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丁震,孙继平,张帆,等. 智能化矿山通信接口与协议技术规范研究[J]. 工矿自动化,2023,49(2):6-13.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18061
引用本文: 丁震,孙继平,张帆,等. 智能化矿山通信接口与协议技术规范研究[J]. 工矿自动化,2023,49(2):6-13.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18061
DING Zhen, SUN Jiping, ZHANG Fan, et al. Study on the technical specification of communication interface and protocol for intelligent mine[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(2):6-13.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18061
Citation: DING Zhen, SUN Jiping, ZHANG Fan, et al. Study on the technical specification of communication interface and protocol for intelligent mine[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(2):6-13.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18061

智能化矿山通信接口与协议技术规范研究

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18061
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(52274159)。
详细信息
    作者简介:

    丁震(1980—),男,山西万荣人,高级工程师,主要从事煤矿机电技术、煤矿智能化、露天矿卡车无人驾驶方面的研究及管理工作,E-mail:zhen.ding@chnenergy.com.cn

  • 中图分类号: TD67

Study on the technical specification of communication interface and protocol for intelligent mine

  • 摘要: 目前矿山智能化建设存在接口协议不统一、易形成新的“信息孤岛”等问题,导致矿山数据融合共享难度大,难以实现智能化矿山高质量发展。分析指出矿山智能化建设的关键问题在于缺乏规范统一的数据采集、传输与共享标准;按照核心规范、应用规范、运维规范,设计了智能化矿山通信接口与协议技术体系;提出了智能化矿山通信接口与协议模型,定义了该模型的感知层、传输层、应用层;构建了智能化矿山设备模型,对通信接口进行形式化描述;将智能化矿山数据分为感知数据、文本数据和音视频数据,定义了3种数据的报文结构;根据目前矿山设备、技术应用情况和发展方向,将智能矿山数据采集方式分为设备直接采集、协议转换采集、系统中转采集,给出了3种数据采集方式的适用场景,并描述了感知数据、文本数据、音视频数据的采集和传输过程。智能化矿山通信接口与协议技术规范全域覆盖矿山数据融合通信的整个过程,旨在为智能化矿山数据采集、传输、融合、共享提供统一的接口方式和通信协议规范,实现矿山各系统之间的互联互通。

     

  • 图  1  智能化矿山通信接口与协议技术体系

    Figure  1.  Technique system of intelligent mine communication interface and protocol

    图  2  智能化矿山通信接口与协议模型

    Figure  2.  Model of intelligent mine communication interface and protocol

    图  3  智能化矿山设备模型

    Figure  3.  Device model of intelligent mine

    图  4  智能化矿山设备工作模式

    Figure  4.  Working modes of intelligent mine device

    图  5  智能化矿山感知数据转换过程

    Figure  5.  Conversion process of perception data in intelligent mine

    图  6  智能化矿山感知数据报文结构

    Figure  6.  Message structure of perception data in intelligent mine

    图  7  文本数据的请求报文结构

    Figure  7.  Request message structure of text data

    图  8  文本数据的响应报文结构

    Figure  8.  Response message structure of text data

    图  9  RTSP请求报文结构

    Figure  9.  Request message structure of RTSP

    图  10  RTSP响应报文结构

    Figure  10.  Response message structure of RTSP

    图  11  矿山数据采集的应用场景

    Figure  11.  Application scenarios of mine data collection

    图  12  感知数据采集、传输过程

    Figure  12.  Collection and transmission process of perception data

    图  13  文本数据采集、传输过程

    Figure  13.  Collection and transmission process of text data

    图  14  音视频数据采集、传输过程

    Figure  14.  Collection and transmission process of audio-visual data

  • [1] 孙继平,张高敏. 矿井应急通信系统[J]. 工矿自动化,2019,45(8):1-5.

    SUN Jiping,ZHANG Gaomin. Mine emergency communication system[J]. Industry and Mine Automation,2019,45(8):1-5.
    [2] 张帆. 矿井移动通信理论与技术[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2021.

    ZHANG Fan. Mine mobile communication theory and technology[M]. Harbin: Harbin Institute of Technology Press, 2021.
    [3] 崔亚仲,白明亮,李波. 智能矿山大数据关键技术与发展研究[J]. 煤炭科学技术,2019,47(3):66-74.

    CUI Yazhong,BAI Mingliang,LI Bo. Key technology and development research on big data of intelligent mine[J]. Coal Science and Technology,2019,47(3):66-74.
    [4] 罗香玉,李嘉楠,郎丁. 智慧矿山基本内涵、核心问题与关键技术[J]. 工矿自动化,2019,45(9):61-64. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2019020046

    LUO Xiangyu,LI Jianan,LANG Ding. Basic connotation,core problems and key technologies of wisdom mine[J]. Industry and Mine Automation,2019,45(9):61-64. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2019020046
    [5] 王国法,任怀伟,赵国瑞,等. 煤矿智能化十大“痛点”解析及对策[J]. 工矿自动化,2021,47(6):1-11.

