王慧韜

摘要：煤炭作為我國(guó)主要能源，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長(zhǎng)期穩(wěn)定快速發(fā)展提供了有力支撐。煤炭是我國(guó)最豐富、最經(jīng)濟(jì)、最清潔的化石資源。它也是能源安全的重要化工原料。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，煤炭作為燃料將繼續(xù)被非化石能源所替代，但作為化工原料，其市場(chǎng)需求將繼續(xù)增長(zhǎng)。煤炭也是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。煤炭工業(yè)創(chuàng)造了大量的產(chǎn)值和就業(yè)機(jī)會(huì)。

關(guān)鍵詞：電氣工程；信息化應(yīng)用系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；

當(dāng)前，我國(guó)煤炭行業(yè)主要面臨著產(chǎn)能過剩嚴(yán)重、資源環(huán)境約束加劇、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、生產(chǎn)效率低和新能源與可再生能源替代步伐加快等問題和挑戰(zhàn)。展望未來，從高碳能源向低碳能源、從化石能源向非化石能源轉(zhuǎn)型是能源發(fā)展必然趨勢(shì)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)和溫室氣體減排將加快能源產(chǎn)品的低碳化和清潔化進(jìn)程，煤炭開發(fā)利用需要走集約化、生態(tài)化、智能化、原料化和國(guó)際化發(fā)展道路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

一、現(xiàn)狀

1.沒有足夠的自動(dòng)化。自動(dòng)化和信息技術(shù)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用，尤其是在提高生產(chǎn)效率和提高經(jīng)濟(jì)效率方面。然而，從電動(dòng)工程的發(fā)展和自動(dòng)化的角度來看，它更有功能，而在實(shí)際生產(chǎn)中，自動(dòng)化設(shè)備只能執(zhí)行一兩個(gè)，如果這是一項(xiàng)艱苦的工作，則需要另一種設(shè)備。此外，電廠自動(dòng)化設(shè)備和其他設(shè)備之間的信息較少，無法通過信息技術(shù)傳輸電動(dòng)化信息，這影響了電機(jī)工程自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)作。

2.煤炭是我國(guó)重要的能源和原料來源，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。在我國(guó)的一個(gè)能源結(jié)構(gòu)中，煤炭是我國(guó)的主要能源來源，預(yù)計(jì)到2050年，我國(guó)對(duì)煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)不會(huì)發(fā)生變化。 隨著現(xiàn)代煤化工技術(shù)的開發(fā)和商業(yè)化，煤炭作為能源化工原料的地位不斷提升。從長(zhǎng)期趨勢(shì)看，煤炭作為燃料將不斷被非化石能源所替代，但作為化工原料，其市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。煤炭還是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，煤炭行業(yè)創(chuàng)造了大量的產(chǎn)值和就業(yè)機(jī)會(huì)。因此，從戰(zhàn)略定位上看，煤炭是支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體能源、能源安全的重要保障和重要的工業(yè)原料。

二、電氣工程信息化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.模擬系統(tǒng)的優(yōu)化。首先，電機(jī)電器的優(yōu)化主要依賴于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能，將傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)軟件，從而有效提高效率和質(zhì)量。第二，優(yōu)化和模擬。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于可靠性、安全等系統(tǒng)，目前主要用于計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、可靠性分析、系統(tǒng)計(jì)劃分析等。隨著模擬技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的功能和邏輯分析功能被廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)了實(shí)際復(fù)制，無底設(shè)計(jì)標(biāo)志著計(jì)算機(jī)開發(fā)的新階段。

2.人工智能設(shè)計(jì)的問題。人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于計(jì)劃、監(jiān)測(cè)、控制、分析等領(lǐng)域，包括操作系統(tǒng)、短期智力預(yù)測(cè)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)模擬分析系統(tǒng)等。人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于所有領(lǐng)域，電機(jī)控制專家科學(xué)家還開始關(guān)注人工智能思想和方法的應(yīng)用、人工智能技術(shù)的應(yīng)用、處理不同傳統(tǒng)控制方法的問題以及完成各種傳統(tǒng)控制方法，例如，電機(jī)調(diào)節(jié)器和多參數(shù)取樣器。

3.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用和設(shè)計(jì)是信息管理系統(tǒng)。一是特別通信網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)和管理方面取得了一些進(jìn)展，并開發(fā)和改進(jìn)了系統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)劃。目前正在逐步建立一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，其中包括多種通信，一方面更好地滿足調(diào)度需求，另一方面為建立信息網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造物質(zhì)基礎(chǔ)。第二，過程控制自動(dòng)化?？刂七^程的自動(dòng)化是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制過程，基于計(jì)算機(jī)調(diào)和控制系統(tǒng)以及單元分配單元，安裝了長(zhǎng)系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)信息訪問，大大提高了設(shè)備的安全性和功能。使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備可以節(jié)省靈活性和可靠性，但對(duì)于當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)?？刂聘删€是自動(dòng)化的一種方式，提高設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，減少加工設(shè)備和油輪的使用，降低成本。

