1、 背景介紹

神東煤炭集團作為國家能源集團的核心煤炭生產企業，橫跨蒙陜晉三省能源富集區，管理13個大型礦井，其中9個為千萬噸級礦井，7個位列全國前十。集團下屬13礦11洗煤廠，裝備28個綜采智能工作面（包含全球最大井工礦）、18套洗選分選系統、105個倉儲設施和18套裝車系統，設備總量達10145臺/套，實時數據測點超過123萬個。在煤炭行業智能化轉型和中美技術貿易戰背景下，原有依賴國外工控軟件的系統架構面臨嚴峻挑戰。

2、 目標與原則

在實施涵蓋十三礦的大型數據平臺項目中，我們面臨的核心挑戰在于如何安全、高效地處理海量數據的存儲與集成，并確保系統的長期穩定與可擴展性。為此，項目組在技術架構與實施策略上進行了針對性創新。針對各礦數據量巨大且接入步調不一的現實，我們摒棄了傳統的一次性集中存儲方案，創新性地采用了“分步式、雙階段”數據存儲策略。在初期測試與數據接入階段，將所有數據先統一匯聚至中心服務器進行集中處理與校驗，同時利用冗余服務器進行實時鏡像，此舉有效降低了多節點直接接入的復雜性，保障了系統在磨合期的穩定運行，并為數據規范的統一奠定了基礎。待各礦數據流穩定后，系統平滑過渡到后期優化模式：各礦數據流不再經由中心節點轉發，而是直接、并行地分別寫入中心服務器與冗余服務器。這一架構巧妙地通過鏡像技術實現了數據的異地雙活，不僅極大地減輕了中心服務器的吞吐壓力，避免了單點瓶頸，還顯著提升了數據寫入效率和系統的整體容災能力。這一實踐為我們積累了寶貴的建設經驗：首先，面對大規模、分布式系統的集成調試，采用分階段的平滑過渡策略而非“一刀切”的顛覆式上線，是控制風險、確保成功的關鍵。其次，在軟硬件配置上，應前瞻性地規劃其擴展性與冗余能力，確保架構能隨業務增長而靈活演進。最后，在測試驗收環節，必須制定與各階段目標嚴格對應的驗收標準，從數據一致性、系統性能到故障切換能力進行全方位驗證。總之，本方案的成功證明，通過精心設計的、具有彈性的技術架構與審慎穩妥的實施路徑，能夠有效破解大型復雜工程中的數據存儲與系統集成難題，為同類項目提供了可資借鑒的范本。

3、案例實施與應用情況詳細介紹

適用場景：

本解決方案構建的“神東集團信創SCADA智慧數字平臺”，通過多層次技術架構深度賦能能源煤礦行業。其業務應用始于全域數據采集與融合，平臺成功接入了神東13礦14井的10145臺/套設備，涵蓋采、掘、機、運、通、排水等所有生產環節，實時采集在用的123萬多個測點數據，為智能化應用奠定了堅實基礎。在海量數據存儲層面，平臺創新性地構建了高性能實時數據庫，成功實現了對123萬點變量數據的穩定、高效存儲，確保了生產歷史數據的完整可溯與快速調用。基于穩固的數據基石，平臺進入智能分析與決策核心層，通過部署礦壓預測、設備開機率分析等二十余項專業算法模型，對海量數據進行深度挖掘與計算，將原始數據轉化為指導生產作業、優化設備效能的直接洞察。最終，所有數據價值在集中監控與綜合可視化層得以呈現：平臺將GIS地理信息系統與人員定位、瓦斯監測、工業視頻以及掘進進度等生產要素深度融合，構建了統一的“安全一張圖”與“生產一張圖”，實現了全礦井安全生產狀態的集中監視、風險聯動管控和生產進度的透明化跟蹤，為礦井生產決策與執行管理提供了全方位、可視化的數據支撐。

技術特點：

1、KingSCADA 4.0采用RPC分布式網絡架構，網絡上的每一個節點都是一個SCADA運行系統，可以跨平臺部署，根據工程的網絡配置，執行不同的功能任務。

2、KingSCADA 4.0運行系統的總體結構是一個分層結構，采用層次化的體系結構能夠降低復雜性，增強系統的擴展性。運行系統的總體層次結構分為三層：

①擴展應用程序層：mess窗口 語音報警

②應用程序接口層：OPCUA SDK Web轉發服務

③運行系統核心組件層：實時庫 歷史庫 報警庫 采集器 畫面系統 腳本系統

3、KingSCADA 4.0支持雙機冗余，雙網絡冗余，采集雙設備冗余。

4、KingSCADA 4.0系統提供了基于角色的訪問控制，符合RBAC模型，通過定義不同的角色，不同角色擁有不同權限,不同用戶屬于不同的角色，來實現用戶的訪問控制。

