（1）煤炭工业软件发展环境分析：我国的软件和信息技术服务行业正处于高速发展的成长期。在以云计算、互联网、大数据分析等新技术的推动下，将会引发我国新一轮软件和信息技术服务行业的大发展，特别是引发基于移动互联网的信息服务业的发展，包括应用软件服务，平台提供服务，提供网络应用后台资源服务等。

我国的软件和信息技术服务行业的下游用户需求已经由基于信息系统基础构建转变成基于自身业务特点和行业特点的业务发展需要，因此各行业对于以行业特点为核心应用软件、信息技术、跨行业的管理软件和基于现有系统的专业化服务呈现出旺盛的需求。软件和信息技术水平发展快，更新换代迅速。

我国工业软件发展环境不断向好、产业保持良好增长态势、产业结构不断调整优化，软件在工业领域的“赋值、赋能、赋智”的作用日益凸显，随着各项国家战略的发布实施，我国工业软件进入快速发展期。经过行业内企业多年来坚持不懈的自主创新，我国煤炭行业安全生产管理信息化领域在软件产品研发和项目实施等方面已取得了长足的进步，行业技术水平不断提高。鉴于我国煤炭开采条件的复杂性、多样性及以地下开采为主的特点，采用自主GIS平台进行行业应用软件研发的企业获得了良好的发展空间，特别是在信息技术、地球科学与煤炭行业专业知识的融合研究与应用方面，已经取得了国际先进水平的研发和应用成果，在本土化方面拥有明显的先发优势。

根据国家发展改革委等八部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，明确煤矿智能化发展目标：2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控；到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输；到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。

随着煤矿智能化发展，各级煤矿安全监管监察部门和企业面临更高标准和更严要求的预判防控煤矿重大安全风险的艰巨任务,强化源头管控，从根本上消除事故隐患，通过实施超前辨识预判、提前预警、远程监管监察、精准现场检查等措施，提高风险防控能力，把安全风险管控挺在隐患前面，把风险隐患化解消除在萌芽之时、成灾之前，有效防范和遏制煤矿重特大事故。因此，煤炭工业软件进入智能化需要与发展新阶段。

中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国煤炭工业软件行业调研分析及投资战略预测评估报告》

（2）工业软件行业基本特点：工业软件具备强工业属性，软件是载体，工业是内核。工业软件源自于企业提质增效降本的真实需求，是长期工业化过程中知识与工艺的结晶，其本质是将工业技术软件化，软件只是其外在载体，工业才是其内核。工业软件在需求、知识、应用、数据等方面依赖工业体系。而工业本身是复杂度极高的行业，涉及到较多的技术、标准和规范，包括异构平台的体系结构、多种网络标准与协议、企业的私有管理信息库以及信息技术基础设施库、IT服务流程管理标准等，所涉标准广泛，上下游互相依存度高。

工业软件产业链由设备、网络、平台、软件、应用共同组成，工业软件需要实施在设备、网络、平台等基础设施之上，受到基础设施影响。例如传感器数据采集量与精度、工矿内外部网络接入情况、服务器算力大小等均会对工业软件实施效果产生影响。同时上游基础设施的进步也会带动工业软件的发展。

工业软件产品开发需要通过对客户软件服务行业的需求进行全面、细致和深入的理解后，总结出高度抽象的建模方法、形成科学合理的体系架构，进而实现框架和功能之间的分离，功能与数据之间的分离，应用与渠道之间的分离，实现对产品结构和功能的个性化与精细化的设计开发，形成精细产品。

总之，工业软件是工业知识的代码化表达，并在应用中不断优化。软件是智能化的载体，工业软件是智能生产/制造的核心。软件和信息技术服务行业的迅速发展，为工业软件行业提供了优越的基础发展环境，使国内的用户观念、信息传递更加先进，协同效应最大化，为工业软件行业的进一步发展提供了有力保障。

