中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）

校長葛世榮解讀《礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架》

為貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于礦山智能化建設(shè)決策部署，加強頂層設(shè)計，國家礦山安全監(jiān)察局組織編制了《礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架》（以下簡稱《框架》），并于日前正式發(fā)布。為便于更好了解《框架》主要內(nèi)容，熟悉相關(guān)政策，近日，國家礦山安全監(jiān)察局礦山智能化建設(shè)專家委員會主任、中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）校長葛世榮回答了本報記者的提問。

問：《框架》發(fā)布的背景和必要性？ 

答：近年來，在國家礦山安全監(jiān)察局等有關(guān)部門的大力推動下，礦山智能化建設(shè)蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，截至2023年7月底，全國智能化采掘工作面已達1395個，其中智能化采煤工作面724個，智能化掘進工作面671個，有智能化工作面的煤礦達714處，占全國正常生產(chǎn)建設(shè)礦井?dāng)?shù)量的27.43%；煤礦產(chǎn)能21.79億噸，占全國核定產(chǎn)能的59.49%；非煤礦山228處核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化和機器人化改造。2016年以來，全國煤礦井下作業(yè)人員減少37萬人，智能化礦井杜絕了較大以上安全生產(chǎn)事故。但我們也清醒地認識到，當(dāng)前礦山智能化建設(shè)還處于初級階段，制約其高質(zhì)量發(fā)展的一個重要問題是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還不健全、不規(guī)范，甚至缺失，與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性作用差距較大，亟須從頂層設(shè)計層面對標(biāo)準(zhǔn)化工作進行系統(tǒng)謀劃，建立完整的礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，實現(xiàn)礦山智能化領(lǐng)域“書同文、車同軌”，推動礦山智能化高質(zhì)量發(fā)展。

問：《框架》編制的原則和特點？   

答：此次《框架》編制工作堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一架構(gòu)，需求導(dǎo)向、融合創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)完整、覆蓋全面，開放合作、動態(tài)完善的總原則。

有以下五方面特點：一是廣泛一致。三匯聚了政府部門、企業(yè)、科研院所等各方力量，組織了近百位有關(guān)專家，通過多次研討和征求意見，充分吸納了各方意見和建議，持續(xù)動態(tài)修訂。二是《框架》按照國標(biāo)《標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求》的相關(guān)要求進行編制，同時與當(dāng)前主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和內(nèi)容保持是《框架》與礦山智能化發(fā)展方向相一致，堅持人民至上、生命之上，引導(dǎo)礦山開采無人化、少人化、地面化、平原化發(fā)展。四是《框架》將煤礦和非煤礦山智能化納入同一體系，充分考慮其共性和特色，構(gòu)建了我國乃至世界礦業(yè)開采歷史上首個系統(tǒng)性的礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架。五是《框架》面向礦山智能化建設(shè)過程中的實際標(biāo)準(zhǔn)需求，堅持融合創(chuàng)新，充分考慮大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等新技術(shù)的應(yīng)用。整體上看，《框架》具備開放性、科學(xué)性、指導(dǎo)性、系統(tǒng)性、前瞻性。

問：《框架》的主要內(nèi)容？         

答：《框架》包括基礎(chǔ)通用、數(shù)據(jù)與模型、生產(chǎn)系統(tǒng)與技術(shù)裝備、決策與應(yīng)用四塊內(nèi)容，共265個具體標(biāo)準(zhǔn)研制方向。從橫向來看，覆蓋開采工藝、技術(shù)裝備、數(shù)據(jù)治理、安全保障等智能化礦山全部業(yè)務(wù)領(lǐng)域；從縱向來看，考慮礦山設(shè)計、建設(shè)、運行全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化需求。其中，基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)子體系集中了礦山智能化系列標(biāo)準(zhǔn)共性內(nèi)容，主要用于統(tǒng)一礦山智能化相關(guān)概念與術(shù)語定義，明確各類新技術(shù)在礦山智能化建設(shè)中的基本要求，規(guī)范了智能化礦山設(shè)計、建設(shè)和評估驗收標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)與模型標(biāo)準(zhǔn)子體系主要用于統(tǒng)一礦山智能化各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和模型標(biāo)準(zhǔn)化要求，包含數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)兩部分。生產(chǎn)系統(tǒng)與技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)子體系明確了智能化礦山具體生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化要求，包含信息基礎(chǔ)設(shè)施和地下（井工）生產(chǎn)、露天生產(chǎn)、礦山洗選三大生產(chǎn)場景中各種智能裝備和系統(tǒng)的系列標(biāo)準(zhǔn)。決策與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)子體系包含礦山智能化建設(shè)分析決策和平臺應(yīng)用兩大方面標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，從“人、機、料、法、環(huán)、管”多維度，規(guī)范礦山智能化所涉及的生產(chǎn)管理、經(jīng)營決策、資源配置等內(nèi)容，有利于全行業(yè)在同一標(biāo)準(zhǔn)框架下構(gòu)建不同應(yīng)用場景深度互聯(lián)的智能化生態(tài)。

