（報告出品方/作者：民生證券，呂偉、李哲）
1 新基建加速布局，礦山智能化成為發展趨勢
1.1 礦山向數字化智能化轉型
智能礦山基于現代智能化理念，關注效率問題、安全問題和效益問題，将物聯網、雲計算、 大資料、人工智能、自動控制、工業網際網路、機器人化裝備等與現代礦山開發技術深度融合，形 成礦山全面感覺、實時互聯、分析決策、自主學習、動态預測、協同控制的完整智能系統，實作 礦井開拓、采掘、運通、分選、安全保障、生态保護、生産管理等全過程的智能化運作。實作智 能礦山的核心要素是将現代資訊、控制技術與采礦技術融合，在紛繁複雜的資源開采資訊背後找 出高效、安全及環保的生産路徑，對礦井系統進行最佳的協同運作控制，并根據地質環境及生産 要求變化自動創造全新的控制流程。
1.2 始于 20 世紀 90 年代，目前處于局部智能化階段
大陸礦山開采曆經機械化、自動化、智能化的發展階段，其中，礦山智能化建基于礦山自動 化、資訊化、數字化所取得的成果。結合自動化礦山、資訊化礦山和數字化礦山發展的曆史背景， 可以将智能礦山的發展大緻劃分為 4 個階段。包括：
（1）單機自動化階段（20 世紀 90 年代）：該階段的典型特征為分類傳感技術和二維 GIS 平台得到應用、單機傳輸通道得以形成，實作了可程式設計控制、遠端集控運作、報警與閉鎖。
（2）綜合自動化階段（21 世紀初）：該階段的典型特征為綜合內建平台與 3D GIS 數字平 台得到應用、高速網絡通道形成，實作了初級資料處理、初級系統關聯、資訊綜合釋出。
（3）局部智能化階段（2010 年至今）：是目前中國礦山所處階段，此階段經曆了可視化遠 程幹預(1.0 時代)和工作面自動找直(2.0 時代)兩個技術階段，目前正處于向透明工作面(3.0 時代) 研究過程中。該階段的典型特征為 BIM、大資料、雲計算技術得到應用，實作了局部閉環運作、 多個系統關聯及專業決策。
（4）全面智能化階段（未來）：智能礦山 4.0 時代的到來，達到透明化礦井和全礦井控制協同化的水準。
1.3 煤礦智能化率先進入起步階段
礦山結構龐雜，可分為煤類礦山與非煤類礦山，而非煤礦山又可分為金屬礦山與非金屬礦山。 礦山類型複雜多樣，但由于煤礦和非煤礦在開采、排岩、運輸等多個關鍵環節相似較高，是以智 能化改造方式存在一緻性，且煤礦由于建設難度低且市場需求量大，其率先進行了智能化轉型。
普通煤礦發展成智能煤礦：（1）需要智能系統基站、遠端控制平台等基礎建設;（2）需要煤 機等裝備智能化改造或購置;（3）需要互動式資訊平台、資料分析系統平台等軟硬體建設;（4） 需要各子(分)控制系統和控制技術的互相銜接與融合，如綜采子系統、綜掘子系統、本機安全性授權、 提升子系統等融合形成整個礦山的智能化成套控制系統。其中涉及到 90 多個子系統，可以分為 3 部分：智能生産系統、智能職業健康與安全系統、智能技術與後勤保障系統。
1.4 智能礦山産業鍊全面更新，生産模式優化
智能礦山行業的産業鍊呈上遊零部件的适配性提升，與下遊需求指數級上升的雙重态勢。上 遊主要是系統內建中所運用的攝像頭、防爆計算機、防爆變頻器等零部件以及軸承、膠輪、外殼 等加工耗材的供應商，如寶信軟體等；下遊主要為煤炭、有色金屬等礦産資源的開采公司，如陽 煤集團（陽泉煤業）、陝西煤化、中國華能等；工業網際網路根據企業規模、生産條件、IT/OT 系統建設情況，打通礦産資源産運銷以及上下遊各環節，實作礦産子系統、整體生産、礦業集團經 營管理的多級優化。
上下遊高景氣的背景下，映射至礦山生産環節的智能化迫在眉睫。礦山生産環節可分為規劃 設計、采掘充填和運輸提升。
