煤矿资源开采环境复杂多变，包括采、掘、机、运、通等90多个子系统，这些子系统的数据逻辑、业务逻辑、运行逻辑交织在一起，构成了一个大规模复杂的运行体系。

国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）和国家安全监管总局发布的（2010]146号）关于《建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》文件要求，完善井下安全避险“六大系统”（监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统和矿井通信联络系统 ），进步一提高矿井安全生产保障能力，加强对安全监控的认知，预防和减少事故发生，事故后减少伤亡。

目前煤矿开采亟待解决如下问题：

1、信息和数据无法有效关联，存在大量信息孤岛、业务鸿沟和系统烟囱，无法进行大数据分析、人工智能深度应用，缺乏“智慧大脑”对所有子系统进行协调、联控；

2、数据采集、传输及质量问题。受煤矿恶劣环境因素制约，煤矿网络链路、传输协议等普遍存在数据传输实时性差、误码率高、传输环节多和数据质量差等问题，难以实现基于“智慧大脑”的远程强实时控制等应用；

3、包括网络安全、信息安全和数据安全的安全问题。煤矿生产较多重视环境、设备、人员的安全，而对网络安全和信息安全、数据安全重视不够，导致矿井信息化、自动化系统整体安全水平不高，系统防护薄弱，进而引发矿井管理者和操作者对信息化系统全流程、全周期应用是否安全可靠的信任问题。

基于业务安全的智慧煤矿解决方案

保时安智慧煤矿技术架构是基于工业互联网体系架构的平台、网络和安全的三合一技术体系，对现有煤矿要素进行解耦和重构，以“物联感知、深度互连和智能应用”三层为主，通过边云协同存储和计算架构、工业PaaS 操作系统、工业智能化应用开发环境，向底层或顶层进行扩展，形成新的煤矿业务运营和智能化分析APP应用开发生态，解决煤矿开采中的效率问题、安全问题和效益问题。

针对智慧煤矿网络安全建设需求，保时安以“顶层设计、建设框架、技术架构、关键技术和信息化、网络安全标准”等方向进行研究与实践，构建“系统融合、数据融合、人员融合”等一体化的安全防护体系，形成数据、网络、威胁、瓦斯、粉尘、水电等一体化的预警体系，切实提高煤矿关键信息基础设施的网络安全防御能力。

根据GB/T34679-2017《智慧矿山信息系统通用技术规范》、煤矿行业特点和系统实现功能，将煤矿工业互联网分为井上办公互联网、煤矿工业环网、井下生产控制网3个区域，随着5G等在智慧煤矿中的应用，还包括安全监测环境环网以及5G内网基站等。

保时安智慧煤矿系统安全的网络安全建设在符合国家主管部门、行业监管部门以及上级单位的安全要求下，既要提升智慧矿山的安全合规性，又要满足“实战化、系统化、常态化”建设需求，并要借助基于网络安全态势感知与业务运维的深度融合，全面提升掘进、综采等系统的安全防护与监测预警能力，助力智慧煤矿安全、高效、清洁、绿色开采。

1、智慧煤矿需要监测大量的生产运行数据、环境地质监测数据、设备状态监控数据等，同时还存在政府外联系统接入的需要，在矿井生产控制网络不同域之间部署隔离设备、核心区域部署主机防护、威胁监测审计等系统、在不同的关键节点部署中高交互的密网系统和威胁分析一体化设备TAR等；

2、在煤矿集团层面需实施互联网访问控制、关键信息系统访问准入认证、内网边界防护、全网态势感知、数据库安全审计等防护措施；

3、网络切片技术加快了互联网与煤矿行业融合的同时，也改变了传统的网络架构，需采用超融合检测探针CS-PLUS-5G，做好5G业务需求下的网络安全管控工作；

4、形成智慧煤矿企业整体范围内的网络安全基础设施防御体系和管理体系，进一步强化网络安全防护能力。

保时安智慧煤矿核心功能：

一、安全监测监控

1、巡检管理

根据井下特定巡检点、巡检路线、巡检计划制作相应的巡检任务，一方面是加强巡检人员管理，另一方面是协助巡检人员更高效，更完整的完成巡检任务。

2、视频联动和录制回放

软件内自动跟踪切换摄像头

多目标多画面同时跟踪制定人员

LED大屏分屏展示视频联动画面

多视频跟踪任务同时保存视频到本地

支持全球五大安防监控摄像头品牌

3、应急处理设置

发生危险情况时，作业人员可通过按下所携带的定位标签上的SOS报警按钮发出警报，同时，监控室的动态显示界面会立即触发报警事件并进行记录，定位系统将保留人员车辆的最后活动位置，为精确紧急搜救提供重要参考。发生重大危险情况，需要整个作业区域人员全部撤离时，可通过定位管理系统高效组织撤离，提高现场应急指挥能力。

4、事故预防和灾变事件响应

如果发生灾变，通过可视化平台立即查询事故现场的人员情况、被困人员数量，为事故抢险提供科学依据，能够统一指挥，有条不絮地进行紧急撤离疏散井下人员，使安全事故损失降低到最低程度。

5、事故后分析及追溯

对违反煤矿安全作业导致的损失/事故可回溯追查，借助于历史轨迹和视频联动精准的复原事故违规作业的全过程。

二、井下人员定位

1、提升整体作业效率

协助合理安排作业人员的工序流程提高生产效率、提升作业质量、增高产能，实现对井下人员、车辆、设备资产等目标的“全程的、全方位、连续的、精准的实时的定位跟踪” 。

2、轨迹回放

l 一年内任意时段定位数据1秒内检索

l 多目标轨迹多倍速回放

l 回放轨迹同时动态呈现人员活动的热力分布

3、实时井上井下通讯

可视化的人员分布图、便于实时掌握井下人员的作业状态和协调调度指挥，还可以实现井上井下人员实时双向无线通讯，实时掌握煤矿企业"产、运、销"等环节信息。

4、提高“红区”管控能力

l 电子围栏告警、按键/消失告警

l 告警事件在标签端与监控端双重提示

l 告警记录多维精确查询

l 新告警消息处理人，处理时间及处理办法存档

l 进围栏区域/出围栏区域告警模式

l 告警任务绑定人员及人员分组

l 处理人，处理时间及处理办法存档

三、矿区环境监测

1、利用监测无人机高空监测

l 支持十几种环境数据监测，如：PM2.5、PM10、TSP、温湿度、大气压、有机挥发物（VOC）、臭氧、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、苯类等。

l 故障及时上报：通过电脑、手机、短信等多种形式通知企业及时处理；

l 远程预警监测：异常立即远程上报故障信息，可对接联动对接；

l 位置定位：可定位环境异常的经纬度，随着报警信息展示给负责人；

l 可扩展性强；各类监测传感部件可以根据用户要求添加或移除；可装配定位仪。

l 支持大屏展示。

2、利用地面环境监测设备实时监测

集成多类环境检测传感器，实现实时监测气象参数(温度、湿度、大气压、风速、风向)与空气八因子(PM2.5、PM10、CO、NOx、SO2、O3、VOC、可定制气体)指数。本监测站使用太阳能电池供电，并使用锂电池进行能源储备，保证数据采集全天候进行。大气环境监测站采集到现场数据通过无线3G/4G或有线网络将监测数据传输至监测平台，多台监测站分布于某片区域，组成一个有效的监测网络，并把数据通过监控平台展现给管理方，方便管理方制定环保决策。