近日，中国煤炭工业协会科技发展部副主任张建明等科研人员按照《煤矿智能化建设指南(2021年版)》要求，研究了智能化煤矿信息基础设施的标准体系，提出了相应的标准体系框架，涵盖了基础标准、通信网络、煤矿物联、煤矿数据、信息安全等领域，并给出目前急需制定的标准明细。11月30日，相关研究成果以《智能化煤矿信息基础设施标准体系研究》为题发表于《中国煤炭》2021年第11期。

　　煤矿智能化建设是新一代信息技术与煤炭开发利用的深度融合。当前，煤矿智能化建设尚处于初级阶段，存在建设理念不够清晰、标准规范缺失、数据烟囱林立、信息难以共享等问题。王国法院士等在《煤矿智能化标准体系框架与建设思路》一文中详细分析了煤矿智能化标准现状的基础，并构建了煤矿智能化标准体系框架，提出了煤矿智能化标准体系建设路径。信息基础设施是煤矿数据采集、传输、计算、应用、管理的基础，涉及通信、网络、平台、模型等多方面内容，能够为煤矿的开采、掘进、机电、运输、通风、选煤等环节提供信息化基础支撑。为此，张建明等在王国法院士提出的煤矿智能化标准体系基础上，围绕数据规范、通信接口、信息安全等重点要求，深入研究了智能化煤矿信息基础设施的标准体系。

　　智能化煤矿信息基础设施标准体系包括基础标准、通信网络标准、煤矿物联标准、煤矿数据标准、信息安全标准等5个子体系。智能化煤矿信息基础设施标准体系框架结构如图所示。

　　智能化煤矿信息基础设施标准体系框架结构

　　由图可知，基础标准包括术语定义、通用要求、管理标准；通信网络标准包括有线通信、无线通信、网络系统；煤矿物联标准包括标识解析、设备互联、边缘计算；煤矿数据标准包括数据交换、数据分析、数据管理、数据服务；信息安全标准包括数据安全、网络安全。

　　目前，煤炭行业已经启动了煤矿智能化标准体系的建设工作。信息基础设施作为智能化煤矿建设的重要组成部分，相关标准立项和制定工作也已经开始。按照智能化煤矿信息基础设施标准体系框架结构，张建明等给出了目前急需制定的相关标准内容。

　　一、基础标准

　　基础标准子体系主要是规范智能化煤矿信息基础设施的通用性要求。目前急需制定的相关基础标准内容见表1。

　　（1）术语定义标准：主要规范信息基础设施的相关概念，此部分内容可包含在文献[3]的煤矿智能化术语定义中。

　　（2） 通用要求标准：主要规范信息基础设施的功能、性能、安全、可靠性等方面要求。

　　（3）管理标准：主要规范信息基础设施的建设、验收、运行、维护等方面的管理要求。

　　表１　急需制定的相关基础标准

　　二、通信网络标准

　　通信网络标准子体系主要规范智能化煤矿通信和网络的要求。目前急需制定的通信网络标准内容见表2。

　　(1)有线通信标准：主要规范工业以太网、F5G等有线通信的硬件接口形式、通信协议规范，带宽、速率、时延等分级指标要求，以及性能、安全等方面要求。

　　(2)无线通信标准：主要规范5G、WiFi6等无线通信的频谱使用规范、发射功率要求、天线指标参数、通信协议规范，带宽、速率、时延等分级指标要求，以及性能、安全等方面要求。

　　(3)网络系统标准：主要规范煤矿通信网络的通信方式、网络架构、通信协议、硬件接口、指标参数规范，井上、井下骨干网络的带宽、速率、时延等指标等级规范，骨干网络容灾能力，下级网络带宽、速率、时延等指标等级规范，网络传输端到端速率、时延指标要求，以及性能、安全等方面要求。

　　表2 急需制定的相关通信网络标准

　　三、煤矿物联标准

　　煤矿物联标准子体系主要规范煤矿设备的互联要求。目前急需制定的煤矿物联标准见表3。

　　（1）标识解析标准：主要规范煤矿生产过程中的“人、机、环”状态信息的编码与描述要求，包括时间、位置、传感数据、指标参数、状态等信息，并规范相应的采集、解析、处理和应用要求。

　　（2）设备互联标准：主要规范各类设备互联需要的操作系统、接口协议等方面的要求，包括多系统之间交互信息的编码标准、连接服务要求、数据接口要求以及信息交互协议要求等。

　　（3）边缘计算标准：主要规范煤矿设备边缘端的数据采集、数据处理、边缘设备计算能力、云边协同等方面的要求，包括边缘端针对主要子系统的计算服务范围、相关业务数据的处理能力要求与边界、边缘端的服务能力等级评价等内容。

　　表３　急需制定的相关煤矿物联标准

　　四、煤矿数据标准

　　煤矿数据标准子体系主要规范煤炭企业数据存储、交换、分析、管理、服务等要求。目前急需制定的煤矿数据标准内容见表4。

　　(1)存储交换标准：主要规范数据存储以及各种系统之间数据交换的互操作、性能等方面的要求，以及数据存储规模、存取速度、系统响应时间、系统接入能力、信息交互能力等评价指标。

　　(2)数据分析标准：主要规范数据分析流程、不同场景下数据分析方法等方面的要求，以及数据分析算法、模型、业务场景模型的能力评价指标。

　　(3)数据管理标准：主要规范数据的存储结构、数据字典、元数据格式、数据表结构、数据质量、生命周期管理等方面的要求。

　　(4)数据服务标准：主要规范提供数据服务的能力，包括数据分析服务、可视化服务等方面的要求。

表4  急需制定的相关煤矿数据标准

　　五、信息安全标准

　　信息安全标准子体系主要规范信息基础设施中的数据安全、网络安全等要求。目前急需制定的信息安全标准内容见表5。

　　（1）数据安全标准：主要规范数据的安全防护要求及分类分级等管理及技术要求。

　　（2）网络安全标准：主要规范边缘设备、现场设备、工业网络的信息安全方面的要求。

　　表5  急需制定的相关信息安全标准

　　最后，研究人员指出，智能化煤矿信息基础设施标准体系是煤矿智能化标准体系的重要组成部分，鼓励煤炭生产企业先行创新性探索制定企业标准，为制定行业标准奠定基础：一是制定统一的设备接入接口和协议标准；二是围绕煤矿生产、机电、安监、环保等要求，制定智能化煤矿统一数据编码；三是制定统一的工业信息化模型标准，规范设备编码、设备数据釆集、二次计算等；四是制定统一的集成规范，包括应用风格设计规范、应用移动端APP融合集成规范、用户管理规范等。

作者简介：张建明，教授级高工，中国煤炭工业协会科技发展部副主任，主要从事煤炭科技、标准、智能化、碳减排等领域的政策和规划研究。