    WANG Guofa,REN Huaiwei,ZHAO Guorui,et al. Analysis and countermeasures of ten 'pain points' of intelligent coal mine[J]. Industry and Mine Automation,2021,47(6):1-11.
    [6] 王鹏,胡而已,徐金陵,等. 智能化矿山数据融合共享规范体系研究[J]. 中国煤炭,2022,48(6):19-27. doi: 10.3969/j.issn.1006-530X.2022.06.005

    WANG Peng,HU Eryi,XU Jinling,et al. Research on data fusion and sharing standard system of intelligent mine[J]. China Coal,2022,48(6):19-27. doi: 10.3969/j.issn.1006-530X.2022.06.005
    [7] 谭章禄,马营营,郝旭光,等. 智慧矿山标准发展现状及路径分析[J]. 煤炭科学技术,2019,47(3):27-34.

    TAN Zhanglu,MA Yingying,HAO Xuguang,et al. Development status and path analysis of smart mine standards[J]. Coal Science and Technology,2019,47(3):27-34.
    [8] 赵小虎,王宽,沈雪茹,等. 面向煤矿井下的多协议融合网关设计[J]. 工矿自动化,2019,45(1):6-12.

    ZHAO Xiaohu,WANG Kuan,SHEN Xueru,et al. Design of multi-protocol fusion gateway for underground coal mine[J]. Industry and Mine Automation,2019,45(1):6-12.
    [9] 韩茜. 智慧矿山信息化标准化系统关键问题研究[D]. 北京: 中国矿业大学(北京), 2016.

    HAN Xi. Study on key issues of intellimine informatization standardization system[D]. Beijing: China University of Mining and Technology-Beijing, 2016.
    [10] 邬莎莎,廖晓群,马莉,等. 煤矿安全监控系统数据接口标准的研究[J]. 工矿自动化,2010,36(12):21-24.

    WU Shasha,LIAO Xiaoqun,MA Li,et al. Research of standard of data interface of safety monitoring and control system of coal mine[J]. Industry and Mine Automation,2010,36(12):21-24.
    [11] 梁龙兵. 矿用多接口转换传输设备的设计与实现[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2016.

    LIANG Longbing. Design and realization of mine-used multi-interface conversion transmission device[D]. Xuzhou: China University of Mining and Technology, 2016.
    [12] 温亮,李丹宁. 基于EtherNet/IP的井工煤矿数据治理研究[J]. 煤炭科学技术,2022,50(增刊1):227-232.

    WEN Liang,LI Danning. Research on data management of coal mine based on EtherNet/IP[J]. Coal Science and Technology,2022,50(S1):227-232.
    [13] 丁震,赵永峰,尤文顺,等. 国家能源集团煤矿智能化建设路径研究[J]. 中国煤炭,2020,46(10):35-39. doi: 10.3969/j.issn.1006-530X.2020.10.007

    DING Zhen,ZHAO Yongfeng,YOU Wenshun,et al. Research on coal mine intelligent construction path of China Energy[J]. China Coal,2020,46(10):35-39. doi: 10.3969/j.issn.1006-530X.2020.10.007
    [14] 张帆,管增伦. 矿井盲区环境移动通信系统研究与设计[J]. 矿业科学学报,2016,1(2):181-187.

    ZHANG Fan,GUAN Zenglun. A novel mine mobile communication system of blackout environment in the coal mine[J]. Journal of Mining Science and Technology,2016,1(2):181-187.
    [15] 庞义辉,王国法,任怀伟. 智慧煤矿主体架构设计与系统平台建设关键技术[J]. 煤炭科学技术,2019,47(3):35-42.

    PANG Yihui,WANG Guofa,REN Huaiwei. Main structure design of intelligent coal mine and key technology of system platform construction[J]. Coal Science and Technology,2019,47(3):35-42.
    [16] 吴群英,蒋林,王国法,等. 智慧矿山顶层架构设计及其关键技术[J]. 煤炭科学技术,2020,48(7):80-91.

    WU Qunying,JIANG Lin,WANG Guofa,et al. Top-level architecture design and key technologies of smart mine[J]. Coal Science and Technology,2020,48(7):80-91.
    [17] 王国法. 综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向[J]. 煤炭科学技术,2014,42(9):30-34.

    WANG Guofa. Development orientation of complete fully- mechanized automation,intelligent and unmanned mining technology and equipment[J]. Coal Science and Technology,2014,42(9):30-34.
    [18] 戴万波. 安全监控系统瓦斯电闭锁检测装置设计[J]. 工矿自动化,2021,47(8):121-127.

    DAI Wanbo. Design of gas electric locking detection device for safety monitoring system[J]. Industry and Mine Automation,2021,47(8):121-127.
    [19] 李中杰. 基于数据分发服务的矿井通信系统设计[D]. 南京: 东南大学, 2020.

    LI Zhongjie. Design of mine communication system based on data distribution service[D]. Nanjing: Southeast University, 2020.
    [20] 刘振兴. 煤矿电力监控系统硬件数据接口及通信协议标准研究[J]. 能源科技,2022,20(3):37-40.

    LIU Zhenxing. Research on hardware data interface and communication protocol standard of coal mine power monitoring system[J]. Energy Science and Technology,2022,20(3):37-40.
    [21] 李国民,章鳌,贺耀宜,等. 智能矿井多元监控数据集成关键技术研究[J]. 工矿自动化,2022,48(8):127-130.

    LI Guomin,ZHANG Ao,HE Yaoyi,et al. Research on key technologies of multi-element monitoring data integration in intelligent mine[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(8):127-130.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-29
  • 修回日期:  2023-02-10
  • 网络出版日期:  2023-02-27

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