智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系研究

王 鵬，胡而已，徐金陵，楊 林，韓培強(qiáng)，張冬陽(yáng)

(1.應(yīng)急管理部信息研究院，北京市朝陽(yáng)區(qū)，100029；2.華電煤業(yè)集團(tuán)有限公司，北京市西城區(qū)，100035；3.山東能源集團(tuán)有限公司，山東省濟(jì)南市，250000；4.陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西省西安市，710100)

礦山智能化是國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分，2020年，國(guó)家能源局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局等八部委聯(lián)合出臺(tái)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，工信部、國(guó)家發(fā)改委、自然資源部發(fā)布了《有色金屬行業(yè)智能工廠(礦山)建設(shè)指南(試行)》，為礦山智能化建設(shè)提供了頂層設(shè)計(jì)依據(jù)。然而，目前礦山智能化建設(shè)整體處于初級(jí)階段，礦山智能化發(fā)展仍不平衡、不充分，全行業(yè)在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系等方面還存在諸多亟需攻關(guān)解決的難題[1]。特別是智能化礦山建設(shè)面臨數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一的問(wèn)題，絕大多數(shù)礦山企業(yè)原有子系統(tǒng)分散建設(shè)、兼容性差。由于全國(guó)范圍內(nèi)礦山基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼不統(tǒng)一，設(shè)備廠商接口與協(xié)議不開(kāi)放，導(dǎo)致系統(tǒng)集成難度大，在企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、安全、管理數(shù)據(jù)中形成了“數(shù)據(jù)壁壘”和“信息煙囪”，難以實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)融合共享和智能化應(yīng)用，制約了礦山智能化建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。

因此，亟待構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類(lèi)編碼體系，規(guī)范數(shù)據(jù)接口，開(kāi)放通信協(xié)議，提升礦山數(shù)據(jù)治理水平，打通系統(tǒng)間壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、融合共享。目前，礦山行業(yè)現(xiàn)有的智能化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要圍繞生產(chǎn)、安全技術(shù)和評(píng)價(jià)方法及各關(guān)鍵設(shè)備通用要求制定，缺少專(zhuān)門(mén)的基礎(chǔ)性統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。各類(lèi)研究機(jī)構(gòu)及大型礦山企業(yè)開(kāi)展了智能化礦山數(shù)據(jù)相關(guān)的部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研制，但其工作主要是針對(duì)企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部數(shù)據(jù)管理進(jìn)行的局部領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的嘗試，缺乏國(guó)家層面系統(tǒng)性的統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)。本文通過(guò)深入分析智能化礦山數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)現(xiàn)狀，提出建立全行業(yè)統(tǒng)一的智能化礦山數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范理念，構(gòu)建《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》)體系框架，以期為智能化礦山系列數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制修訂提供參考。

