煤矿智能化建设：\"6+1+1\"模型与M-CPS架构的顶层设计

本文深入探讨了煤矿智能化建设的顶层设计方案，针对这一领域的核心挑战和需求进行系统性的分析。首先，文章指出煤矿智能化建设是一项复杂的系统工程，其目标是通过整合和优化煤炭开采过程中的生产要素和基础设施，以提高效率、保障安全和实现可持续发展。作者对煤炭开采的不同阶段进行了详细的梳理，强调了从煤炭开采到运输、辅助作业等环节的技术升级。 智能矿山"6+1+1"建设模型是文章的核心贡献之一。这个模型涵盖了六个主要的智能化子系统：智能化采掘工作面、智能化主煤流运输系统、智能化辅助运输系统、矿山特种机器人、信息采集与监控系统以及大数据与云计算平台。其中，"6"代表六项关键任务，"1"个核心平台，以及"1"套综合管理系统，旨在构建一个全方位的智能化管理体系。 文章引入信息物理系统(CPS)的理念，将其应用于煤矿环境，提出了矿山信息物理系统(M-CPS)，这是一种融合了网络、物理设备与信息技术的新型系统架构。M-CPS旨在通过物联网、传感器网络和高级算法，实现对煤矿环境的实时感知、数据集成和智能决策，从而提升煤矿运营的智能化水平。 针对煤矿智能化建设过程中可能遇到的问题，如技术集成、环境适应性、人员培训等，文章提出了"顶层设计、基础先行、重点突破、全面接入"的建设原则。这意味着在规划阶段应做好全局设计，优先构建基础网络和数据平台，然后聚焦于关键子系统的智能化改造，最后确保所有子系统无缝连接，形成一个协同工作的智能矿山系统。 "一张网"和"一张图"被比喻为建设的基础，指的是构建统一的通信网络和地理信息系统，以便于信息的实时共享和空间定位。"一系列智能化设备"则涵盖了应用在各个生产环节的具体智能设备和技术，如自动化采掘设备、远程监控系统等。 总结来说，这篇论文不仅提供了煤矿智能化建设的总体框架，还详细阐述了关键技术和实施策略，对于推动煤炭行业的数字化转型具有重要的参考价值。