核心優勢：

KingSCADA4.0平臺的開發采用QT+WOS基礎庫的框架代替老版本的MFC多文檔，實現整體系統的跨平臺。同時適配了多款國產CPU及國產操作系統，實現真正的自主可控。

KingSCADA4.0平臺對工程序列化做了兼容性處理，可以將原Win版的老工程平滑升級上來，減少工程開發工作量，同時保留了原SCADA開發習慣，減少老用戶的學習成本。

有獨立的IOServer采集平臺，支持跨平臺分布式部署，支持驅動定制，支持6000種以上設備協議。

產品支持數據模型、圖形模型，引用變量等，可以支撐工程快速開發，方便后期維護更新。

畫面局部刷新的做法解決畫面刷新卡頓問題，提升單畫面圖素承載力。

4、應用價值與效益
       應用效果：

該案例是方案業務代表性與高應用占比的集中體現。它不僅是“生產一張圖”的載體，更通過100% 覆蓋主要生產環節，將原先分散在各礦、各系統的控制功能集中統一，實現了生產報表生成效率96% 的提升和信息傳遞的秒級響應，徹底變革了傳統煤礦的生產指揮模式。

推廣價值：

亞控神東集團信創SCADA智慧數字平臺的成功實踐，鑄就了一個具備極高推廣價值的行業標桿。其核心價值在于實現了從底層硬件適配到頂層應用開發的全棧國產化，不依托任何國外技術，是響應國家“信創”戰略的典范之作。

經濟效益：

在直接經濟效益方面，通過實現全棧國產化替代和建立自主運維能力，系統成功打破了對外部供應商的技術依賴。據測算，項目實施后每年可節省上億元的系統運維外包成本，實現了從“資金輸出”到“能力內化”的根本轉變。同時，平臺大幅提升了生產管理效率，將生產報表的統計時間從原來的1天縮短至30分鐘以內，效率提升超過90%；通過移動端實時數據獲取，將信息傳遞效率提升至秒級，有效避免了因信息延遲造成的生產決策滯后，顯著降低了運營成本。

在間接經濟效益層面，解決方案將生產指揮人員從繁重的電話溝通和視頻監控工作中解放出來，使其能夠更專注于生產優化和應急指揮等價值更高的工作。這種工作模式的轉變不僅提高了人力資源的利用效率，更通過精準、實時的數據支撐，助力企業實現生產過程的精細化管理，為優化生產節奏、降低能耗物耗提供了數據基礎，從而持續創造經濟效益。

社會效益：

在關鍵技術突破方面，項目成功實現了工業控制系統的全棧國產化替代，攻克了數據采集、實時數據庫、計算分析平臺等核心技術的"卡脖子"難題。這一突破不僅證明了國產工業軟件完全能夠滿足高端工業場景需求，更提振了行業對國產技術路線的信心，為我國工業體系自主可控奠定了堅實基礎。

在成果轉化與產業帶動方面，項目構建了完整的國產工控軟件生態體系，形成了可復制、可推廣的解決方案。通過將煤炭行業的成功經驗向能源、制造、交通等領域拓展，有效帶動了國產工業軟件產業的發展，培育了一批具有核心競爭力的本土企業，為構建安全可控的產業生態提供了有力支撐。

在標準建設與行業引領方面，項目探索出的"業務主導、技術賦能"實施路徑和"先規劃、后替代"方法論，為行業提供了可借鑒的標準化范式。這些實踐經驗正在通過行業交流、技術推廣等渠道形成事實標準，引導行業走向科學化、規范化的數字化轉型道路。

在社會服務與人才培養方面，項目通過知識轉移和技術培訓，為企業培養了一批掌握核心技術的復合型人才，建立了可持續的自主創新能力。同時，項目的成功實施提升了煤炭行業安全生產水平，通過智能化減人、智能化換人，從根本上改善了礦工工作環境，為提升行業本質安全水平作出了積極貢獻。