1 智能化礦山數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 基礎(chǔ)理論研究方面

近幾年，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的成熟發(fā)展，智能化礦山頂層設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一直是業(yè)界的研究熱點(diǎn)[2]。早期，潘濤等[3]從信息標(biāo)準(zhǔn)化的角度探討了數(shù)字礦山建設(shè)過(guò)程的基本內(nèi)容, 包括信息標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)、分類(lèi)等，按照礦山企業(yè)生產(chǎn)管理特點(diǎn)，把數(shù)字礦山的信息標(biāo)準(zhǔn)劃分為總體標(biāo)準(zhǔn)、信息資源標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)信息標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；王莉[4]研究分析了礦山地理信息元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建立的流程, 闡述了礦山地理信息元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)框架, 設(shè)計(jì)了礦山地理信息元數(shù)據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能；譚章祿等[5]針對(duì)礦山信息化建設(shè)存在的信息孤島，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)融合以及全面智慧決策分析的問(wèn)題，提出了完善智能化礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的思路，總結(jié)了智能化礦山標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)，初步描繪了智能化礦山標(biāo)準(zhǔn)體系及其實(shí)現(xiàn)路徑。在智能化煤礦標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，目前國(guó)內(nèi)還缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，由此造成了交叉規(guī)定、規(guī)范不明確及重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題，王國(guó)法等[6]研究了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，提出煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)路徑，為智能化煤礦標(biāo)準(zhǔn)體系完善及技術(shù)發(fā)展提供了重要參考。按照《煤礦智能化建設(shè)指南(2021年版)》要求, 張建明等[7]研究了智能化煤礦信息基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)體系，提出了包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通信網(wǎng)絡(luò)、煤礦物聯(lián)、煤礦數(shù)據(jù)、信息安全等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系框架，并給出目前急需制定的標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)，為煤礦智能化建設(shè)中信息基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)改造提供了重要參考。另外，國(guó)內(nèi)部分學(xué)者先后在智慧礦山信息標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵問(wèn)題[8]、煤礦技術(shù)、管理標(biāo)準(zhǔn)體系[9-10]、礦山物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)[11]、煤礦安全應(yīng)急管理標(biāo)準(zhǔn)體系[12]、金屬非金屬礦山安全標(biāo)準(zhǔn)體系[13]、智能化煤礦分類(lèi)分級(jí)指標(biāo)體系[14]等方面開(kāi)展了廣泛的基礎(chǔ)研究。但總體看，目前智能化礦山領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究不夠系統(tǒng)，缺少專(zhuān)門(mén)針對(duì)礦山數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的深入研究，缺少煤礦和非煤礦山一體化協(xié)調(diào)發(fā)展的思維，不利于全國(guó)范圍內(nèi)智能化建設(shè)的全面開(kāi)展，不能滿足國(guó)家層面礦山安全監(jiān)管監(jiān)察系統(tǒng)的互聯(lián)互通要求。

1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研制情況

首先，從政策法規(guī)層面，國(guó)家礦山安監(jiān)局、國(guó)家能源局等行業(yè)主管部門(mén)相繼制定發(fā)布了智能化示范煤礦建設(shè)、專(zhuān)家?guī)旃芾磙k法、建設(shè)指南、驗(yàn)收辦法等文件，為煤礦智能化建設(shè)提供了基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)和遵循。另外，山西、山東、內(nèi)蒙古、陜西等省(區(qū))也相繼出臺(tái)了智能化建設(shè)的政策性保障措施，制定了智能化煤礦建設(shè)的時(shí)間表和路線圖，為全面構(gòu)建智能化礦山統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系奠定了基礎(chǔ)。

其次，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，截至目前，國(guó)內(nèi)已發(fā)布部分智能化礦山相關(guān)的設(shè)計(jì)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，智能化礦山部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范見(jiàn)表1，包含國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和部分部委規(guī)范。其中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)智能化礦山礦井設(shè)計(jì)及信息化系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)則側(cè)重對(duì)單個(gè)系統(tǒng)通用技術(shù)及管理進(jìn)行規(guī)范；政府有關(guān)監(jiān)管監(jiān)察部門(mén)對(duì)礦山安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集及感知接入方面進(jìn)行了規(guī)范；地方標(biāo)準(zhǔn)在智能化建設(shè)、雙重預(yù)防等方面進(jìn)行了規(guī)范；團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智能化煤礦及工作面的分類(lèi)分級(jí)、評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范。此外，2021年中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)也進(jìn)行了智能化煤礦標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，全國(guó)信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作組專(zhuān)門(mén)成立了礦山大數(shù)據(jù)行業(yè)組，開(kāi)展礦山數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也進(jìn)行了煤礦標(biāo)識(shí)解析等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研制。

表1 智能化礦山部分標(biāo)準(zhǔn)

總之，現(xiàn)行智能化礦山數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系尚不健全，且沒(méi)有將煤礦和非煤礦山納入統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系來(lái)考慮，不利于礦山行業(yè)安全監(jiān)管水平的提升和全行業(yè)智能化的高質(zhì)量發(fā)展。

