数字孪生矿山定义

数字孪生矿山是指企业以数字孪生体为基础进行数字化的撞型方法，企业可通过地质和地标及设备的数字孪生化，让在安全环境中的人到数字矿山闭环中去，逐渐达到可视化、实时同步和互操作的水平，以实现矿山行业少人化、无人化的经营目标。

数字孪生体是数据驱动体系的单一数据源，也是国防和航空航天领域数字化转型中最为突出的价值，往后随着时代发展，“数字孪生+”在各行各业将会被应用起来;其中数字孪生矿山对矿山行业在基础设施层面实现数据统一，避免将来IT系统和平台烟囱化具有重要战略意义。

矿山数字孪生系统

矿山数字孪生系统由各类APP、生产工作人员、操作系统和基础设施四个部分组成。

其中最上层的APP包括建设APP、开采APP、安控APP和运维APP，能够根据应用场景要求，获取相关数据，设计相关应用;APP将数据传递到生产工作人员处，生产工作人员进入数字孪生;第三层的操作系统能够对数字孪生地质和数字孪生装备等资源进行管理和控制，是数字孪生矿山体系中的核心;系统中最下层的基础设备实现了地质环境、地表设施和装备系统的数字孪生化，是整个系统的基础。

与一般的以高度集成为目的的技术不同，数字孪生系统构架具有开放性，在矿山领域引入数字孪生体，也是因为其能够最高限度容纳人工智能、大数据及互联网等高端技术，为矿山企业转型提供支撑。

矿山数字孪生系统

矿山数字孪生关键技术

操作系统：随着矿山行业跟随时代不断进步，其所需要管理的地质、地表和设备也越来越复杂，特别是涉及到大量数据的情况下爱，复杂计算机系统需要通过操作系统为用户提供更优质的模型。

先进传感器和物联网：矿山数字孪生的先进传感器和物联网中最重要的技术包括MEMS传感技术，自诊断、自校准技术，无线自组网技术和5G通信技术。

MEMS传感技术主要应用于对矿井环境的监控(例如气体传感器) , 有助于保证安全生产。

自诊断、自校准技术的传感器自补偿，自诊断有效性、准确性达到90%，自我调节时间达到毫秒级;主要用于矿井有毒、有害气体监测类传感器、大大提高传感器的检测精度及减少维护性工作。

无线自组网技术中短距无线传输技术，例如ZigBee、Bluetooth、RFID、UWB和Wifi6等技术,具备6跳以内Mesh自组网功能;是物联网建设的关键技术之一,用于矿井采掘工作面,获得传感器数据,以及人员、物体的定位信息。

5G通信技术在矿山中主要以专网呈现，矿山各类监测及控制系统井下井下大带宽、高可靠、低时延、广连接的数据传输。

先进传感器和物联网

机器人及无人矿车：机器人能够通过远程控制、编程等协助或者替代人来完成工作，未来的数字孪生体系下的矿山行业引入自动化设备与机器人是非常有必要的。而随着机器人和无人矿车技术的发展，其相关成本也会大幅降低。

数字孪生矿山开源社区：开源社区的相关技术对矿山转型十分重要，是数字孪生矿山的关键技术之一。从共性技术角度看，开源软件能够加快以其应用领域的相关框架或算法为基础的专业化分工的形成。数字孪生矿山的开源社区能够推动行业应用标准的普及，并将共享功能模块实现的源代码进行分享，避免企业造成浪费。

本文由@AG 发布于三个皮匠报告网站，未经授权禁止转载

更多行业知识，敬请关注三个皮匠报告行业知识栏目。

参考报告

《中国华电：数字孪生矿山白皮书(86页).pdf》

推荐阅读

《【研报】煤炭行业智慧矿山深度报告：新基建助力矿山升级智慧矿山时代到来-20200527[22页].pdf》