（1）煤炭工业软件行业技术现状及前景：在国家政策的支持下，经过行业内企业多年来坚持不懈的自主创新，我国煤炭行业安全生产管理信息化领域在软件产品研发和项目实施等方面已取得了长足的进步，行业技术水平不断提高。

我国煤炭开采条件的复杂性、多样性及以地下开采为主的特点造就了以北京龙软科技股份有限公司为典型代表的采用LongRuanGIS平台进行行业应用软件研发的企业，特别是在信息技术、地球科学与煤炭行业专业知识的综合应用方面，已经取得了国际先进水平的研发和应用成果。

1、煤炭工业软件在新技术方面的发展情况：

①分布式协同“一张图”技术逐步得到应用：基于统一GIS平台、统一空间数据库存储的“一张图”管理模式，提供了多源数据集成的煤矿GIS空间数据引擎，建立涵盖“采、掘、机、运、通”和“水、火、瓦斯、顶板”等各专业的统一数据存储；实现了基于版本机制的分布式在线协同更新，可支撑多终端、多人在线的矿图数据录入及编辑，安全、稳定的数据提交，满足煤矿所有专业人员同时在线协同编辑、多部门协同办公，大大提高煤矿空间数据的更新周期，最终实现多矿井、多专业的“一张图”协同集中管理；基于服务GIS、移动GIS支撑，提供桌面客户端、Web浏览器、移动终端等多种环境下的数据应用，可以随时随地实现对“一张图”数据的维护、浏览及查询；提供了统一的矿图标准规范体系及集中存储管理的一张图空间数据库，并采用面向服务架构实现了符合OGC国际标准的地理空间数据共享接口，可为各类矿山信息化系统提供“一张图”数据接口和系统集成服务。

②大数据分析技术应用场景增加：建立了大数据分析架构的矿山海量数据处理平台，可实现安全生产业务系统各种指标的量化分析，可以进行非定向条件指标类比分析，深层次挖掘各专业和监测监控数据中蕴含的内在规律，为企业技术和管理人员提供决策支持；建立了矿山安全生产实时诊断模型。通过“一张图”汇集的监测监控、综合自动化、生产采掘接续、安全管理等数据，建立了水害、火灾、冲击地压等预警模型，在人机环管四大安全生产要素实现综合集成的基础上，以安全生产法律法规、煤矿开采规程规范以及行业、企业管理标准为依据，对煤矿安全生产相关的信息进行采集汇聚、关联分析、探索挖掘、概括推理、综合展示，发现目前存在的安全风险和隐患，诊断推理风险与隐患发生的原因及可采取的处理措施，根据历史和现势对未来的安全生产形势进行预判和预警。

③管理软件云服务转型加速：云服务正在颠覆传统IT部署模式，通过租赁方式降低企业本地化部署和运维成本，优势不断凸显，得到越来越多企业的认可。很多企业不再通过外包开发一套系统，而是通过接入第三方企业云服务满足业务需求。随着供给端云计算创新服务加速落地以及需求端企业运用云服务控制成本、开展大数据等创新业务等需求增长，云服务加速落地。尤其随着互联网与各领域深入融合，B2B、C2B等快速发展，企业前端加快向销售线上化、社交化发展，后端的供应链与物流加快向平台化、数据化发展，提升自身系统的管理信息化水平成为企业业务顺利开展的保证。

④管理软件平台化成为重要发展模式：基于软件平台构造以产品、资源和服务为核心要素的产业生态体系成为构筑新竞争优势的重要手段，大型管理软件企业不断加快平台建设，推动平台化趋势深化发展。企业信息化的快速发展使得企业普遍存在多个系统，推动多个系统间的数据整合和协同发展成为很多企业亟待解决的重要问题。管理软件平台的建立，将加快不同系统的整合，通过模块化、标准化加快插件化管理，增强软件模块的可复用性、提升软件的开发效率，并促进不同系统间的沟通协调，更好满足企业业务多元化、复杂化的要求。