2 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系構(gòu)建

2.1 基本原則

(1)需求牽引、統(tǒng)籌規(guī)劃。堅(jiān)持需求導(dǎo)向，精準(zhǔn)定位，立足行業(yè)、服務(wù)企業(yè)、培育產(chǎn)業(yè)；既要滿足當(dāng)前礦山智能化建設(shè)的迫切需求，又要充分考慮行業(yè)內(nèi)外及上下游產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展；統(tǒng)籌考慮煤礦與非煤礦山、露天礦與井工礦，涵蓋礦山生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)、管理各環(huán)節(jié)；與現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等協(xié)調(diào)一致，構(gòu)建煤礦和非煤礦山全領(lǐng)域完整的數(shù)據(jù)規(guī)范體系。

(2)穩(wěn)妥推進(jìn)、急用先行。礦山智能化建設(shè)是多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)工程。目前礦山智能化技術(shù)水平普遍不高，在發(fā)展過(guò)程中還面臨諸多不確定性因素，因此需要立足實(shí)際、穩(wěn)妥推進(jìn)《規(guī)范》編制及實(shí)施；先行編制急切需要的、影響安全的、提高效能的規(guī)范；并且鼓勵(lì)新技術(shù)、新工藝革新；同時(shí)還要避免部分企業(yè)的技術(shù)壟斷，保障礦山智能化的持續(xù)健康發(fā)展。

(3)分步實(shí)施、持續(xù)迭代?！兑?guī)范》編制任務(wù)重，應(yīng)遵循分階段、寬邊界的原則，對(duì)智能化礦山數(shù)據(jù)規(guī)范進(jìn)行整體布局、分步實(shí)施。應(yīng)詳細(xì)規(guī)劃各階段的相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)范編制任務(wù)，及時(shí)總結(jié)智能化礦山建設(shè)的最新研究成果和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)《規(guī)范》編制內(nèi)容持續(xù)迭代，確保數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范取得實(shí)效，切實(shí)提升礦山安全生產(chǎn)水平，提高智能化礦山生產(chǎn)效率。

2.2 體系框架

智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系結(jié)構(gòu)

智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)共性、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)安全六大專(zhuān)題。

其中，基礎(chǔ)共性專(zhuān)題提出了礦山數(shù)據(jù)融合共享的總體要求、定義和框架，支撐規(guī)范體系結(jié)構(gòu)中的其他各部分，位于體系結(jié)構(gòu)的最左側(cè)；數(shù)據(jù)編碼專(zhuān)題主要對(duì)礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、編碼、元數(shù)據(jù)描述、主數(shù)據(jù)識(shí)別與管理等，是礦山數(shù)據(jù)規(guī)范的重要基礎(chǔ)，位于體系結(jié)構(gòu)的最底層；數(shù)據(jù)采集專(zhuān)題主要規(guī)范感知數(shù)據(jù)接入要求、數(shù)據(jù)接口方式和通信協(xié)議，是礦山數(shù)據(jù)融合共享的主要來(lái)源，位于體系結(jié)構(gòu)的中間層；數(shù)據(jù)治理專(zhuān)題主要對(duì)數(shù)據(jù)模型、存儲(chǔ)技術(shù)、質(zhì)量管理進(jìn)行規(guī)范，為礦山數(shù)據(jù)治理提供科學(xué)的管控手段；數(shù)據(jù)應(yīng)用專(zhuān)題首先提出了數(shù)據(jù)共享的基本要求，并針對(duì)礦山智能化的具體需求，制定一系列基于智能化礦山大數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用類(lèi)規(guī)范，支撐礦山行業(yè)基于全數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、全過(guò)程融合共享的智能化全面發(fā)展，位于體系結(jié)構(gòu)的最頂層；數(shù)據(jù)安全專(zhuān)題為礦山數(shù)據(jù)融合共享各部分提供必要的數(shù)據(jù)安全保障，貫穿數(shù)據(jù)融合共享的整個(gè)流程，位于體系結(jié)構(gòu)的最右側(cè)。

