平行矿山:从数字孪生到矿山智能

• Published in: 自动化学报 Vol. 47; no. 7; pp. 1633 - 1645
• Main Authors: 陈龙, 王晓, 杨健健, 艾云峰, 田滨, 李宇宸, 滕思宇, 王健, 曹东璞, 葛世荣, 王飞跃
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 吉林大学计算机科学与技术学院 长春130012中国%青岛慧拓智能机器有限公司 青岛266109中国 01.07.2021; 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室 北京100190中国; 青岛慧拓智能机器有限公司 青岛266109中国%中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室 北京100190中国; 滑铁卢大学机械与机电工程系 滑铁卢 ON N2L 3G1加拿大%中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室 北京100190中国; 青岛智能产业技术研究院 青岛266109中国%中国矿业大学(北京)北京100083中国%中国科学院大学人工智能学院 北京100049中国; 青岛慧拓智能机器有限公司 青岛266109中国; 青岛慧拓智能机器有限公司 青岛266109中国%青岛慧拓智能机器有限公司 青岛266109中国%青岛慧拓智能机器有限公司 青岛266109中国; 中山大学计算机学院 广州510006中国; 青岛智能产业技术研究院 青岛266109中国; 吉林大学计算机科学与技术学院 长春130012中国%中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室 北京100190中国
• Subjects: 矿山智能; 无人矿山; 数字孪生; 平行智慧矿山框架; 平行矿山; 数字四胞胎
• ISSN: 0254-4156
• DOI: 10.16383/j.aas.2021.y000001

针对新时代下我国矿区智能化发展诉求与矿山无人化进程中遇到的复现难、协同难的技术问题,本文融合智慧矿山理念、ACP(Artificial societies+computational experiments+parallel execution)平行智能理论和新一代智能技术,设计并实现了智慧矿山操作系统(Intelligent mine operation system,IMOS),为平行矿山智能管理与控制一体化提出了解决方案.本文首先分析露天煤矿产业发展趋势;国内外露天矿山智能化发展情况;面向露天矿山无人化与智能化需求,深度融合数字四胞胎理论,设计了虚实融合的IMOS架构;详细阐述了 IMOS子系统架构与功能,包括:单车作业系统、多车协同系统、车路协同系统、无人驾驶智能系统、调度管理系统、平行系统、监管系统、远程接管系统和通信系统;并探讨了IMOS关键技术,即平行矿山仿真建模技术、无人驾驶技术、矿区通信技术和协同作业技术.该操作系统是国内首套露天矿山无人化与智能化的一体化解决方案,并能够迁移到不同矿区不同作业场景,推动矿区智能化无人化发展,减少人工干预从而降低安全风险,大幅度降低人工成本,提高生产作业效率,并可结合社会发展要素为实现绿色可持续发展矿区提供支撑.