4.自動(dòng)化、現(xiàn)代信息和通信技術(shù)的發(fā)展極大地影響著傳統(tǒng)采礦業(yè)從傳統(tǒng)采礦業(yè)、機(jī)械采礦業(yè)、數(shù)字礦產(chǎn)以及逐步向工業(yè)化采礦業(yè)的轉(zhuǎn)變。智能礦物是基于信息技術(shù)，如計(jì)算大數(shù)據(jù)和其他傳感器，用于數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)、視覺和智力控制現(xiàn)實(shí)空間。經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展，數(shù)字礦山和復(fù)雜的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的煤炭企業(yè)中廣泛使用，煤礦自動(dòng)化、數(shù)字化和信息化水平也獲得明顯提高。我國(guó)大中型煤礦大多都建設(shè)了安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控、井下人員定位、通信聯(lián)絡(luò)等多種系統(tǒng)，井下4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和自動(dòng)化綜采工作面獲得成功推廣應(yīng)用，主運(yùn)系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸裝備基本實(shí)現(xiàn)了智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控，中央變電所、水泵房、通風(fēng)機(jī)房等場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)了無人值守，大型選煤廠實(shí)現(xiàn)了集中控制，部分煤礦已啟動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)的建設(shè)。

5.使用硬件進(jìn)行自動(dòng)化和集成。自動(dòng)化技術(shù)是引入計(jì)算機(jī)設(shè)備，以確保技術(shù)控制、信息傳輸、技術(shù)處理、鼓勵(lì)管理智慧、提高管理效率、根據(jù)用戶、規(guī)范和科學(xué)的需要提供能源。綜合自動(dòng)化是一種自動(dòng)化系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)硬件通過自動(dòng)化信息處理、技術(shù)傳輸和自動(dòng)控制系統(tǒng)取代了自動(dòng)化系統(tǒng)。在使用微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)后，其方向更加清晰，即全面的自動(dòng)發(fā)展。有了清潔的排放，能源效率，低成本、投資少、易于推廣的顯著優(yōu)勢(shì)，在“零排放”的基礎(chǔ)上，較燃油卡車可節(jié)約能源費(fèi)用75% 以上，加速、爬坡、續(xù)航里程等關(guān)鍵指標(biāo)均處于行業(yè)前列，給露天采礦運(yùn)輸設(shè)備帶來革命性風(fēng)暴，為國(guó)家新能源動(dòng)力電池的推廣開辟新的領(lǐng)域，對(duì)于中國(guó)礦山行業(yè)來說具有劃時(shí)代的意義。

三、發(fā)展

1.集約化發(fā)展。集約化發(fā)展的重點(diǎn)是優(yōu)化生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率和安全生產(chǎn)水平。綜合考慮環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)和資源因素，加快煤炭開發(fā)向資源富集區(qū)、綠色煤炭區(qū)和安全生產(chǎn)條件好的地區(qū)轉(zhuǎn)移，擴(kuò)大全國(guó)無煤生產(chǎn)區(qū)范圍。減少煤礦和煤炭企業(yè)數(shù)量，提高煤炭生產(chǎn)集中度。推進(jìn)煤炭與相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，提升煤炭利用價(jià)值。

2.生態(tài)化發(fā)展。生態(tài)化發(fā)展的重點(diǎn)是解決煤炭開發(fā)利用導(dǎo)致的環(huán)境污染與破壞，減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)煤炭與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。煤炭生態(tài)化發(fā)展包括優(yōu)先開發(fā)綠色煤炭資源、煤炭綠色開采和清潔高效利用。1） 建立綠色煤炭資源標(biāo)準(zhǔn)體系。從煤炭資源稟賦條件、環(huán)境制約、安全生產(chǎn)和煤炭利用等方面制定綠色煤炭資源標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)煤炭開發(fā)向綠色煤炭資源區(qū)域集中，從源頭減緩煤炭開發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。2） 推進(jìn)煤炭綠色開采。以建設(shè)綠色礦山為重點(diǎn)，將綠色發(fā)展實(shí)踐貫穿于煤礦規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和閉礦全生命周期。制定礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)指導(dǎo)意見，建立綠色礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建設(shè)一批生態(tài)文明示范礦區(qū)。煤礦要以與生態(tài)環(huán)境有機(jī)融合的方式建設(shè)和生產(chǎn)，因地制宜推廣充填開采、保水開采、煤與瓦斯共采、矸石不升井等綠色開采技術(shù)。限制開發(fā)高硫、高灰、高砷、高氟等對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大的煤炭資源。

