”（監測監控系統、井下人員定位系統、井下緊急避險系統、礦井壓風自救系統、礦井供水施救系統和礦井通信聯絡系統 ），進步一提高礦井安全生產保障能力，加強對安全監控的認知，預防和減少事故發生，事故后減少傷亡。

目前煤礦開采亟待解決如下問題：

1、信息和數據無法有效關聯，存在大量信息孤島、業務鴻溝和系統煙囪，無法進行大數據分析、人工智能深度應用，缺乏“智慧大腦”對所有子系統進行協調、聯控；

2、數據采集、傳輸及質量問題。受煤礦惡劣環境因素制約，煤礦網絡鏈路、傳輸協議等普遍存在數據傳輸實時性差、誤碼率高、傳輸環節多和數據質量差等問題，難以實現基于“智慧大腦”的遠程強實時控制等應用；

3、包括網絡安全、信息安全和數據安全的安全問題。煤礦生產較多重視環境、設備、人員的安全，而對網絡安全和信息安全、數據安全重視不夠，導致礦井信息化、自動化系統整體安全水平不高，系統防護薄弱，進而引發礦井管理者和操作者對信息化系統全流程、全周期應用是否安全可靠的信任問題。

基于業務安全的智慧煤礦解決方案

保時安智慧煤礦技術架構是基于工業互聯網體系架構的平臺、網絡和安全的三合一技術體系，對現有煤礦要素進行解耦和重構，以“物聯感知、深度互連和智能應用”三層為主，通過邊云協同存儲和計算架構、工業PaaS 操作系統、工業智能化應用開發環境，向底層或頂層進行擴展，形成新的煤礦業務運營和智能化分析APP應用開發生態，解決煤礦開采中的效率問題、安全問題和效益問題。

針對智慧煤礦網絡安全建設需求，保時安以“頂層設計、建設框架、技術架構、關鍵技術和信息化、網絡安全標準”等方向進行研究與實踐，構建“系統融合、數據融合、人員融合”等一體化的安全防護體系，形成數據、網絡、威脅、瓦斯、粉塵、水電等一體化的預警體系，切實提高煤礦關鍵信息基礎設施的網絡安全防御能力。

根據GB/T34679-2017《智慧礦山信息系統通用技術規范》、煤礦行業特點和系統實現功能，將煤礦工業互聯網分為井上辦公互聯網、煤礦工業環網、井下生產控制網3個區域，隨著5G等在智慧煤礦中的應用，還包括安全監測環境環網以及5G內網基站等。

保時安智慧煤礦系統安全的網絡安全建設在符合國家主管部門、行業監管部門以及上級單位的安全要求下，既要提升智慧礦山的安全合規性，又要滿足“實戰化、系統化、常態化”建設需求，并要借助基于網絡安全態勢感知與業務運維的深度融合，全面提升掘進、綜采等系統的安全防護與監測預警能力，助力智慧煤礦安全、高效、清潔、綠色開采。

1、智慧煤礦需要監測大量的生產運行數據、環境地質監測數據、設備狀態監控數據等，同時還存在政府外聯系統接入的需要，在礦井生產控制網絡不同域之間部署隔離設備、核心區域部署主機防護、威脅監測審計等系統、在不同的關鍵節點部署中高交互的密網系統和威脅分析一體化設備TAR等；

2、在煤礦集團層面需實施互聯網訪問控制、關鍵信息系統訪問準入認證、內網邊界防護、全網態勢感知、數據庫安全審計等防護措施；

3、網絡切片技術加快了互聯網與煤礦行業融合的同時，也改變了傳統的網絡架構，需采用超融合檢測探針CS-PLUS-5G，做好5G業務需求下的網絡安全管控工作；

4、形成智慧煤礦企業整體范圍內的網絡安全基礎設施防御體系和管理體系，進一步強化網絡安全防護能力。

保時安智慧煤礦核心功能：

一、安全監測監控

1、巡檢管理

根據井下特定巡檢點、巡檢路線、巡檢計劃制作相應的巡檢任務，一方面是加強巡檢人員管理，另一方面是協助巡檢人員更高效，更完整的完成巡檢任務。

2、視頻聯動和錄制回放

軟件內自動跟蹤切換攝像頭

多目標多畫面同時跟蹤制定人員

LED大屏分屏展示視頻聯動畫面

多視頻跟蹤任務同時保存視頻到本地

支持全球五大安防監控攝像頭品牌

3、應急處理設置

發生危險情況時，作業人員可通過按下所攜帶的定位標簽上的SOS報警按鈕發出警報，同時，監控室的動態顯示界面會立即觸發報警事件并進行記錄，定位系統將保留人員車輛的最后活動位置，為精確緊急搜救提供重要參考。發生重大危險情況，需要整個作業區域人員全部撤離時，可通過定位管理系統高效組織撤離，提高現場應急指揮能力。

4、事故預防和災變事件響應

如果發生災變，通過可視化平臺立即查詢事故現場的人員情況、被困人員數量，為事故搶險提供科學依據，能夠統一指揮，有條不絮地進行緊急撤離疏散井下人員，使安全事故損失降低到最低程度。

5、事故后分析及追溯

對違反煤礦安全作業導致的損失/事故可回溯追查，借助于歷史軌跡和視頻聯動精準的復原事故違規作業的全過程。

二、井下人員定位

1、提升整體作業效率

協助合理安排作業人員的工序流程提高生產效率、提升作業質量、增高產能，實現對井下人員、車輛、設備資產等目標的“全程的、全方位、連續的、精準的實時的定位跟蹤” 。

2、軌跡回放

l 一年內任意時段定位數據1秒內檢索

l 多目標軌跡多倍速回放

l 回放軌跡同時動態呈現人員活動的熱力分布

3、實時井上井下通訊

可視化的人員分布圖、便于實時掌握井下人員的作業狀態和協調調度指揮，還可以實現井上井下人員實時雙向無線通訊，實時掌握煤礦企業"產、運、銷"等環節信息。

4、提高“紅區”管控能力

l 電子圍欄告警、按鍵/消失告警

l 告警事件在標簽端與監控端雙重提示

l 告警記錄多維精確查詢

l 新告警消息處理人，處理時間及處理辦法存檔

l 進圍欄區域/出圍欄區域告警模式

l 告警任務綁定人員及人員分組

l 處理人，處理時間及處理辦法存檔

三、礦區環境監測

1、利用監測無人機高空監測

l 支持十幾種環境數據監測，如：PM2.5、PM10、TSP、溫濕度、大氣壓、有機揮發物（VOC）、臭氧、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、苯類等。

l 故障及時上報：通過電腦、手機、短信等多種形式通知企業及時處理；

l 遠程預警監測：異常立即遠程上報故障信息，可對接聯動對接；

l 位置定位：可定位環境異常的經緯度，隨著報警信息展示給負責人；

l 可擴展性強；各類監測傳感部件可以根據用戶要求添加或移除；可裝配定位儀。

l 支持大屏展示。

2、利用地面環境監測設備實時監測

集成多類環境檢測傳感器，實現實時監測氣象參數(溫度、濕度、大氣壓、風速、風向)與空氣八因子(PM2.5、PM10、CO、NOx、SO2、O3、VOC、可定制氣體)指數。本監測站使用太陽能電池供電，并使用鋰電池進行能源儲備，保證數據采集全天候進行。大氣環境監測站采集到現場數據通過無線3G/4G或有線網絡將監測數據傳輸至監測平臺，多臺監測站分布于某片區域，組成一個有效的監測網絡，并把數據通過監控平臺展現給管理方，方便管理方制定環保決策。