矿鸿操作系统在煤矿智能化建设中的应用
2021年6月国家能源局、国家矿山安全监察局联合印发《煤矿智能化建设指南（2021年版）》，重点突破智能化煤矿综合管控平台、智能综采（放）、智能快速掘进、智能主辅运输、智能安全监控、智能选煤厂、智能机器人等系列关键技术与装备，形成智能化煤矿设计、建设、评价、验收等系列技术规范与标准体系，建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，提升煤矿安全水平。
随着工业4．0的提出，工业发展与智能技术、信息技术绑定也可谓是大势所趋。智能化矿山建设就是在工业4．0的基础上实现煤炭行业在十四五期间高水平发展的一个重要方向和途径，煤矿智能化慢慢的变成了煤炭企业转型发展的必由之路。
智能矿山建设的一个重要基础是万物互联，解决了设备与设备的互联、传感器与传感器的互联、环境与设备的互联后，形成一张感知网、信息网及数据网，最终实现对所有设备的互联。
但是目前各系统间不同的设备装置具有不一样的操作系统，同一供应商不同时期提供的操作系统及应用也彼此不兼容，造成设备之间数据共享难，信息互通难，生产作业智能联动难，数据安全也有一定的问题。在操作系统方面，目前国内所有设备厂家都操作系统基本均采用国外的操作系统，通讯协议基本以国外厂商制定的通用通讯协议为主。归纳总结主体问题如下：
问题一：煤矿设备芯片、操作系统种类多，接入困难、均采用国外技术，被“卡脖子”风险极大
问题二：通信协议及数据格式不统一，数据采集难度大、数据量少，导致行业大数据技术应用受限，制约数据价值挖掘
问题三：随着智能化深入，入网设备增多，国外操作系统安全漏洞补丁滞后，预留后门，存在数据被窃取、系统被控制的问题
为解决操作系统不统一问题、通讯协议方面的“七国八制”问题、各子系统相互连通问题。矿鸿操作系统应运而生，矿鸿操作系统是面向矿山终端的新一代工业物联网操作系统，为不同设备的智能化、互联与协同提供了统一语言，首次实现一套系统覆盖大大小小的设备，一套协议让不同设备数据共享，让矿山终端、矿工、云端服务之间安全可信的互联互通和智能协作。
1）矿鸿分布式软总线：基于工业设施物理传输链路，以Ethernet、蓝牙、wifi等底层链路为基础，定义煤矿设备的自发现、自连接、自组网等功能提供统一的数据传输通道，对上屏蔽各种硬件设备的通信方式差异，最大化简化行业应用开发、以及应用间数据交互的难度。
2）矿鸿分布式数据管理：给应用程序数据和用户数据，提供跨设备（跨节点，无需上云）的分布式数据框架。在工业级国产操作系统中，多个不同设备可动态组成一个分布式系统；在该分布式系统中，应用程序能在单一设备中任意访问或修改其它设备上数据（同应用）。分布式数据管理适应于各种软硬件资源，向应用程序提供安全、可靠的最佳数据访问体验。
3）矿鸿高可靠高安全特性：矿鸿操作系统从应用、设备组网认证、内核防护等多维护的安全能力；具备达到国际EAL5＋级别的安全微内核，满足行业应用从开发、安装、使用的全生命周期安全防护和权限管理，为设备在企业内网内使用的身份认证提供凭据管理能力。
4）多信道通信备份：矿鸿操作系统提供“有线＋无线”双通信信道的主动选择和备份，基于智能网络质量预测，动态融合Wi－Fi、BT、蜂窝、Ethernet的能力。煤矿行业应用无需感知网络变化，操作系统提供无缝平滑的网络接续，提供最稳定可靠的网络体验。
5）矿鸿数据通信协议：提供煤矿行业从端侧到云侧的统一自主可控、设备模型统一、安全可靠的煤矿机电设施网络传输、及互操作协议标准，煤矿设备统一的发现、互联、设备数据采集、设备设置、设备配置模型定义和管理等能力。
6）矿鸿分布式编程框架：分布式编程框架给设备厂商带来全新体验和全新交互方式的新型UI开发框架，可促进设备厂商构建更智能的应用生态，解决了传统的以APP为主体的单设备编程模型，实现支持以原子化服务程序为主体，跨设备正常运行的分布式编程框架。在矿鸿操作系统中，不同设备可动态组成一个分布式运行系统，该编程框架只需要开发者进行一次编程开发，编译后的原子化服务程序便可在用户多个设备上自适应运行。
基于矿鸿操作系统的特点，当前在矿山智能化建设过程中，已应用于很多场景中，比如：
1．煤机设备控制，通过支持矿鸿的手机，一碰读取设备参数，手机控制设置，提升设备的运维效率
2．皮带机远控，手机碰一碰井上的皮带运输控制器标识，实现远程控制，参数查询和操作设置，提升效率
3．无人巡检，实现传感器等装备智能化机器人巡检，数据自动采集，自动分析，提升巡检效率
4．系统远程升级，通过管控平台实现设备的系统远程升级，避免井下设备拆卸升级，提升效率
矿鸿操作系统作为面向矿山行业的多种设备的工业物联网操作系统，通过煤矿行业终端设备的智能化、IP化，实现IT／OT的网络融合，对煤矿生产环境中设备、系统、环境等各类数据来进行全面采集融合，实现人—机、机—机万物互联的数字化，推动煤矿全行业智能化水平提升。（投稿人：谷新亮）