針對(duì)智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享要求，研究形成了完整的礦山數(shù)據(jù)規(guī)范體系框架，如圖2所示。

圖2 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范體系框架

3 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范建設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼體系

礦山企業(yè)傳統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化建設(shè)是“點(diǎn)”的建設(shè)，各個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立、自成體系，各個(gè)系統(tǒng)往往采用各個(gè)廠商的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)，因此產(chǎn)生了一個(gè)個(gè)信息孤島，難以實(shí)現(xiàn)信息共享，成為礦山企業(yè)智能化建設(shè)的障礙。在研究礦山企業(yè)的智能化建設(shè)、進(jìn)行智能化規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要整體、系統(tǒng)地進(jìn)行規(guī)劃，并對(duì)礦山企業(yè)的管理、安全、生產(chǎn)業(yè)務(wù)和工藝流程進(jìn)行全面梳理。研究表明，統(tǒng)一礦山智能化建設(shè)的各種數(shù)據(jù)編碼具有顯著的必要性，同時(shí)需要將數(shù)據(jù)編碼與智能化建設(shè)有機(jī)融合。

依據(jù)《信息分類(lèi)和編碼的基本原則與方法》(GB/T 7027-2002)、《企業(yè)信息分類(lèi)編碼導(dǎo)則 第1部分：原則與方法》(GB/T 20529.1-2006)、《企業(yè)信息分類(lèi)編碼導(dǎo)則 第2部分：分類(lèi)編碼體系》(GB/T 20529.2-2010)，首先要建立科學(xué)合理的智能化礦山數(shù)據(jù)分類(lèi)體系，這也是編碼體系的重點(diǎn)，并在分類(lèi)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼。

分類(lèi)及編碼要按照系統(tǒng)性、穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)化、唯一性、可擴(kuò)展性、適用性六大原則進(jìn)行。數(shù)據(jù)分類(lèi)編碼的目的是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的分類(lèi)管理，杜絕自然語(yǔ)言描述的不規(guī)則性和理解的二義性，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息處理，以提高信息管理的效率。要政府主導(dǎo)、企業(yè)參與，建立全國(guó)礦山行業(yè)統(tǒng)一的、涵蓋礦山企業(yè)所有數(shù)據(jù)的編碼，滿足礦山企業(yè)內(nèi)部、礦山企業(yè)與其他企業(yè)之間、礦山企業(yè)與政府之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享交換的需要，滿足礦山企業(yè)智能化建設(shè)的需要。

與一般意義上的生產(chǎn)企業(yè)不同，礦山企業(yè)屬于高危行業(yè)，對(duì)于安全管理十分重視，因此礦山企業(yè)的數(shù)據(jù)分類(lèi)一級(jí)類(lèi)目包括基礎(chǔ)、管理、生產(chǎn)、安全四大類(lèi)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)編碼的數(shù)據(jù)要涵蓋智能化礦山業(yè)務(wù)的全過(guò)程，包括安全監(jiān)測(cè)管理、生產(chǎn)過(guò)程控制、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理等方面，涵蓋智能化礦山業(yè)務(wù)的全數(shù)據(jù)，包括靜態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)的安全監(jiān)測(cè)、安全管理、生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)管理、經(jīng)營(yíng)管理等方面的全部數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要指企業(yè)的工商登記、行業(yè)準(zhǔn)入、證照等類(lèi)型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。管理數(shù)據(jù)分為經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)管理兩類(lèi)，經(jīng)營(yíng)管理包括企業(yè)的人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷(xiāo)等企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)類(lèi)數(shù)據(jù)以及供應(yīng)鏈管理(SCM)、客戶(hù)關(guān)系管理(CRM)等類(lèi)型的數(shù)據(jù)；生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)包括企業(yè)的調(diào)度、機(jī)電、地測(cè)、通風(fēng)、計(jì)劃等專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)主要指生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)；包括采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、穿爆等各種生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。安全分為安全監(jiān)測(cè)及安全管理兩類(lèi)，安全監(jiān)測(cè)是指企業(yè)的瓦斯、頂板、水文、火災(zāi)以及設(shè)備的運(yùn)行情況等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；安全管理主要是指企業(yè)的雙重預(yù)防管理、安全生產(chǎn)管理、應(yīng)急救援管理等類(lèi)型的管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分類(lèi)體系如圖3所示。

