“矿山物联网顶层设计”专栏
丁三青
(中国矿业大学 发展规划处， 江苏 徐州 221116)
摘要：指出我国矿山物联网产业发展迅速：政府制定了发展规划和相关政策；政府对矿山物联网产业发展投入大，并制定了相关标准；矿山物联网技术应用效果初步显现；产业聚集,势头良好。分析了矿山物联网产业发展存在的问题：观念滞后，积极性不高；技术基础薄弱，技术标准缺乏；矿山管理体制不健全；矿山物联网产业整体竞争力不强，企业规模较小。提出了矿山物联网产业发展对策：观念革新，战略引领；突破关键前沿技术，构建自主技术产业生态；创新商业模式，以市场化带动矿山物联网产业发展。
关键词：矿山物联网； 产业发展； 发展规划； 发展对策
物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮[1]。物联网尽管只出现了10多年，但物联网技术及相关产业发展迅速，许多国家都将物联网作为新兴战略性产业，并制定国策予以扶持。矿山物联网是“互联网+”时代矿山安全生产公共服务平台[2]，尽管在我国出现较晚，但矿山物联网技术、产业发展很快。党的十九大报告提出：“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能。”[3]为加速包括矿山物联网在内的物联网产业的快速、健康发展，必须加紧出台相关政策法规。
1.1.1 顶层设计，制定政策
《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》提出“‘互联网+’智慧能源”，要求建立能源生产运行的监测、管理和调度信息公共服务网络。工业和信息化部《物联网发展规划(2016—2020年)》中也提出了“智慧节能环保”，以“推动物联网在电力、油气等能源生产、传输、存储、消费等环节的应用，提升能源管理智能化和精细化水平”。各地方政府特别是产煤大省出台矿山物联网发展战略规划要早于中央政府，如山东省政府在2010年出台了《山东省物联网产业发展规划纲要2011—2015》，主要措施包括依靠物联网技术带动先进制造业、现代农业、现代服务业及其他传统产业的改造升级和发展；实施智慧矿山示范工程，选择枣矿集团、兖矿集团、山东黄金集团等重点企业，全面实施以物联网为基础的四维综合指挥调度系统数字矿山示范建设。物联网起步比较早的城市，如江苏省徐州市出台了《徐州市物联网产业发展规划纲要(2010—2012)》，提出以中国矿业大学为依托，以矿山安全物联网示范工程建设为突破口，建立物联网特色先行示范区，打造辐射全国的“感知矿山”中心，并以此为基础，将徐州市建设成为国家矿山安全物联网创新示范区。政府规划和政策的出台为矿山物联网产业发展提供了战略保障和政策支撑。
1.1.2 加大投入，制定标准
工业和信息化部通过物联网发展专项资金，支持矿山物联网关键技术研发、示范应用及产业化，“十二五”期间共安排相关项目23个，支持金额累计5 400万元，直接带动投资总额超过6亿元。国家安全生产监督管理总局组织实施了“国家矿井安全生产监管物联网技术应用示范工程”，中央财政经费支持达4 000万元，带动企业投入2.7亿元，形成一批矿山安全生产物联网企业标准，为形成行业标准和国家标准奠定了基础。2015年，国家安全生产监督管理总局确定了制定“矿山安全生产物联网信息交互通用技术要求”等10项矿山物联网方面标准的计划[4]，标准起草单位为中国矿业大学等中国矿山物联网协同创新联盟成员单位，主要目的是解决现有安全监控系统、人员位置监测系统、有线调度信息系统等矿山安全生产物联网信息交互过程中存在的接口不统一、数据不共享等问题，提高矿山安全生产信息化水平。
1.1.3 技术应用，初见成效
我国在2013年6月底已完成了全国煤矿和金属非金属地下矿山的“六大系统”建设，人员定位系统、通信联络系统和监测监控系统的建成为部署感知矿山物联网奠定了基础[5]。中国矿业大学研制了可感知井下人员周围环境信息的智能终端，形成基于WiFi的感知层网络和煤矿井下移动目标定位系统软件等感知矿山物联网硬软件产品，并在徐州矿务集团夹河煤矿建成全球首个感知矿山物联网，为物联网在煤矿应用提供了范例，总体技术达到国际先进水平。另外，我国对矿山物联网芯片、传感器等器件的研制取得突破，示范应用和产业化取得良好经济和社会效益。
物联网技术在矿山安全领域初见成效。据初步统计，2016年我国共发生煤矿事故249起，死亡538人，较2014年分别下降了51.1%和42.2%，这与物联网技术促进矿山机械化、智能化和信息化密不可分。截至2014年，我国已初步建成新型安全绿色智慧矿山示范矿井1个、示范项目3个、试点工程2个。到2020年，国家要求建成30个智慧矿山示范工程，完全实现安全管理和智能开采[6]。
1.1.4 产业集聚，势头良好