⑤新技术应用促使行业管理模式变革：移动互联网、云计算、大数据等新兴信息技术的发展给企业管理软件带来重大创新。大数据的应用为企业提供内容管理、数据分析、运营决策优化等服务，改善企业运营质量、市场能力和服务水平，在企业客户群体中得到认可。移动智能终端开始部分取代传统PC端并成为更方便、更快捷的交互终端，移动应用实现“即时管理”和“全覆盖管理”，给企业管理模式带来重要变革。

2、煤炭工业软件在智能开采应用方面的发展情况：我国煤炭智能化开采技术从2010年起分别经历了可视化远程干预（1.0时代）和工作面自动找直（2.0时代）两个技术阶段，目前正处于向透明工作面（3.0时代）研究过程中，最终将进入透明矿井（4.0时代）的技术阶段。

智能化开采技术3.0时代在2016年开始准备的国家重点研发计划“煤矿智能开采技术研究与装备研发”中提出，按照“产学研用”模式，由天地科技股份公司牵头，联合神华神东煤炭公司、北京大学、陕煤化黄陵矿业公司、兖矿集团、阳煤集团和龙软科技等国内相关领域实力强大的19个单位开展基于煤矿“透明工作面”的智能开采技术研究与装备的研制。

智能化开采技术3.0时代是针对煤矿井下围岩状态感知及生产装备控制难题，主要研究基于透明工作面的高精度三维地理模型构建、智能开采控制和超前巷道智能化协同支护等技术，研制支撑智能化安全生产的地理信息系统和设备定位装置、综采成套装备智能控制系统、智能化超前支护等装备。

3、未来发展趋势P

1）软件投入占信息化总投入的比例将逐渐提高：就煤炭行业信息化而言，目前我国煤炭行业信息化中网络设备和硬件投入的比例较大。一方面，部分中小型煤矿目前还未完成基础建设及系统建设，对于硬件的需求量仍然较大；另一方面，由于煤矿井下特殊的环境，硬件的使用寿命较短，更新速度较快。根据我国其他信息化水平较高的行业及发达国家的经验，随着信息化水平的提升，软件及服务占IT投资的比例将不断提升。可以预见的是，我国煤炭行业信息化水平的逐步提升将使软件及服务投入占煤炭行业信息化总投入的比例稳步提高。

2）大数据分析技术与GIS平台深度融合：提供分布式空间数据引擎，支持更大规模、更多种类的数据接入和存储，为大数据分析提供更多数据源；矿山业务需求与成熟大数据技术架构的深入融合；矿山大数据分析技术更加深入，与安全生产业务结合更加紧密，根据矿山业务特点提供相关预测模型，通过机器学习发掘现有专业经验之外的专业规律；更加丰富、酷炫的空间大数据可视化，提供二三维兼具、动静态兼具的大数据可视化效果，提供散点图、热力图等空间大数据可视化。

3）GIS技术与云服务架构深度融合：基于微服务架构，实现GIS服务更细粒度的弹性伸缩与灵活部署、稳定高效；云端、客户端一体化协同，“一张图”支持云环境下的在线协同，实现云端互联、协同共享，随时随地接入使用；行业公共云服务平台逐步发展成熟，以“云租用”方式向行业各类型用户，特别是中小矿山企业提供高品质的信息化服务，大大减少信息化项目的初次投入，降低信息化产品的使用门槛，提高信息化在行业发展中的推动作用。

4）一体化平台的应用将逐渐成为煤炭行业信息化发展的大趋势：近年来，国民经济与社会信息化迅猛发展对信息技术发展提出了更高的要求，信息化与工业化深度融合日益成为经济发展方式转变的内在动力。对于煤炭行业来说，由于煤矿井下恶劣的生产环境及复杂的地质构造，其安全与生产技术管理尤其重要，随着煤炭行业信息化的发展，煤炭生产企业信息化正由单一系统的应用向系统整合与业务协同转变。

