为什么煤矿数字化选 TDengine？恒达智控用 3 组数据给出了答案（+18%、-42%、-30%）

小T导读：针对智能化综合管控平台在融合大数据、人工智能技术与煤矿开采业务上，面临的子系统融合难、数据孤岛严重、数据利用率低等核心问题，以及传统数据管理方式无法适配智能化需求、数据存储 / 查询 / 分析效率亟待提升的严峻挑战，恒达智控打造了以 TDengine TSDB 时序数据库为核心的数据解决方案。该方案不仅实现查询速度毫秒级响应，将存储成本降低至原来的 20%，极大优化了数据处理流程、高效破解了其数据难题，更彰显了恒达智控在工业数字化领域的技术实力与场景落地能力，为煤炭行业智能化转型提供了可复制的实践范本。

背景和痛点

作为 1999 年成立、拥有 26 年煤矿智能化领域技术积淀的国际领先服务商，恒达智控长期深耕煤矿场景数字化解决方案。在煤炭行业加速向智能化转型的大背景下，我们始终围绕新型现代化矿山建设目标，以信息化手段推动煤炭工业向更安全、更高效的方向发展。

当前，煤炭行业正处于智能化转型关键期。以信息化带动工业化、建设新型现代化矿山是行业发展必然趋势——这既是提升矿山安全保障、实现高产高效的刚需，也是增强企业核心竞争力的关键举措。为此，融合大数据、人工智能等前沿技术的智能化综合管控平台应运而生，它可打通煤矿生产数据的采集、分析链路，助力行业向绿色、智能、可持续方向发展。

但在具体推进过程中，我们也清晰地看到，智能化建设并非一蹴而就。在实际项目落地中，我们面临着一系列现实挑战：一方面，煤矿内部安全监测、自动化控制等子系统相互独立，形成数据孤岛，各类数据无法共享流通，导致数据综合利用难度极大；另一方面，数据缺乏有效整合分析，大量价值信息被埋没，既造成资源浪费，也制约了精细化管理与决策效率，难以匹配现代化矿山的发展需求。

为什么选择 TDengine TSDB？恒达智控的场景化选型逻辑

煤矿生产环境复杂，地面与井下分布着大量传感器、监测设备和自动化系统，持续不断地产生海量时间序列数据，每秒可能涌入数千至数万条记录。而且随着智能化建设不断推进，监测点规模持续扩大，数据量更呈指数级增长。同时煤矿生产又不能轻易中断，任何数据延迟、缺失或系统故障，都可能影响安全预警和调度指挥。

在这样的业务背景下，煤矿智能化综合管控平台对数据库的要求集中在高性能、可靠性、可扩展性与易集成四个方面。数据库必须在高并发场景下支持快速、稳定的读写，以毫秒级或秒级响应实时监控与分析需求；具备强大的容错能力、备份与恢复机制，确保在任何故障情况下数据不丢失、系统不间断；能随业务发展轻松进行水平与垂直扩展，应对未来指数级增长的数据规模；同时还需具备良好兼容性和易维护性，可与现有系统无缝对接，降低集成与运维成本，保证平台长期稳定高效运行。

主流时序数据库调研对比

在选型过程中，我们对目前市场上的主流时序数据库进行了全面深入的调研，包括 InfluxDB、OpenTSDB 等：

• InfluxDB 虽然在时序数据的写入、查询性能及扩展性方面有一定优势，但存在一些明显的缺点。在数据更新方面存在限制，不支持直接覆盖历史数据点，只能通过删除重写的方式进行更新，这在实际操作中较为繁琐。去重机制可能导致新写入的数据被静默覆盖，需要严格保证时间戳的唯一性，否则容易造成数据丢失。查询功能上也存在一定局限，多表关联能力较弱，复杂分析需要配合 Telegraf 等工具才能完成，聚合函数的灵活性不如一些 OLAP 数据库 。

• OpenTSDB 则基于 HBase 作为核心平台来存储和检索时序数据，在分布式和可伸缩性方面有一定优势，支持秒级数据采集和永久存储。它的性能不如 InfluxDB 和 TDengine TSDB 等专用时序数据库，并且基于 HBase 带来了复杂的安装与维护流程，存储效率和查询性能也远低于理想水平 。

TDengine TSDB 的优势

经过严谨的性能测试和多方面对比，我们发现 TDengine TSDB 展现出了诸多突出的优势。在读写速度上，TDengine TSDB 表现卓越，其创新的设计使其写入性能远超同类产品，能够快速处理海量的时间序列数据写入请求。在我们的实际测试中，TDengine TSDB 的写入速度比 InfluxDB 快 420%，能够轻松应对煤矿生产中高频率、大规模的数据写入需求 。

此外，TDengine TSDB 采用了先进的数据压缩算法和存储结构，存储效率也非常高，有效节约了数据存储空间。与其他主流时序数据库相比，其能够将我们的存储成本降低至原来的 80%。

TDengine TSDB 落地实践

平台架构

我们的智能化综合管控平台以 TDengine TSDB 为数据存储与处理核心，通过多层级组件协同，构建了高效稳定的系统架构。

• 在我们的智能化综合管控平台中，TDengine TSDB 处于数据存储与处理的核心位置，与其他关键组件协同工作，构建起一个高效稳定的系统架构。我们数据采集层负责从煤矿各类设备和传感器中收集数据，这些设备包括采煤机、刮板输送机、通风机等，传感器则涵盖瓦斯传感器、一氧化碳传感器、温度传感器等。采集到的数据通过 MQTT、HTTP 等协议，被实时传输到数据接入层 。

