数字孪生+5G驱动智慧矿山：现状、挑战与一体化解决方案

本文综述了智慧矿山数字孪生技术的研究现状及其在煤炭工业中的重要性。煤矿智能化是推动煤炭行业迈向高质量发展的重要驱动力，而数字孪生作为连接物理世界与信息世界的桥梁，对于提升煤矿开采效率、安全监控、人机交互等方面具有显著作用。它能够实现更实时、智能和高效的运营服务。 文章首先探讨了智慧矿山建设的现状和存在的问题，强调了新一代信息技术（如5G）与人工智能(AI)的融合对于智慧矿山建设的重要性。通过深入分析，作者提出基于"数字孪生+5G"的智慧矿山建设新思路，这一理念旨在解决传统智慧矿山在技术集成和应用中的挑战，为智慧矿山的发展提供创新路径。 接下来，文章详细介绍了基于"数字孪生+5G"的智慧矿山体系架构理论，构建了矿山数字孪生模型(MDTM)，实现了物理矿山与数字孪生体之间的实时交互映射，有助于解决矿山运营中的复杂性和动态性问题。作者特别关注智慧矿山系统的建设和优化，以及关键技术，如基于矿山信息物理空间的数字孪生和深度学习的应用。 为了具体实施，作者以实际矿井为案例，设计了一套智能开采的数字孪生一体化方案，涵盖了全局感知、边缘计算、数据驱动和辅助决策等功能。这一体系旨在提升矿山的运营效率、减少人为错误，同时保证了环境监测和安全预警的能力。 最后，文章着重讨论了数字孪生在智慧矿山中的实际应用，包括但不限于设备维护预测、生产过程优化、灾害预防等方面，展示了数字孪生技术在提升矿山运营效率和可持续性方面的巨大潜力。 这篇综述深入剖析了智慧矿山数字孪生技术的核心概念、应用前景和解决方案，为推动我国煤炭工业向智能化、绿色化转型提供了有力的技术支持和策略指导。