系统概述
煤矿智能通风系统是山西中科联合工程技术有限公司基于数字孪生、边缘智能与多模态感知技术打造的矿井通风安全核心解决方案。系统通过激光甲烷传感器、红外热成像、超声波风速仪等多源感知终端，构建井下环境微秒级动态监测网络，实时采集瓦斯浓度、风速风压、设备状态等 18 类参数，并依托 AI 通风网络解算引擎与三维可视化引擎，实现通风系统的全域透明化管理与智能化调控。
系统核心功能包括：
动态监测：实时映射通风拓扑、设备状态及人员动线，构建 “数字孪生通风体”；
智能解算：基于非稳态流体力学仿真优化风量分配，精准调控主 / 局扇、风门等设备；
应急响应：瓦斯超限或火灾隐患时，15 秒内联动反风设施、隔爆水幕，一键切换应急模式；
数据驱动：通过云边端协同计算与强化学习模型，优化风机负载，降低能耗并提升能效。
该系统推动通风管理从 “人工巡检” 向 “数字驾驶舱” 转型，为智慧矿山提供安全、高效、节能的通风保障，助力煤矿实现本质安全与绿色发展。
产品架构
系统采用多层级解耦架构与云原生技术底座，遵循 ISA-95 工业互联网标准，构建 “感知 - 分析 - 决策 - 执行” 闭环体系：
感知层（先锋触角）：
部署激光甲烷传感器、红外热成像仪、超声波风速仪、振动监测器等高精度终端，实时采集通风环境与设备数据（如瓦斯浓度、风压、风机振动烈度）；
集成人员定位与视频监控（防爆摄像头），实现 “人、机、环” 全要素感知。
网络层（信息大动脉）：
采用 “有线 + 无线” 协同组网（工业以太网 + 5G），确保数据实时、稳定传输；
支持边缘计算节点本地化处理，降低云端负载，提升响应速度。
平台层（智慧大脑）：
数据中心：构建 “云边端” 三级数据湖，集成实时数据与历史档案，通过数据治理引擎清洗、标准化数据，形成通风参数字典与设备知识图谱；
智能算法引擎：内置斯考德 - 恒斯雷迭代算法、模糊 PID 控制、强化学习模型，实现风网解算、设备调优与风险预测；
数字孪生中枢：基于激光点云与 BIM 技术构建 1:1 通风系统虚拟镜像，支持 3D 动态展示、灾变模拟与调风策略预演。
应用层（智能操控台）：
提供三维通风首页，集成设备状态监控、环境参数看板、风流矢量分析与智能告警（分级预警 + 处置预案联动）；
支持主 / 局扇远程控制、风门智能闭锁、风窗阻力动态调节，以及避灾路线模拟与应急资源调度。
技术特性：
容器化部署与微服务架构，支持灵活扩展与快速迭代；
遵循 OPC UA 协议，无缝对接安全监控、人员定位等第三方系统；
提供开放 API 接口，实现数据共享与跨平台协同。
产品优势
多模感知，超融合预警
聚合气体传感、振动监测、AI 视觉等多模态数据，通过深度学习神经网络跨维度挖掘隐患特征（如设备故障早期振动异常、瓦斯浓度与人员违规行为关联）。建立分级预警机制，异常时通过声光、短信、系统弹窗多方式告警，并自动定位隐患位置、推送处置指引，实现风险 “早发现、早干预”。精准调控，智抗灾变
自适应控制：基于粒子群算法与模糊 PID 引擎，动态匹配风量风压需求，主 / 局扇、风门协同调节精度达 95% 以上；
应急响应：内置灾变策略库，瓦斯超限或火灾发生时，15 秒内完成主扇倒机、风门闭锁、风流重定向，构建 “黄金响应圈”，最大限度降低灾害影响。
全息智感，孪生预控
数字孪生驱动：通过激光扫描与 5G 传输构建通风系统数字孪生体，实时注入风速、风压等数据，动态仿真风流路径与设备状态；
前置化管理：利用 CFD 流场仿真预演调风方案，通过灾变模拟（瓦斯爆炸、火灾）优化避灾路线，实现从 “事后处置” 到 “事前预控” 的转变。
三维风网，数据驱动解算
基于 GIS 与 BIM 技术构建高精度三维风网模型，实时解算巷道阻力、风量分配等参数，输出阻力分布云图与调风策略建议。风网分析从 “经验驱动” 转向 “数据精准驱动”，通风能效提升 15%-20%，能耗降低 10%-15%。全场景覆盖，智能化闭环
覆盖主风机、局扇、风门、风窗等全设备类型，提供 “状态监测 - 故障预警 - 远程控制 - 能耗分析” 全生命周期管理。例如，主风机监控支持一键倒机、反风控制，局扇可根据人员定位自动切换 “有人供风 / 无人节能” 模式，实现按需供风、安全节能。开放兼容，服务体系完善
采用松耦合架构，支持与第三方系统（如综合管控平台、安全监控系统）无缝对接；
提供 “7×24 小时运维 + 个性化定制 + 系统化培训” 全周期服务，技术团队含博士、硕士等高端人才，保障项目高效落地与持续优化。
技术实力与应用价值
山西中科联合工程技术有限公司拥有 68 人专业技术团队、200 余项知识产权及多项行业资质（如电子与智能化工程承包资质），服务覆盖国家能源集团、中煤集团等头部企业。通过智能通风系统，煤矿可实现：
安全提升：瓦斯超限预警准确率达 98%，灾变响应时间缩短 80%；
效率优化：通风系统调节效率提升 50%，人工巡检成本降低 60%；
节能降耗：主扇能耗降低 12%-18%，年节省电费超百万元；
管理升级：全流程数字化管控，满足智能化矿山验收标准，助力企业绿色低碳转型。
该系统以技术创新为核心，以安全高效为目标，成为煤矿智能化建设的核心基础设施，引领行业向 “智能呼吸、本质安全” 迈进。