圖3 智能化礦山企業(yè)數(shù)據(jù)分類(lèi)體系

3.2 提出礦山行業(yè)數(shù)據(jù)治理理念

智能化礦山數(shù)據(jù)治理是一個(gè)長(zhǎng)期性、基礎(chǔ)性的工作，包括數(shù)據(jù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)治理管理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等內(nèi)容，其相互關(guān)系如圖4所示。首先，需要有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)架構(gòu)牽引。通過(guò)架構(gòu)的定義，建立起統(tǒng)一的溝通、交流語(yǔ)言，保證認(rèn)知理解的一致性。通過(guò)架構(gòu)的統(tǒng)一，對(duì)智能化礦山的系統(tǒng)提供廠商、設(shè)備制造商、應(yīng)用開(kāi)發(fā)商都有一定的約束和要求，在建設(shè)新系統(tǒng)時(shí)，都必須遵循統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

圖4 數(shù)據(jù)治理技術(shù)間的關(guān)系

基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構(gòu)，企業(yè)可結(jié)合自身特點(diǎn)和架構(gòu)內(nèi)容，識(shí)別數(shù)據(jù)質(zhì)量的薄弱點(diǎn)，在數(shù)據(jù)的整個(gè)生命周期內(nèi)持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量改進(jìn)工作。根據(jù)企業(yè)自身要求、管理重點(diǎn)、創(chuàng)新方向等，可以識(shí)別具體的業(yè)務(wù)對(duì)象，進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量規(guī)則的設(shè)計(jì)和質(zhì)量稽核的實(shí)施，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量管理能夠跟企業(yè)自身發(fā)展結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)數(shù)據(jù)質(zhì)量報(bào)告的發(fā)布夯實(shí)改進(jìn)。

同時(shí)，對(duì)于智能化礦山建設(shè)過(guò)程中遇到的豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型、復(fù)雜的數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，不但需要穩(wěn)定的數(shù)據(jù)架構(gòu)、持續(xù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，也需要能夠滿足不同場(chǎng)景下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的技術(shù)要求和規(guī)范。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的技術(shù)方案直接影響到不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)和性能，繼而對(duì)數(shù)據(jù)模型的搭建、數(shù)據(jù)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)均產(chǎn)生影響。因此，要做好數(shù)據(jù)治理，面向不同使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)場(chǎng)景也需要統(tǒng)一探討與規(guī)劃，輸出一套適應(yīng)智能化礦山建設(shè)要求、滿足不同數(shù)據(jù)使用場(chǎng)景、技術(shù)路線清晰、指導(dǎo)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)規(guī)范。

3.3 形成數(shù)據(jù)安全思維

傳統(tǒng)安全的發(fā)展經(jīng)歷了通信安全、計(jì)算機(jī)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、數(shù)據(jù)安全多個(gè)階段，2021年《數(shù)據(jù)安全法》的出臺(tái)使得數(shù)據(jù)安全有法可依、有章可循，為數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的安全健康發(fā)展提供了有力支撐。與傳統(tǒng)安全相比，數(shù)據(jù)安全更加關(guān)注內(nèi)外部防護(hù)、數(shù)據(jù)合規(guī)使用、用戶(hù)隱私保護(hù)、業(yè)務(wù)及應(yīng)用安全合規(guī)等問(wèn)題，需要采用各種技術(shù)和管理措施，保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。因此，在礦山智能化的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)樹(shù)立以數(shù)據(jù)為中心的安全防護(hù)理念，以保障重要數(shù)據(jù)為核心，做好數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)管理，基于數(shù)據(jù)安全治理過(guò)程，對(duì)數(shù)據(jù)通用安全、數(shù)據(jù)生命周期各階段安全、數(shù)據(jù)安全能力、技術(shù)工具、組織建設(shè)與制度流程等方面進(jìn)行規(guī)范，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全生命周期保護(hù)。數(shù)據(jù)安全主要建設(shè)內(nèi)容如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)安全主要建設(shè)內(nèi)容