许多地方政府、相关企业都将发展矿山物联网产业作为战略重点，矿山物联网产业呈现出良好的发展态势。山东省济宁市在2011年成立了物联网产业协会，设立物联网产业发展专项资金，打造立足鲁西南、辐射和影响国内外的物联网产业发展高地。枣矿集团“智慧矿山”模式在山东省20多家煤矿和非煤矿山得到应用，有效促进了企业各管理要素的高效集成和管理水平的大幅提升[7]。江苏省矿山物联网发展势头迅猛。2011年8月，由南京航空航天大学、江苏中矿智慧物联网科技股份有限公司、江苏创导信息科技有限公司共同发起的集矿山物联网产品研发、生产、施工、销售于一体的高科技企业——江苏中矿创慧信息科技股份有限公司在中国矿业大学国家大学科技园正式成立，大大加快了物联网技术在矿山安全领域的产业化进程。2014年10月29日，中国矿山物联网协同创新联盟在江苏省徐州市成立。徐州市依托中国矿业大学煤矿传感技术及自动化等技术优势，以“感知矿山”为突破口，已初步形成智能矿山物联网产业链，集聚90多家物联网企业，被批准建设国家安全科技产业园。2013年中兴通讯与无锡(太湖)国际科技园管理委员会及徐州矿务集团合作，共同打造智慧矿山物联网研发产业化项目，总金额达10亿元。2013年4月，开滦集团成立中滦科技公司，作为发展矿山物联网产业的平台，立足于掌握核心技术，研发矿山物联网产品[8]。
1.2.1 观念滞后，积极性不高
一些地方政府、煤矿企业领导习惯于传统的发展思路，对已经到来的新兴产业与技术革命缺乏清醒的认识和应对之策，许多行业企业缺乏规划，思路模糊，发展战略不清晰，政府扶持政策力度不够。由于矿山物联网将改变矿山原有的生产、管理方式，一些企业难以痛下决心采用新技术；而研发、使用矿山物联网的先期投入较高、资金回收慢，一些企业不愿冒风险去投入。在目前矿山物联网应用领域不广、总体数量不多、层次偏低、集成度不高、市场驱动力不足的情况下，难以激发产业链各环节的参与和投入热情，难以带动产业规模化发展。
1.2.2 技术基础薄弱，技术标准缺乏
矿山物联网技术尚处于起步及探索阶段，相关技术基础较为薄弱，技术标准不足。虽然一些高校、科研机构在技术开发上有所突破，在技术标准上开始研制，但总体上我国矿山物联网技术和标准都满足不了产业发展的要求，核心技术研发能力弱，产学研合作不够紧密，创新体系不够完善。专用传感器应用受限，缺少高精度、高可靠性、低价、低能耗且能够适用于矿山井下复杂环境的智能传感器。地压、瓦斯突出、生命探测等矿山灾害预警和救援等核心技术还未成熟，相当一部分技术是在原有信息化技术基础上的深化发展。物联网技术与应用标准规范缺失[9-10]，传感单元品种繁多，各自制定的标准数量很多，且彼此难以协调。
1.2.3 矿山管理体制不健全，孤岛现象严重
因体制性障碍没有破解，行政壁垒、行业壁垒森严，企业管理体制、模式滞后，机构职能和管理流程不清晰，矿山物联网技术及产业发展制度体系不健全，缺乏统一规划和方向引导，低水平重复建设问题突出。物联网行业融合步幅不大、新技术应用阻力大、新业态动能不强、新的商业运作模式不成熟。矿山物联网系统建设多、小、杂、孤，信息孤岛现象严重。
1.2.4 矿山物联网产业整体竞争力不强，企业规模偏小，产业链不完备
这既与核心技术瓶颈没有突破、高端产品研发能力弱有关，也与矿山物联网业态分散、弱小，上下游资源缺乏链接等有关。目前，我国矿山物联网产业链条的界定和分工不清晰，主要产品尚处于全球产业链分工的中低端，一些重要的环节尚未发展起来。矿山物联网企业规模普遍偏小，尚没有产生具有国际竞争力、引领行业的龙头企业，产业联动效应不足。
(1) 进一步树立战略意识、机遇意识，更加牢牢抓住物联网新一轮生态布局的战略机遇。政府和企业必须进一步认识到，矿山物联网是实现矿山安全生产、保障企业可持续发展、提高市场竞争力的重要手段。要克服目前在矿山物联网产业发展中存在的国家热地方冷、政府热企业冷、上层热中层基层冷、研发热推广冷的现象，大力发展物联网技术和应用，加快构建具有国际竞争力的产业体系。
(2) 制定并实施新一轮矿山物联网产业发展战略规划。应该说，在物联网时代刚刚到来之际，我国中央政府、部分地方政府和企业未雨绸缪，制定了物联网发展战略。但是面对物联网强势发展的走向，过去的战略规划已经显得滞后了，必须有体现新的目标定位、战略思路、重点任务的发展战略规划。新的战略规划必须强化政府的引导作用、企业的主体作用、市场的导向作用；必须强化破除行政壁垒、行业壁垒、市场壁垒，强化资金投入、研发力量投入、推广应用投入；必须强化“政产学研金介”合作、协同创新；必须强化技术与标准的示范效应和龙头企业的带动作用。