对于煤炭行业安全与生产技术信息化来说，煤矿地理信息系统为煤矿井下数据的数字化及可视化提供了良好的载体，是煤炭行业安全与生产技术信息化重要的基础平台。通过地理信息系统将煤矿井下空间地理信息与传统MIS、煤矿井下重大危险源预测预警集成系统、煤矿综合自动化系统等进行有机的结合，实现了信息的实时共享，为煤矿安全生产及管理决策提供了快速、全面、有效的支持，形成了统一、集成的一体化平台。

5）加强煤炭绿色智能开采与清洁高效利用是煤炭工业发展的长期战略：煤炭是我国的基础能源和重要原料。煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。在我国一次能源结构中，煤炭将长期是主体能源。业内人士深刻认识和深入贯彻落实能源安全新战略，加强对煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化等基础理论研究，推动智能化成套装备与工业软件研发，促进行业向人才技术密集型转变。

4、核心技术与研发进展：

（1）全面、系统地提出了灰色地理信息系统的理论。基于井工开采空间数据的特点和安全生产全业务流程数据处理的需求，提出了灰色地理信息系统的理论及应用需要，研究了与此相应的数据模型、数据结构和系列化核心技术方法，克服了现有地理信息系统理论不能很好处理地下空间数据的缺点，为煤矿空间信息的动态修正和智能开采奠定了坚实的基础。

（2）在国内外首次构建了基于空间信息技术的矿区标准规范体系，实现了煤矿地理信息获取、处理、存储、分析、访问和表达的标准化以及不同用户和系统之间的数据共享和服务。

（3）研发了包括自动构建复杂地质构造三维动态地质模型和自动处理地测防治水、“一通三防”、采矿和供电设计图形及文档在内的系列化核心技术，解决了自适应动态修正煤层空间形态，使之“由灰变白”的技术难题，克服了CAD和非煤矿专用GIS处理空间信息自动化程度低、图文处理分离的缺点。

（4）在国内外首次实现了工业级别的多级架构分布式协同GIS“一张图”（包括移动GIS）图形处理和服务技术以及软件系统：基于协同化、流程化、一体化的思路，研发了与“采、掘、机、运、通”和“水、火、瓦斯、顶板”相关的图形处理与分析技术，构建了煤矿协同图形处理的网络数据传输通信机制与协同作业体系结构，解决了煤矿地理信息的共享性、一致性、完整性和现势性问题。

（5）在国内外首次全面研究并实现了透明化矿山构建的核心技术：通过二三维一体化机制建立了可动态构建、更新、连接煤矿三维地质模型、巷道模型和机电设备模型以及监测监控数据的算法，可实现多部门、多专业、多层面空间业务数据集成与应用；提出了构建透明化矿山的数据处理架构和机制，实现了二三维系统图形联动和地层、巷道、开采环境、机电设备等数据的动态更新和实时展示，使智能开采的远程井下巡检和可视化控制成为可能。

（6）研发了基于集团级的煤矿大数据可视化分析技术和系统：结合“人、机、环、管”和综合自动化、在线监测等静态、动态数据，构建了模型库和知识库，实现了对各类信息的展示、分析、推理，诊断并概括现势安全状态，预测未来安全形势，为煤矿安全生产保驾护航。

（7）在国内外首次研发了基于“一张图”和云服务的大型煤矿企业集团安全生产系统集成技术和具有自主知识产权的软件系统：基于地理信息服务与云服务架构技术，在“一张图”框架下，研发了具有插件式接入、弹性计算、服务自适应伸缩扩展、海量空间数据存储和管理能力的安全生产系统集成技术，可以有效支撑安全生产运营平台面向企业集团级的全面业务管控及深度分析挖掘需求。

（8）提出了基于融合策略与卷积神经网络相结合的深度融合网络核心技术方法，有效提升煤矿图像的清晰度和可视化效果，为井下图像的智能分析和应用奠定了坚实的基础。