4 智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容

4.1 基礎(chǔ)共性

基礎(chǔ)共性專(zhuān)題主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享的總體要求、定義和體系，包括總則、術(shù)語(yǔ)和體系架構(gòu)3部分。

(1)總則。明確《規(guī)范》總體建設(shè)目標(biāo)和總體建設(shè)要求，提出整個(gè)規(guī)范體系的通用性、指導(dǎo)性要求，確定規(guī)范編制的深度和廣度，規(guī)定規(guī)范編制的標(biāo)準(zhǔn)化要求。

(2)術(shù)語(yǔ)。用于統(tǒng)一《規(guī)范》相關(guān)概念和技術(shù)等，為其他各部分規(guī)范的制定和礦山大數(shù)據(jù)研究應(yīng)用提供支撐，包括智能化礦山數(shù)據(jù)領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)相關(guān)定義、范疇、實(shí)例等規(guī)范。

(3)體系架構(gòu)。構(gòu)建《規(guī)范》體系，闡明各專(zhuān)題之間的邏輯關(guān)系，指明基礎(chǔ)共性、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)應(yīng)用各專(zhuān)題的主要編制任務(wù)，明確各具體數(shù)據(jù)規(guī)范的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域、技術(shù)方向及規(guī)范主要內(nèi)容。

4.2 數(shù)據(jù)編碼

數(shù)據(jù)編碼規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)分類(lèi)和編碼，包括數(shù)據(jù)編碼導(dǎo)則、數(shù)據(jù)分類(lèi)及編碼規(guī)范、元數(shù)據(jù)規(guī)范、主數(shù)據(jù)規(guī)范等部分。

(1)數(shù)據(jù)編碼導(dǎo)則。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)分類(lèi)和編碼的基本原則，建立科學(xué)合理的數(shù)據(jù)分類(lèi)體系，明確數(shù)據(jù)范疇、數(shù)據(jù)資源間邏輯層次關(guān)系。其中，重點(diǎn)梳理礦山企業(yè)的生產(chǎn)、安全、管理等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，建立科學(xué)合理的智能化礦山數(shù)據(jù)編碼體系。

(2)數(shù)據(jù)分類(lèi)及編碼規(guī)范。規(guī)范智能化礦山生產(chǎn)、安全、管理全業(yè)務(wù)、全過(guò)程數(shù)據(jù)的具體分類(lèi)和編碼，包括分類(lèi)原則、分類(lèi)方式、編碼原則、編碼結(jié)構(gòu)及編碼細(xì)則等。其中，按照礦山數(shù)據(jù)所屬權(quán)和業(yè)務(wù)域的分類(lèi)原則，重點(diǎn)開(kāi)展智能化礦山安全類(lèi)、生產(chǎn)類(lèi)數(shù)據(jù)的分類(lèi)及編碼規(guī)范編制工作。

(3)元數(shù)據(jù)規(guī)范。統(tǒng)一智能化礦山元數(shù)據(jù)的規(guī)范化描述，包括元數(shù)據(jù)識(shí)別、分類(lèi)、組成、屬性、一致性要求、擴(kuò)展原則和方法、管理維護(hù)等內(nèi)容。其中，重點(diǎn)開(kāi)展智能化礦山地質(zhì)保障、生產(chǎn)控制、智能化綜合管控、監(jiān)測(cè)預(yù)警等業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)的規(guī)范編制。