在規劃設計方面，目前市場上主流的礦山空間資訊處理軟體主要采用為機械和建築設計開發 的 CAD 技術，對空間資訊的服務較弱，随着煤類礦山智能化轉型，煤炭專用的 GIS 技術被研發 應用，從地質勘探到建井、掘進和回采，控制煤層的資料被更多收集，煤層的空間形态和屬性伴 随着一個由“不可見”變為“局部可見”，無限接近直至達到“透明”的過程。
在采掘充填方面，全面開展煤機智能制造，依托科技創新進行采掘運支提裝備、露天開采裝 備、煤礦自動化及電液控制裝備等産品的研發，以實作掘進和綜采工作面減人提效。
在運輸提升方面，智能礦山的礦井井下窄軌信号控制與排程以礦用軌道運輸監控系統為核心， 通過建構多網合一的礦山井下高速資訊傳輸通道，采用先進的工業物聯網技術，在礦井綜合自動 化系統的基礎上，将井下機車、人員、礦車、物料等移動對象的目标身份識别、移動軌迹跟蹤、 聯鎖協同控制、運作狀态監測、裝置資訊互動等功能綜合內建，實作統一技術平台下的礦井移動 目标綜合安全監控與資訊管理。
1.5 行業規模：“需求+供給”雙重驅動，智能礦山市場規模持續擴張
1.5.1 需求端：煤礦仍占據能源消費市場主要份額
大陸資源禀賦具備“富煤、貧油、少氣”的特征，這決定了煤礦在能源存儲中的支柱地位。 同時受到應用範圍和開采難度等綜合因素影響，形成了以煤礦資源為主，非煤礦資源協同并進的 資源開采結構。雖然從 2012-2020 年能源消費結構資料來看，煤礦消費占比呈下降趨勢，但由 于具備成熟可靠、價格低廉等優勢，煤礦資源仍将在較長時期内作為大陸能源結構中的主導性和 基礎性能源，為大陸國民經濟持續發展發揮重要作用。
1.5.2 供給端：智能礦山規模效應促進原煤産量穩定增長
在煤礦數量不斷下降且礦企之間馬太效應加劇的背景下，智能礦山可以通過擴大生産規模， 滿足企業對于提升産量的迫切需求。2012 年至 2016 年受市場需求放緩、專項整治、煤礦企業經營管理亟待更新的綜合 影響，原煤産量呈現一定收縮态勢。2016 至 2020 年，随着智能礦山大規模普及以及行業市場 集約化的顯著提升，大陸原煤産量實作快速增長，期間累計增幅超過 14%。2020 年，大陸原煤 産量達到 39.0 億噸。
而煤礦機械化是煤礦智能化的基礎，隻有通過對現有煤礦機械裝置進行準 确的資料分析和監測管控，才能實作有效的智能化更新。在國家政策的推動下，近年來，大陸煤 礦機械化、智能化建設也取得不少進展。自 2010 年以來，大陸煤礦采煤機械化程度逐漸提高， 據 2020 年 1 月全國煤礦安全生産工作會議的統計資料顯示，截止至 2019 年末，全國煤礦采煤 機械化程度已達到 78.5%，相比于 2010 年 65%明顯升高；根據《能源技術革命創新行動計劃 (2016-2030 年)》，将于 2030 年實作智能化開采，重點煤礦區基本實作工作面無人化、順槽集 中控制，全國煤礦采煤機械化程度達到 95%以上，掘進機械化程度達到 80%以上。由此可見， 在需求與供給的雙重驅動下，未來大陸智能礦山建設的需求潛力可期。（報告來源：未來智庫）
2 天時地利人和，智能礦山發展的三山疊巒
2.1 天時：政策助力下智能礦山行業景氣度持續上升
從 2016-2021 年，中國政府對智能礦山的重視程度逐漸加強，并給出相應的指導意見與建 議，智能化礦山的種類也從煤礦逐漸延伸到非煤類礦山。尤其 2020 年 2 月，國家發改委、能源 局等八部門聯合釋出《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，首次于國家層面對煤礦智能化發 展提出了具體目标，旨在推動智能化技術與煤炭産業融合、提升煤礦智能化水準、促進煤炭工業 高品質發展。
