最新觀點丨王國法院士：建立煤炭智能柔性開發供給體系

我國在推進高質量發展進程中，受產業調整和能源轉型等影響，煤炭市場波動異常劇烈，亟需建立以煤礦智能化爲支撐的煤炭智能柔性生產和供給體系，充分發揮煤炭爲能源安全兜底、爲國家安全兜底的保障作用。

近日，王國法院士團隊在剖析提升煤炭高質量穩定供給能力存在的主要問題後，提出了煤炭智能柔性開發供給技術體系與建設思路，建立了煤炭智能柔性開發供給響應模型，提出了煤炭智能柔性開發供給運行模式。相關研究成果以《煤炭智能柔性開發供給體系模型與技術架構》爲題(點擊“閱讀原文”下載全文）發表於《煤炭科學技術》2021年第12期。

我國煤炭資源開發供給的不均衡和需求變化的不確定給能源安全穩定供給帶來巨大挑戰，主要表現在：煤炭生產區域不均衡加劇了煤炭供需的區域性失衡局面；煤炭需求季節性波動和時段性緊張局面加劇；煤炭對能源調峰作用的重要性逐年凸顯，增強了構建煤炭智能柔性供給體系的迫切性與重要意義。

研究定義煤炭智能柔性開發供給體系爲：將新一代信息技術與煤炭開發、運輸、倉儲、需求預測等進行深度融合，建立以數字化爲基礎、智能化賦能的多層次網狀煤炭開發供應鏈，實現對煤炭需求的超前精準預測，並基於預測結果對煤炭生產、運輸、倉儲等進行自動智能優化調節，實現煤炭資源安全、高效、穩定、柔性供給。

煤炭開發供給柔性度計算邏輯

煤炭智能柔性開發供給體系以煤礦生產系統柔性和運輸柔性爲核心，以煤炭開發供給柔性度爲基礎，以物聯網、大數據、區塊鏈等新一代信息技術爲代表的支撐技術和以橫向集成、縱向擴展等使能技術爲支撐，實現煤炭供給的智能柔性生產、安全穩定供給、動態供需平衡目標。

煤炭智能柔性開發供給體系架構

煤炭智能柔性開發供給支撐技術主要包括生產端支撐技術、運輸端支撐技術、消費端支撐技術及基礎平臺支撐技術。

1)生產端支撐技術。智能化柔性煤礦是煤炭智能柔性開發供給體系的關鍵，建設智能化柔性煤礦仍需深入開展井下海量多源異構數據融合分析、複雜環境與開採系統耦合機理、重大危險源致災機理與智能預測預警等基礎理論研究，並對井下智能地質探測儀器、高可靠性智能採掘裝備、井下防爆作業重載機器人等短板技術進行攻關，解決制約複雜條件煤礦智能化發展的理論與技術短板；加大對高端綜採綜掘智能化裝備、智能化無人值守運輸提升裝備、重大災害應急救援智能裝備和煤礦機器人等重大裝備的研發和應用，爲煤礦智能化建設提供高可靠性的先進裝備保障；建設安全、共享、高效的全國煤礦大數據中心，開發煤礦多源異構數據的深度融合處理與高效利用技術、煤礦系統裝備雲端運維的遠程專業化分析處理等增值服務，形成煤礦全時空多源信息實時感知，安全風險雙重預防閉環管控，生產運營全流程人-機-環-管數字互聯高效協同，智能決策自動化運行的能力和高質量運行新模式。

2)運輸端支撐技術。構建煤炭智能物流運輸體系需要從煤炭企業自營鐵路建設、公路運輸建設、港口建設等多個方面入手，共同推動煤炭物流運輸數字化、網絡化和智能化水平提升，形成高效的煤炭物流運輸系統。煤炭企業自營鐵路需建設機車車載數據傳輸系統、車輛調度和導航系統、鐵軌故障預警系統等；鐵路運輸專線要加快5G、物聯網、自動駕駛技術的研發推廣應用，大力提高列車安全、穩定和智能化調度運行水平；構建覆蓋全國的煤炭運輸地理信息平臺和感知網絡，推進鐵路、公路、水路運輸數字化展現。深度挖掘5G、物聯網、大數據、區塊鏈等技術在煤炭物流體系的運用潛力，研究基於區塊鏈架構的“供應鏈-物流鏈”雙鏈融合技術、基於大數據分析的智能化物流運營管理新模式，整合煤礦、鐵路、公路、水路和港口信息資源，提高煤炭物流應急、調度、決策、監控分析和管控能力。

3)消費端支撐技術。將電廠、化工、鋼鐵、建材等重點耗煤用戶納入監控體系，基於區塊鏈技術的分佈式採集存儲及去中心化的思想，建設國家級煤炭消費智能監測系統，制定信息採集與傳輸、存儲、共享與交換、服務等相關標準，保證煤炭的產-運-儲-銷-用數據全生命週期管理與多源異構數據的深度融合及高效利用，基於重點用煤行業、企業、區域的煤炭消費大數據，建立煤炭消費預報、預警技術體系，爲煤炭產-運-儲-銷-用全鏈條柔性供給提供信息和決策支持。

4)基礎平臺支撐技術。構建全國煤炭供需監測預警平臺(中心)，涵蓋生產端、運輸端、銷售端、用戶以及物流服務商、銀行保險金融機構等各環節，將現有的煤炭行業和區域級交易統一納入其中；基於新一代信息技術實現對煤炭的存量信息、消耗量信息、交易信息等全面及時可靠採集，對煤炭的實時交易信息進行監管；基於區塊鏈技術實現煤炭交易的透明化、公平化，提高市場對煤炭供需的引導水平。研究廣覆蓋的多樣用能精準監控技術，基於AI數據驅動模式的用能負荷精準預測，藉助5G低時延、廣覆蓋的特性，結合人工智能技術的強感知、挖掘、預測能力，在獲取海量用戶數據基礎上對能源、煤炭消費情況做出精準預測，實現煤炭流動展示、煤炭生產消費戰略推演模擬等，建立煤炭供需科學決策體系。

煤炭智能柔性開發供給體系運行主要包括4個方面：①進行智能化煤礦可柔性調節科學增產潛能評估和備案；② 建設“煤礦-集團-省級-國家級”煤礦生產和交易智能化平臺，進行安全生產、 高效產能精準分析及預測，實現供需信息共享；③建立生產、銷售、運輸和消費監測分析服務機構與機制，確定合理的供應鏈柔性度；④強化政府指導調節和政策激勵機制。

智能柔性煤炭開發供給體系運行方式

這項研究得到了國家自然科學基金、中國煤炭科工集團科技創新創業專項資金的資金支持。

引用格式：王國法,趙路正,龐義輝,等.煤炭智能柔性開發供給體系模型與技術架構[J].煤炭科學技術,2021,49(12):1-10.

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