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矿山生态环境数字孪生:内涵、架构与关键技术
被引量：
14
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作者
李全生
刘举庆
+4 位作者
李军
张成业
郭俊廷
王兴娟
冉文艳
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3859-3873,共15页
在双碳国家战略和新一代信息技术广泛应用的时代背景下,体系化、精准化和智能化是矿山生态环境治理的重要发展方向。我国矿山生态环境治理长期以来开展了较为丰富的信息化建设,但仍然面临缺乏综合性监测体系、生态演变建模不准确、生态...
在双碳国家战略和新一代信息技术广泛应用的时代背景下,体系化、精准化和智能化是矿山生态环境治理的重要发展方向。我国矿山生态环境治理长期以来开展了较为丰富的信息化建设,但仍然面临缺乏综合性监测体系、生态演变建模不准确、生态治理依赖专家经验、无信息化决策工具等问题。据此,提出了矿山生态环境数字孪生(Digital Twin of Mine Ecological Environment,DTME)的科学内涵,并介绍了其总体架构、功能特点与系统构建关键技术。定义了矿山生态环境数字孪生是以天-空-地多源监测、人工智能建模为基础,在虚拟空间建立与现实矿山生态环境要素一一对应、演变过程相互映射、作用机制相互匹配的孪生系统,进而通过方案优化或反馈控制支持矿山生态环境全过程科学治理。详细介绍了DTME的总体架构,包括物理矿山生态环境、监测终端、孪生数据、信息链路、云边端服务、虚拟矿山生态环境和控制终端7个组成部分。DTME以现实应用需求为导向,具有矿山生态质量动态监测与体检、生态演变模拟与影响因子解析、生态变化过程预测、生态风险预警、智能分级分区生态修复、生态修复效果评价和生态环境监管等功能。最后,归纳了构建矿山生态环境数字孪生系统涉及矿山生态数字底座搭建、矿山生态数字场景构建、矿山生态演变过程模拟与预测、矿山生态治理智能决策4方面关键技术。DTME的应用将支撑矿山生态全过程治理的感知、表达、监测、模拟、仿真、预测与控制,有望大幅提高治理质量和效率。
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关键词
矿山生态环境治理
数字孪生
人工智能
模拟仿真
推演预测
智能决策
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职称材料
题名
矿山生态环境数字孪生:内涵、架构与关键技术
被引量：
14
1
作者
李全生
刘举庆
李军
张成业
郭俊廷
王兴娟
冉文艳
机构
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
Department of Geomatics Engineering
北京低碳清洁能源研究院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3859-3873,共15页
基金
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室开放基金资助项目(GJNY-20-113-14)
国家自然科学基金资助项目(42271480)
中央高校基本科研业务费资助项目(2022JCCXDC04)。
文摘
在双碳国家战略和新一代信息技术广泛应用的时代背景下,体系化、精准化和智能化是矿山生态环境治理的重要发展方向。我国矿山生态环境治理长期以来开展了较为丰富的信息化建设,但仍然面临缺乏综合性监测体系、生态演变建模不准确、生态治理依赖专家经验、无信息化决策工具等问题。据此,提出了矿山生态环境数字孪生(Digital Twin of Mine Ecological Environment,DTME)的科学内涵,并介绍了其总体架构、功能特点与系统构建关键技术。定义了矿山生态环境数字孪生是以天-空-地多源监测、人工智能建模为基础,在虚拟空间建立与现实矿山生态环境要素一一对应、演变过程相互映射、作用机制相互匹配的孪生系统,进而通过方案优化或反馈控制支持矿山生态环境全过程科学治理。详细介绍了DTME的总体架构,包括物理矿山生态环境、监测终端、孪生数据、信息链路、云边端服务、虚拟矿山生态环境和控制终端7个组成部分。DTME以现实应用需求为导向,具有矿山生态质量动态监测与体检、生态演变模拟与影响因子解析、生态变化过程预测、生态风险预警、智能分级分区生态修复、生态修复效果评价和生态环境监管等功能。最后,归纳了构建矿山生态环境数字孪生系统涉及矿山生态数字底座搭建、矿山生态数字场景构建、矿山生态演变过程模拟与预测、矿山生态治理智能决策4方面关键技术。DTME的应用将支撑矿山生态全过程治理的感知、表达、监测、模拟、仿真、预测与控制,有望大幅提高治理质量和效率。
关键词
矿山生态环境治理
数字孪生
人工智能
模拟仿真
推演预测
智能决策
Keywords
governance of mine ecological environment
digital twins
artificial intelligence
modeling and simulation
deduction and prediction
intelligent decision
分类号
TD167 [矿业工程—矿山地质测量]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
矿山生态环境数字孪生:内涵、架构与关键技术
李全生
刘举庆
李军
张成业
郭俊廷
王兴娟
冉文艳
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
14
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