(1) 加大核心技术攻关，重点攻克一批核心技术。通过政府政策扶持和应用引领，优化发展环境，充分发挥市场导向作用和企业主导主体作用，激发市场需求和企业发展的内生动力，在传感器、智能芯片、新一代通信和网络高端计算设备及软件等领域开展共性关键技术攻关，同时推动传感器、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)等物联网产业链上下游深层次技术合作。重点研究跨地区多用途集团网络构建模式及矿区“三网融合”解决方案，建立和完善煤炭行业数据系统，重点研究矿山资源开采、安全、运营等各系统基础网络建设方案，推进煤炭洗选加工、矸石利用、煤层气开发等领域信息化技术应用，加快形成较为完备的矿山物联网技术体系，为矿山物联网产业提供第一支撑，筑牢国家物联网安全阵地。完善矿山物联网标准体系和评价机制，培育感知矿山示范企业、示范煤矿、示范项目，加强示范企业、煤矿和项目的经验交流和技术推广工作，逐步形成政府指导与企业自评相结合的感知矿山建设评价长效机制。
(2) 构建自主技术基础上的中国特色矿山物联网产业生态，重点打造矿山物联网核心产业、支撑产业、带动产业。重点发展矿山物联网相关软硬件、系统集成、运营与服务等核心领域，集中发展各类传感器、数据库软件、应用软件、智能控制系统及设备等产业。着力打造一批矿山物联网国内领先、具有国际竞争力的龙头企业。在矿山物联网支撑产业方面，支持发展微能源、新材料等相关产业。在矿山物联网带动产业方面，重点推进带动效应大的现代矿山装备制造业、物流业等产业发展。
(3) 在前期应用示范工程的基础上，选择更多技术条件较好的矿山，加速推广感知矿山物联网应用示范工程。充分利用高校国家级和省级大学科技园技术、企业集聚的优势，在充分释放物联网产业支撑集聚区功能的基础上，将矿山物联网核心技术广泛应用于地方经济和社会领域，加快物联网与各行业领域的深度融合，加快“智慧城市”建设步伐。
(4) 多措并举，多方参与，多元投入，快速建设一批国家和地方各级矿山物联网研发机构和物联网技术创新、产业发展所需的各级各类服务平台。
(1) 政府购买模式。涉及矿山物联网发展的一些具有战略性、全局性、示范性的公共服务、民生工程，由政府购买，由此加强矿山物联网产业发展过程中各行业、各主管部门的协调与互动，确保矿山物联网产业的顺利发展。
(2) 政商合作模式。对于用户公共性需求，仅仅靠政府或企业单方面很难推进，可采取政商合作推进市场化运作。如涉及物料采购、仓储、设备管理、供应链、销售链、远程管理等的煤炭行业物资装备电子交易及招投标平台，往往是跨矿山、跨部门、跨地区的，或煤矿企业安全监控系统、矿山生态建设系统、“智慧城市”系统等，必须由政府、企业、运营商多方合作。
(3) 免费模式。矿业类公司可向客户收取少量费用或提供免费服务，吸引更多的同类客户，以此逐步放大服务面向，占有越来越多的市场份额。
(4) 商业推销模式。矿山运营商根据市场需求，开发智能终端或其他智能应用，为购买用户服务。
十九大报告提出，市场在资源配置中起决定性作用，同时提出要更好地发挥政府的作用。我国在市场经济培育过程中，政府曾起特殊作用，从某种程度上说，我国是政府主导型的市场经济。随着市场经济逐渐成熟，政府的职能、功能都要随之改变。同样，一种新的业态产生，政府的主导作用也显得特别重要，所以在我国物联网产业发展的各级政府规划中，都强调“加强领导”，这与西方发达国家“市场主导”是不同的。在物联网产业经过10 a的发展之后，政府应该淡化主导作用，强化扶持、引导力度。
(1) 完善体制机制，加强统筹协调。矿山物联网涉及产业链众多，应用领域广泛，必须加强政策制定和统筹协调，建立由各级政府主管部门牵头、有关部门参加的矿山物联网产业发展联席会议制度，统筹协调政策、资金、市场及技术研发、标准制定、产业发展、应用推广、安全保障等。要打破行业、地区、部门之间的壁垒，加大对共性关键技术开发、试点示范项目的支持。行业主管部门要加强煤炭行业信息平台建设，建立煤炭信息资源共建、公用、共享模式和机制。政府和相关部门要积极引导市场、企业、行业协会、中介组织、高等院校和科研院所广泛参与，合力推进。
(2) 引导矿山企业运用物联网的积极性。通过政府引导，使矿山企业适应经济新常态和物联网技术、产业发展大趋势，应用物联网技术带动矿山企业转型升级，提升企业生存能力和核心竞争力。鼓励企业投资矿山物联网产业，鼓励有竞争实力的企业在国内外上市。支持企业、高校、科研机构加强国际合作，参与国际标准制定，抢占国际竞争制高点。
(3) 加强政策扶持[11]。制定财政、土地、税收、政府采购等方面的政策措施。将自主知识产权的物联网产品与服务列入政府采购目录。支持矿山物联网关键核心技术研发和产业化、示范应用工程和公共服务平台建设。对产业战略性创新发展、突破性技术研发、示范性创新企业、优秀人才培育机构给予资金支持。鼓励矿山物联网企业与金融机构、保险公司三方合作，进行矿山物联网企业股权质押、知识产权质押、合同质押、资质抵押、信用保险、科技保险等试点。鼓励对重大项目和工程优先给予信贷支持。设立矿山物联网产业发展专项资金，支持矿山物联网产业发展。