問：《框架》編制如何考慮和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的銜接？              

答：《框架》編制過程中，專家組系統(tǒng)梳理了近年來礦山智能化領(lǐng)域發(fā)布的有關(guān)政策文件、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，充分吸收了現(xiàn)已發(fā)布且相對成熟的具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。例如，在數(shù)據(jù)與模型標(biāo)準(zhǔn)子體系的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)部分，完整采納了今年6月26日國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布的《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享》的全部內(nèi)容，明確了數(shù)據(jù)編碼、采集、治理、安全、應(yīng)用各環(huán)節(jié)的具體規(guī)范要求。同時在此基礎(chǔ)上，還增加了諸如“感知數(shù)據(jù)”、“元數(shù)據(jù)管理”和“參考數(shù)據(jù)管理”等方面的標(biāo)準(zhǔn)研制方向。而對于目前標(biāo)準(zhǔn)研制尚處于空白的領(lǐng)域，僅規(guī)劃了未來標(biāo)準(zhǔn)研制方向。例如，在數(shù)據(jù)模型方面，規(guī)劃了地質(zhì)測量、生產(chǎn)作業(yè)、監(jiān)測預(yù)警和經(jīng)營管理等方面的數(shù)據(jù)模型技術(shù)規(guī)范。

問：《框架》中在智能化新技術(shù)發(fā)展方面有哪些考慮？              

答：此次《框架》編制充分考慮了智能化新技術(shù)在礦山行業(yè)的應(yīng)用，在基礎(chǔ)通用部分，提出了礦山人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、云計算、機器人、新材料等通用技術(shù)基本要求，在后面具體模塊中又規(guī)劃了礦山不同生產(chǎn)系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研制方向。《框架》突出人工智能應(yīng)用，在地下（井工）生產(chǎn)部分分別規(guī)劃了掘進工作面、開采工作面、主運輸系統(tǒng)和人員違章行為等視頻AI識別通用技術(shù)條件，同時還規(guī)劃了智能化礦山AI分析平臺建設(shè)規(guī)范；突出礦山機器人應(yīng)用，在掘進、開采、輔助運輸、智能穿爆等不同生產(chǎn)系統(tǒng)模塊中都提出了相應(yīng)的機器人研發(fā)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方向，推動輔助裝備小型化、生產(chǎn)設(shè)備大型化發(fā)展；突出裝備可靠性和安全性，加強測試試驗和檢驗評估方面的標(biāo)準(zhǔn)制修訂；突出智能裝備自主性，同時考慮了智能系統(tǒng)自主控制和多機協(xié)同作業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動實現(xiàn)礦山智能裝備和機器人的自主作業(yè)和聯(lián)動控制，提升智能系統(tǒng)化水平；突出無人化，提出了掘進工作面崗位人員配置基本要求和開采工作面崗位人員配置基本要求等標(biāo)準(zhǔn)研制方向，推動礦山向少人化、無人化方向發(fā)展。

問：《框架》中是如何考慮礦山無人駕駛等亟須規(guī)范的領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的？  

答：礦山無人駕駛研發(fā)和應(yīng)用剛剛起步，缺少統(tǒng)一的規(guī)劃組織和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。礦山無人駕駛包括井工和露天兩種工況。其中，井工礦山無人駕駛技術(shù)難度相對較大，在《框架》中僅規(guī)劃了井下單軌吊、電機車和無軌膠輪車的無人駕駛基本技術(shù)要求。而露天礦山工作場景相對封閉、運行路線及工作流程相對固定、運行速度相對較低，是無人駕駛技術(shù)落地應(yīng)用最適合的場景之一。近年來通過各方面的努力，露天礦山無人駕駛得到蓬勃發(fā)展，技術(shù)相對成熟。因此，本次發(fā)布的《框架》中專門在露天生產(chǎn)部分設(shè)置了獨立的無人駕駛板塊，加強這方面的標(biāo)準(zhǔn)研制和供給。除了基礎(chǔ)的通用技術(shù)要求外，還從車輛性能、測試評估、車載傳感器與環(huán)境感知、地圖采集與制作、駕駛規(guī)劃與控制、道路設(shè)計與設(shè)施、協(xié)同作業(yè)、智能調(diào)度與監(jiān)控、安全管理與應(yīng)急保障等方面進行了完整細致的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃。這有利于礦山、裝備等企業(yè)在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下，開展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，盡快固化最優(yōu)技術(shù)路線、優(yōu)化礦山開采設(shè)計工藝、研發(fā)新型一體化前裝無人車輛、提升算力和算法水平、形成可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，全方位推動露天礦山機器人化無人駕駛技術(shù)大規(guī)模落地應(yīng)用。

問：《框架》將如何指導(dǎo)礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂？              

答：此次發(fā)布的《框架》將作為礦山行業(yè)智能化建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂的基本依據(jù)。據(jù)了解，國家礦山安全監(jiān)察局將支持各行業(yè)協(xié)會、學(xué)會等標(biāo)準(zhǔn)化組織以《框架》為指引，組織開展具體各細分領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范立項和制修訂，鼓勵礦山企業(yè)、裝備企業(yè)、通信企業(yè)、系統(tǒng)集成和平臺企業(yè)、設(shè)計院、科研院所成立研發(fā)應(yīng)用聯(lián)盟，開展相關(guān)領(lǐng)域的團體標(biāo)準(zhǔn)研制和推廣應(yīng)用。此外，隨著礦山智能化技術(shù)的不斷演進和智能化建設(shè)水平的不斷提高，《框架》本身還需要持續(xù)迭代，希望各有關(guān)方面繼續(xù)凝聚共識、發(fā)揮各自優(yōu)勢，繼續(xù)在國家礦山安全監(jiān)察局的領(lǐng)導(dǎo)下，持續(xù)修訂和完善《框架》，共同提升礦山智能化領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)研制水平，推動礦山智能化建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。