煤礦生産行業具備較高複雜性和危險度，過去由于受資源賦存條件、開發與利用工藝的複雜 度、技術與裝備水準等因素制約，煤炭自動化、智能化水準較低，重大安全隐患的智能監測、預 測、預警等技術相對落後，導緻煤礦事故頻發。而自 2015 年以後，煤礦開采死亡率呈現明顯的 下降趨勢。
這一方面得益于煤礦智能化建設對于生産過程少人化、無人化的推動。在 2016 年至 2020 年間，大陸原煤産量持續提升，于 2020 年達到 39.0 億噸，但與此同時的死亡率卻在逐年下降， 大陸煤礦死亡人數從2016年的538人下降到2020年的225人，百萬噸死亡率也相應地從0.156 下降到 0.058。
另一方面得益于政策層面對于安全生産的高度重視。自大陸煤礦行業進入局部智能化階段以 來，多項智能礦山的相關政策均與煤礦生産安全緊密聯系。2017 年 6 月，國家安全監管總局、 國家煤礦安監局印發《煤礦安全生産“十三五”規劃》，提出到 2020 年，煤礦死亡人數持續下 降，重特大事故得到有效遏制，職業病危害防治取得積極進展，達到中等發達國家安全水準，煤 礦安全生産形勢實作根本好轉，實作煤礦死亡人數和煤礦百萬噸死亡率下降 15%以上。2020 年 4 月，國務院安委會正式印發了《全國安全生産專項整治三年行動計劃》，提出要加快推進機械 化、自動化、資訊化、智能化建設。
2.2 地利：IT 基礎架構持續演進提供技術支撐
5G、大資料、人工智能、物聯網、雲計算等新一代資訊技術解決系統架構和互通、資料處 理決策及進階計算問題，其通過科技賦能的形式推動智能礦山建設。其中，華為釋出的智能礦山 聯合解決方案綜合了業界在智能礦山建設上的實踐經驗，結合 ICT 技術，形成了“3 個 1+N+5” 的智能礦山整體架構，進而提升礦企本質安全生産水準。而華為推出的鴻蒙礦山作業系統——礦 鴻，也将從四個方面助力煤礦産業的智能化轉型：一是共同打造煤礦工業網際網路、建設未來煤礦， 有效解決“産業安全”問題；二是通過制定煤礦行業接口、協定标準，有效推進行業适配；三是 打磨煤礦工業物聯網作業系統，實作工業控制體系的安全可信；四是建構煤礦工業網際網路生态體 系，推進數字經濟和能源經濟的融合，實作煤炭行業高品質發展。
2.3 人和：“節支+增收”促使企業加大智能化投入
從成本角度，煤炭企業井下作業環境惡劣，招工越來越困難，人力成本呈現上升趨勢。大陸 煤炭開采餘選洗業人數從 2010 年的 527.19 萬人下降到 2019 年的 284.68 萬人，下降了 46%。 煤炭企業面臨從業人員老齡化嚴重情況，部分企業的井下作業人員平均年齡超過 45 歲，企業難 以吸引新一代年輕人。煤炭企業轉型智能化可以實作掘進工作面減人提效、綜采工作面内少人或 無人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠端監控，有效減少煤炭企業人員需求，降低 人力成本。
從收入角度，國家維穩煤炭價格，煤炭智能化提高開采産量。2021 年煤炭出現空前的行情， 煤價現貨最高出現了 2500 元/噸以上的報價，盤面個别合約更是突破 2000 元/噸的高位。2021 年 10 月底，随着保供穩價力度的持續加大，供應增幅明顯，煤價在發改委依照《價格法》打擊 囤積居奇、開展成本利潤調研等行動後回歸理性區間。2022 年煤價暴漲暴跌的大勢将不複存在， 國家在煤炭價格大幅波動時将及時對價格實行政策幹預，保證煤炭價格在合理價格區間内波動。 煤礦智能化改造可有效提高煤礦開采效率，在煤炭價格穩定的基礎上，增加企業收入。根據麥肯 錫調研，煤炭企業全面釋放智能化潛力能夠将利潤提升 7%-12%，投資回報率提升 2%-3%。