(4) 加强矿山物联网人才队伍建设。加强物联网学科建设，培养矿山物联网高级专门人才。依托国家科技计划、示范工程和国际合作，培养矿山物联网领军人才，引进国际高端人才。发挥煤炭行业协会和学会作用，加强物联网技能和业务培训。
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DING Sanqing
(Department of Development Planning， China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)
Abstract：It was pointed out that industrial development of Chinese mine Internet of things developed swiftly. The govemment makes development plan and relevant policies. The govemment invests much capital in the industrial development of mine Internet of things, and makes relevant standards. Application effect of mine Internet of things technology appears preliminarily. The industrial agglomeration has a better tendency. Some questions of the industrial development were analyzed. For example, conceptual hysteresis causes to low positivity, mine Internet of things technology is instability without technical standard, mine management system is inperfect, the whole competitiveness of the industry is weak and relevant enterprise scale is smaller, etc. Some industrial development countermeasures of mine Internet of things were proposed. For example, innovating the idea and making new strategic plan, breaking out key frontier technologies and building industrial ecology by using autonomous technology, invovating business model for the industrial development of mine Internet of things through market, etc.
Key words:mine Internet of things; industrial development; development plan; development countermeasure
文章编号：1671-251X(2017)12-0001-05
DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2017.12.001
中图分类号：TD67
文献标志码：A 网络出版时间：2017-12-06 10:15
网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20171205.1751.018.html
收稿日期：2017-11-10；
修回日期：2017-11-20；责任编辑李明。
基金项目：“十三五”国家重点研发计划项目(2017YFC0804400)。
作者简介：丁三青(1962-)，男，江苏连云港人，教授，博士，博士研究生导师，中国矿业大学发展规划处处长。
引用格式：丁三青.我国矿山物联网产业发展现状及其对策研究[J].工矿自动化，2017,43(12)：1-5.
DING Sanqing. Reaserch on current status of industrial development of Chinese mine Internet of things and its countermeasure[J].Industry and Mine Automation，2017,43(12)：1-5.