智慧矿山：顶层架构设计与关键技术综述

智慧矿山顶层架构设计及其关键技术是一项旨在提升煤矿开采效率和安全性的创新项目。它以工业互联网技术为核心，旨在实现矿山内部"人、机、环"（人员、设备、环境）数据的精准采集、高效传输和统一管理，通过可视化呈现、自动化操作以及智能化服务，构建一个高度集成和智能的矿山管理体系。 当前智慧矿山建设的挑战在于，许多项目仅专注于单一的业务逻辑，缺乏对数据运营、技术服务以及业务逻辑的深度整合。这限制了系统的通用性和扩展性，无法充分挖掘数据价值，也无法满足未来可能的变化需求。因此，顶层架构的设计至关重要。 智慧矿山的顶层架构体系包括四个主要部分：1）智慧矿山总体架构，它提供整个系统的宏观视角；2）业务逻辑架构，关注不同业务流程的逻辑设计；3）技术架构，涵盖了信息技术基础设施和应用技术；4）数据架构，负责数据的组织、存储和流通。这四个部分相互关联，共同支撑起智慧矿山的运作。 关键技术涉及智能控制技术，如自动化设备和机器人管理；通信网络技术，确保数据实时传输和交换；三维可视化技术，用于模拟和监控矿山环境；空间信息技术，用于精确定位和导航；大数据分析与挖掘技术，从海量数据中提取有价值的信息；物联网技术，连接物理世界与数字世界；以及机器学习理论方法，实现智能化决策和预测。 媒体智能技术则在信息处理和交互上发挥作用，提升用户体验和决策支持。通过这些关键技术的融合，智慧矿山能够实现对复杂环境的智能感知、高效决策和动态优化，从而提升整体运营效率，降低风险，保障安全。 国家自然科学基金和陕西省自然科学基础研究计划等资助项目推动了这项研究的发展，吴群英等研究人员结合实际工作经验，提出了一套全面且具有前瞻性的顶层架构设计，为我国智慧矿山的未来发展提供了理论支持和实践指导。