3 工大高科：井下軌道信号控制與智能排程龍頭
3.1 專注于運輸及提升的井下軌道信号控制與智能排程龍頭
工大高科成立于 2001 年，于 2021 年在科創闆上市。公司是工業鐵路、智能化礦山領域信 号控制與安全排程完整解決方案提供商，以鐵路信号安全完整性技術與防失爆設計技術為核心， 為工業鐵路提供信号聯鎖、排程集中、物流智能化管理、礦井無人駕駛、礦井機車車輛運輸智能 排程指揮、移動目标精确定位與管控一體化、無線通信（5G/WiFi6）等解決方案。産品已經廣 泛應用于冶金、礦山、石化、港口、電力等行業，覆寫國内 31 個省、市、自治區。
以控制與智能排程為核心形成具有地面及地下的礦山運輸資訊化解決方案商。公司的主營業 務包括：礦井井下窄軌信号控制與智能排程産品、地面工業鐵路信号控制與智能排程産品、系統 內建及服務，2020 年分别占營收比重為 25.6%、46.6%、27.9%。公司以信号控制與智能排程 産品為核心，發展出地面為工業鐵路、地下為井下窄軌的兩條路線，于 2020 年占公司 72%的 營收，成為公司主要業務支撐點。
公司地面工業鐵路信号控制與智能排程産品的演進是國産替代化的縮影。公司成立之初，在 地面工業鐵路信号控制方面的主要産品是采用西門子工業鐵路計算機聯鎖系統；伴随公司發展， 産品範圍不斷擴大，逐漸形成工業企業鐵路智能運輸排程平台；而 2016 年與 2019 年自主研發 的“GKI-33e 全電子計算機聯鎖系統”與“GKS-37i 列車自動監控系統”等産品均獲得相關國 際認證。其中 GKI-33e 更是成為國内第一套通過系統級 SIL4 認證的全電子計算機聯鎖系統産品， 擁有完整自主知識産權；GKS-37i 列車自動監控系統獲得了國際安全等級 SIL2 證書，标志着公 司在列車自動運作監控技術領域獲得新的突破。兩項城軌與國鐵市場的主要技術資質均已完善， 确定了公司在工業鐵路市場及城市軌道交通行業競争中處于優勢地位。
公司的礦井井下窄軌信号控制産品的發展是伴随着整體技術躍遷實作同步更新。公司成立初 期，礦井井下窄軌信号控制主要産品是 KJ293（A）礦用軌道運輸監控系統。随着工業以太網、 網際網路的發展，建構了多網合一的礦山高速資訊傳輸通道，2010 年研制成功涵蓋礦井機車、車 皮物料、膠輪車、人員與裝置在内的移動目标安全監控管理資訊平台。2011 年，以公司礦用軌 道運輸監控系統、車皮物料自動跟蹤管理系統、礦井膠輪車運輸監控系統、煤礦人員定位管理系 統、礦用無線通信系統、礦井斜巷軌道運輸監控裝置以及礦井綜合自動化系統等核心産品構成的 權限覆寫的“KJP100 礦井移動目标安全監控與資訊管理綜合業務平台”，解決了井下移動目标 群體移動時的高速識别問題，建立了礦井移動目标統一的通信與資料管理平台，實作對礦井移動 目标的全面集中監控、協同排程和綜合管理。
公司産品獲得衆多主流客戶認可，不斷擴大行業影響力。進入 2021 年，公司與上海能源(采 取煤炭生産與運輸聯營的煤炭企業)簽訂戰略合作架構協定；公司承擔建設的輔助運輸智能排程 指揮系統，助力内蒙古自治區首個千萬噸級智能化示範建設煤礦—國源礦業開發有限責任公司龍 王溝煤礦順利通過自治區評估驗收；公司為淮河能源西部煤電集團唐家會煤礦承建集人員精确定 位、輔助運輸排程指揮及井口智能門禁等一體化的智能管控系統，助力該礦順利通過内蒙古自治 區智能化礦山評估驗收。