(4)主數(shù)據(jù)規(guī)范。構(gòu)建統(tǒng)一的智能化礦山主數(shù)據(jù)管理規(guī)范，形成主數(shù)據(jù)共識(shí)、通過(guò)建立主數(shù)據(jù)的分類(lèi)、主數(shù)據(jù)名稱(chēng)、數(shù)據(jù)格式、值閾、主數(shù)據(jù)準(zhǔn)入規(guī)則以及代碼集，建設(shè)智能化礦山主數(shù)據(jù)模型。其中，重點(diǎn)建立與礦山安全監(jiān)測(cè)和安全管理相關(guān)的主數(shù)據(jù)模型，為安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警、智能化綜合管控平臺(tái)等提供基礎(chǔ)支撐。

4.3 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)采集要求，包括感知數(shù)據(jù)規(guī)范、通信接口與協(xié)議規(guī)范等部分。

(1)感知數(shù)據(jù)規(guī)范。規(guī)范智能化礦山的數(shù)據(jù)感知要素需求，主要包括礦山企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的名稱(chēng)、類(lèi)型、格式、更新頻率等要求。其中，重點(diǎn)規(guī)范采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)的感知數(shù)據(jù)基本要求。

(2)通信接口與協(xié)議規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)采集、傳輸、融合、分析過(guò)程中的接口方式和通信協(xié)議基本要求，明確不同通信接口協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，保障數(shù)據(jù)高效、有序、精準(zhǔn)傳輸。其中，重點(diǎn)開(kāi)展采煤工作面、掘進(jìn)工作面、露天采場(chǎng)和尾礦庫(kù)等作業(yè)場(chǎng)景的設(shè)備接口與通信協(xié)議規(guī)范編制，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)互聯(lián)互通。

4.4 數(shù)據(jù)治理

數(shù)據(jù)治理規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)治理要求，包括數(shù)據(jù)架構(gòu)規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范等部分。

(1)數(shù)據(jù)架構(gòu)規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)架構(gòu)總體設(shè)計(jì)要求，包括數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)主題域框架定義、數(shù)據(jù)資源分布與管理等內(nèi)容。其中，重點(diǎn)編制生產(chǎn)、安全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)規(guī)范，提出數(shù)據(jù)治理平臺(tái)建設(shè)基本要求。

(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本框架、存儲(chǔ)規(guī)劃、存儲(chǔ)體系、存儲(chǔ)規(guī)則、存儲(chǔ)方式、技術(shù)要求、災(zāi)備要求和安全運(yùn)維等，保證數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、可靠性和可用性。通過(guò)數(shù)據(jù)融合、集中管理構(gòu)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基本框架，重點(diǎn)規(guī)范不同數(shù)據(jù)規(guī)模、使用頻率、使用特性、服務(wù)時(shí)效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求，滿足云、邊、端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和災(zāi)備需求。

(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)在采集、傳輸、使用和維護(hù)過(guò)程中的質(zhì)量管理，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量描述、數(shù)據(jù)質(zhì)量識(shí)別、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)質(zhì)量報(bào)告等相關(guān)要求。圍繞數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性、一致性、唯一性、有效性等需求，重點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的衡量和描述進(jìn)行規(guī)范，研究數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換、加工、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)要求。

4.5 數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)安全規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)安全要求，包括數(shù)據(jù)分級(jí)定級(jí)規(guī)范、數(shù)據(jù)安全規(guī)范等部分。

(1)數(shù)據(jù)分級(jí)定級(jí)規(guī)范。依據(jù)礦山數(shù)據(jù)遭篡改、破壞、泄露或非法利用后對(duì)礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和上級(jí)部門(mén)監(jiān)管監(jiān)察帶來(lái)的影響，制定數(shù)據(jù)分級(jí)定級(jí)規(guī)范，包括分級(jí)原則、分級(jí)依據(jù)、定級(jí)要素、定級(jí)方法等內(nèi)容。其中，重點(diǎn)從影響范圍、持續(xù)時(shí)間、可恢復(fù)性、數(shù)據(jù)敏感度等維度對(duì)智能化礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)定級(jí)。