• 作为数据进入平台的入口，数据接入层对采集到的数据进行初步处理，包括数据格式转换、数据清洗等操作，以确保数据的准确性和一致性，然后将处理后的数据高效地写入 TDengine TSDB。

• TDengine TSDB 采用分布式集群架构，由多个数据节点（dnode）组成，每个 dnode 包含多个虚拟节点（vnode），负责实际的数据存储和处理。这种设计不仅提升了数据存储和处理的能力，还通过多副本机制保证了数据的高可用性和可靠性。在查询数据时，TDengine TSDB 能够快速响应，为上层应用提供毫秒级的查询服务。

• 数据处理层基于 TDengine TSDB 强大的计算能力，对存储的数据进行实时分析和处理，包括数据聚合、统计分析、异常检测等操作。通过内置的流计算引擎，能够实时处理写入的数据流，实现数据的实时洞察和预警 。

• 上层应用则是面向我们煤矿管理人员和操作人员的交互界面，通过 Web 端和移动端，提供实时监控、数据分析报表、设备管理、安全生产管理等功能。用户可以直观地查看煤矿生产的各项数据和指标，及时做出决策和调整 。

数据模型

我们结合煤矿生产的实际业务需求来应用 TDengine TSDB：

• 针对不同类型的传感器，我们创建对应的超级表，以此统一管理所有传感器的时序数据 —— 超级表中以时间戳为核心字段，搭配设备标识、传感器数值等信息，精准记录数据采集的全维度信息。

• 针对每个采煤工作面，我们基于超级表创建对应的子表，同时通过标签（如工作面编码）区分不同采煤设备：既实现了所有工作面同类型传感器数据的统一管理与批量查询，也能快速定位单台设备的具体数据。

借助这样的使用方式，TDengine TSDB 可高效承载煤矿生产过程中产生的海量时序数据，同时保障数据存储与查询的高效性，为后续的生产数据分析、业务决策提供稳定的数据支撑。

落地效果

以下是我们依托 TDengine TSDB 搭建的智能化综合管控平台的落地效果，其数据可视化成果可通过下方平台大屏直观呈现：

• 毫秒级查询响应：依托 TDengine TSDB 的存储与索引能力，设备运行状态等数据可毫秒级返回，支撑平台 “近一周运行工况排名” 等模块的实时数据更新，保障管理人员即时掌握设备动态。

• 高并发数据写入：应对采煤机等设备每秒数十条的传感数据输出，保障海量数据实时、无积压地存储，支撑平台 “累计分析超 39 亿条数据” 的稳定运行。

• 实时流计算分析：通过内置流计算能力，可实时识别生产异常（如运输皮带负载过高），自动触发预警并调整设备参数，保障生产流程连续稳定。

• 数据实时订阅推送：支持设备 / 生产环节的数据订阅，异常数据触发后通过多渠道推送通知，保障相关人员第一时间响应。

• 分级存储管理：按数据使用频率分级存储，既保障实时数据的高速访问，又降低历史数据的存储成本，优化平台存储资源配置。

业务价值

TDengine TSDB 帮助我们解决的核心业务场景有以下三个维度：

• 安全监测：依托 TDengine TSDB 实时存储的瓦斯、支架压力等安全传感数据，结合阈值规则触发多形式告警，筑牢安全生产预警防线。

• 设备运维：通过 TDengine TSDB 记录的设备运行参数（电压、振动频率等），对比实时与历史数据提前识别故障隐患，实现预防性维护。

• 生产调度：基于 TDengine TSDB 整合的开采全环节数据（产量、设备状态等），支撑调度人员掌握生产全貌，优化流程并科学决策。

最终映射到实际业务收益上，达成了以下实质性成果：

• 生产效率提高 12%-18%，减少生产停滞时间，煤炭产量有效增长；

• 设备故障率降低 30%-42%，延长设备使用寿命，缩减维修与更换成本；

• 人力成本节省 22%-30%，自动化功能替代部分人工工作，优化人力资源配置。

结语

此次为煤矿行业实施的实践，不仅验证了 TDengine TSDB 在煤矿复杂场景下的适配性与优越性，更为煤炭行业数字化转型提供了 “数据驱动 + 技术赋能” 的可复制范本。未来，我们将继续深化与 TDengine 的合作，持续挖掘数据价值，推动智能监测、预测性维护、数字孪生等技术在矿山场景的深度落地，以更先进的数字化能力引领行业高质量发展，为建设安全、高效、绿色的新型现代化矿山注入持久动力。

关于恒达智控

郑州恒达智控科技股份有限公司总部位于河南郑州，是国际领先的综采工作面自动化控制技术成套装备供应商与煤矿智能化开采一站式解决方案提供商，专注于煤炭无人化智能开采控制技术和装备的研发、生产、销售及技术服务，主营电液控制系统、智能集成管控系统、液压控制系统、智能供液系统等产品，秉承 “客户至上、成就员工、艰苦奋斗、开放创新” 的核心价值观，致力于为煤炭智能开采、智慧矿山提供安全、高效、智能、绿色的技术装备及解决方案。

关于作者

智慧矿山部