3.智能化發(fā)展。智能化發(fā)展主要目的是提高煤炭開發(fā)過程的安全生產(chǎn)與效率。依托智能制造、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代通訊等技術(shù)手段，推進(jìn)煤炭智能開發(fā)。按照以點(diǎn)帶面、逐步推廣的思路，首先實(shí)現(xiàn)采煤工作面智能化，并逐步延伸到掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、選煤和煤礦經(jīng)營(yíng)等環(huán)節(jié)，構(gòu)建統(tǒng)一的信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全礦智能化；以大型現(xiàn)代化煤礦為重點(diǎn)，加強(qiáng)煤炭開發(fā)智能化建設(shè)和技術(shù)改造，逐步推廣到所有煤礦。加強(qiáng)煤炭智能開發(fā)基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的智能礦山技術(shù)創(chuàng)新體系，推進(jìn)智能礦山示范工程建設(shè)，建立智能礦山標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建煤炭運(yùn)銷大數(shù)據(jù)和智能決策系統(tǒng)，整合全國(guó)性煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸和利用企業(yè)信息資源，實(shí)現(xiàn)煤炭銷售的定制化服務(wù)。依托煤炭智能開發(fā)，促進(jìn)煤炭行業(yè)發(fā)展由勞動(dòng)密集型向人才技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)根本性好轉(zhuǎn)和煤炭生產(chǎn)效率的大幅度提升。按照分類推進(jìn)原則建設(shè)智能礦山。新建礦井考慮按照智能礦山的要求進(jìn)行建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高起點(diǎn)發(fā)展。現(xiàn)有生產(chǎn)煤礦分布推進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)智能開采。智能礦山建設(shè)初級(jí)階段是建立礦山數(shù)字化信息管理系統(tǒng)；第二階段為建立虛擬礦山和數(shù)字化礦山，把真實(shí)礦山的整體以及其他相關(guān)的現(xiàn)象整合起來，以數(shù)字的形式表現(xiàn)出來；第三階段是建立智能礦山，將較為零亂的數(shù)字化礦山信息通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)一體化、集成化，通過數(shù)據(jù)中心和決策中心達(dá)到能夠提供智能分析決策功能的能力水平。融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，通過全礦井的感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和反向聯(lián)動(dòng)控制，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)開采的遠(yuǎn)程遙控，達(dá)到或近似達(dá)到無人開采工作面的效果。

4.國(guó)際化。我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)者，約占全球產(chǎn)出和消費(fèi)的50%。作為大型煤炭生產(chǎn)商，我們的國(guó)家在建設(shè)和裝備方面有豐富的潛力。作為煤炭的主要消費(fèi)者，我的國(guó)家在深加工煤炭的技術(shù)和設(shè)備方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際水平。在世界煤炭消費(fèi)領(lǐng)域，我國(guó)在服務(wù)、技術(shù)、煤炭開發(fā)和石炭化等方面具有重大比較優(yōu)勢(shì)，在對(duì)外經(jīng)濟(jì)合作方面具有巨大潛力。發(fā)展煤炭國(guó)際化有助于我國(guó)充分利用兩個(gè)國(guó)際市場(chǎng)、兩個(gè)資源、能源安全以及提高煤炭的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。鞏固和發(fā)展與主要的石油和消費(fèi)者國(guó)家的長(zhǎng)期和穩(wěn)定貿(mào)易關(guān)系，主要通過長(zhǎng)期合同和現(xiàn)金。優(yōu)先考慮的是長(zhǎng)期穩(wěn)定的煤炭供應(yīng)合同，而不是市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。充分考慮到外國(guó)煤炭資源、港口和交通狀況以及合作過程中使用煤炭的權(quán)利，以確保國(guó)際煤炭貿(mào)易順利實(shí)施。積極參與全球優(yōu)化煤炭利用，以吸引外國(guó)高質(zhì)量煤炭競(jìng)爭(zhēng)全球煤炭市場(chǎng)。全國(guó)各地電子煤炭貿(mào)易與國(guó)際市場(chǎng)的信息和交易相互作用，使中國(guó)的煤炭市場(chǎng)體系不僅影響國(guó)內(nèi)煤炭的發(fā)展，也影響中國(guó)在國(guó)際煤炭市場(chǎng)的發(fā)展，同時(shí)創(chuàng)造亞太貿(mào)易市場(chǎng)。

在信息時(shí)代，信息學(xué)已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電氣工程師是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展提供了必要的技術(shù)工作，信息社會(huì)的快速發(fā)展和完善。信息技術(shù)應(yīng)該更廣泛地應(yīng)用于電氣工程，電子信息學(xué)是電氣工程發(fā)展的必然趨勢(shì)。在信息化的背景下，電氣工程應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)成為可能，并應(yīng)在未來發(fā)揮更大的作用。

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