(2)數(shù)據(jù)安全規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)全流程的安全管理要求，包括數(shù)據(jù)采集安全、傳輸安全、存儲(chǔ)安全、處理安全、交換安全、銷(xiāo)毀安全等內(nèi)容，明確數(shù)據(jù)安全管理的組織架構(gòu)及職責(zé)，保障數(shù)據(jù)的完整性、保密性、安全性和合規(guī)使用。其中，重點(diǎn)對(duì)采集、傳輸、存儲(chǔ)、交換的數(shù)據(jù)安全過(guò)程進(jìn)行規(guī)范，從組織建設(shè)、制度流程、技術(shù)工具、人員能力等方面對(duì)數(shù)據(jù)安全能力進(jìn)行規(guī)范。

4.6 數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范子體系主要規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)應(yīng)用要求，包括數(shù)據(jù)共享規(guī)范、數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范等部分。

(1)數(shù)據(jù)共享規(guī)范。規(guī)范智能化礦山數(shù)據(jù)共享流程及技術(shù)管理相關(guān)要求，明確數(shù)據(jù)的共享原則、共享格式、共享方式、檢查要求等內(nèi)容，規(guī)范數(shù)據(jù)提供者、管理者、使用者等各角色在數(shù)據(jù)共享流程中的職責(zé)與任務(wù)，保障數(shù)據(jù)共享安全。其中，重點(diǎn)梳理智能化礦山數(shù)據(jù)共享流程及技術(shù)管理要求，從共享數(shù)據(jù)組成、數(shù)據(jù)實(shí)體格式、數(shù)據(jù)共享目錄等方面對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行基本約定，規(guī)范數(shù)據(jù)共享服務(wù)方式、目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)接口模型等內(nèi)容，從數(shù)據(jù)共享準(zhǔn)備、共享磋商、共享過(guò)程、銷(xiāo)毀等流程規(guī)范數(shù)據(jù)共享安全相關(guān)內(nèi)容。

(2)數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范?；诟黝?lèi)智能化礦山數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，圍繞礦山安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等業(yè)務(wù)需求，按照“成熟一個(gè)發(fā)展一個(gè)”的原則，編制系列數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范。其中，重點(diǎn)開(kāi)展智能化礦山數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)數(shù)據(jù)、地質(zhì)保障、大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、分級(jí)預(yù)警與處置、AI分析與應(yīng)用、機(jī)電設(shè)備健康管理、礦山智能供電與能耗管理、綜合管控平臺(tái)、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、智慧園區(qū)、應(yīng)急指揮等具體規(guī)范編制。

5 結(jié)論

(1)礦山智能化發(fā)展還處于起步階段，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研制工作滯后，特別是缺乏涵蓋煤礦和非煤礦山的全行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，不利于智能化建設(shè)中各子系統(tǒng)的互聯(lián)互通，嚴(yán)重制約了礦山智能化實(shí)際效能的提升。

(2)建設(shè)智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范是實(shí)現(xiàn)礦山大數(shù)據(jù)治理的基礎(chǔ)，需要構(gòu)建涵蓋智能化礦山業(yè)務(wù)全過(guò)程，包括礦山生產(chǎn)、安全、管理全數(shù)據(jù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼體系，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)治理理念和數(shù)據(jù)安全思維，研制智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范。

(3)提出了智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范框架，闡述和研究了共性基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)應(yīng)用六大專(zhuān)題內(nèi)容，初步形成了較為完整的智能化礦山數(shù)據(jù)規(guī)范體系，認(rèn)為該體系能為智能化礦山建設(shè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用提供基礎(chǔ)平臺(tái)和技術(shù)牽引。