4 龍軟科技：國内領先的煤炭工業軟體和服務提供商
4.1 以地測空間資訊系統技術為“布局手”
北京龍軟科技股份有限公司創立于 2002 年，在 2011 年完成股份制整體改造。2019 年 12 月，公司成功登陸上海證券交易所科創闆。經過近 20 年的發展，公司率先落子于地測空間資訊 系統，逐漸成為煤礦安全生産空間資訊處理關鍵技術的研發與應用領域的行業龍頭。同時積累下 深厚的行業背景，技術成熟度及研發商業化轉化能力及具備高度市場認可度。
4.2 公司業務：三大平台賦能四大産品線，深耕于礦産智能化
三大平台的技術核心建構自身業務基礎。公司憑借多年的研發投入，實作智能開采、動态監 管、管控可視化、資源共享與整合等技術難題的突破，研發出擁有完全自主知識産權的 LongRuanGIS、LongRuan 安全雲服務平台和 LongRuanGIS“一張圖”三大基礎技術平台，可滿足政府機構、企事業機關和個人對多元異構空間資料的編輯、檢索、分析、管理、內建、建 模、釋出與共享。
LongRuanGIS：作為公司的底層核心技術平台，該平台專精地下空間資訊領域，可用于完 成地圖繪制、空間分析等地下作業智能化任務，是實作煤礦智能化發展的核心技術手段。
LongRuan 安全雲服務平台：平台的快捷部署、統一管理、及時更新等功能是公司持續維 護和更新客戶産品的核心要素所在，實作在簡化 GIS 業務環境下，仍能降低企業營運成本，是為 企業提供整體解決方案的重要一環。
LongRuanGIS“一張圖”：該平台通過整合煤礦生産各個階段和環節，建構核心資料體系， 形成煤礦生産和安全狀況的“電子沙盤”，確定生産的安全準确高效是實作煤礦企業安全管理、 高效生産的助推劑。
四大産品持續疊代，橫向拓展至非煤領域。公司形成了包括 LongRuanGIS 軟體、智能礦山 工業軟體、智慧安監應急救援系統、虛拟仿真系統四個核心産品線，研制出共計 39 個不同功能、 不同領域的專業系統或平台。全面、個性化的資訊化整體解決方案于服務大中型煤礦等能源企業 為起點，延伸至政府、教育機構等客戶。目前業務闆塊覆寫提高煤礦開采效率的 GIS 系統的同時， 結合物聯網、大資料、雲計算等技術實作對煤礦智能化全部流程的資訊整合和管理，滿足企業對 智能開采、智能監管的綜合需求。另外，通過不斷的标杆性的行業項目，公司有望複制煤炭行業 資訊化成果至公共安全等行業。
與華為強強聯合，市場認可度進一步提升，2021 年 5 月 17 日，公司與華為在華為生态大 會上就面向智能礦山建設共同提出整體解決方案，主要包括煤礦智能化綜采工作面、智能化掘進 工作面和基于“一張圖”的安全生産智能管控平台等關鍵技術和典型案例，讓煤礦“從孤立走向 協同”、“安全智慧操控，讓礦山懂得自動運轉”成為現實。（報告來源：未來智庫）
5 重點公司分析
5.1 工大高科——井下軌道信号控制與智能排程龍頭
以控制與智能排程為核心形成具有地面及地下的礦山運輸資訊化解決方案商。公司的主營業 務包括：礦井井下窄軌信号控制與智能排程産品、地面工業鐵路信号控制與智能排程産品、系統 內建及服務，發展出地面為工業鐵路、地下為井下窄軌的雙線路。
行業天然高壁壘疊加完善的鐵路及礦井産品線，形成雙線齊頭并進之勢。公司目前通過多項 城軌與國鐵市場的主要技術資質認證，并建構了多網合一的礦山高速資訊傳輸平台，實作對礦井 移動目标的全面綜合管理，品牌獲得衆多主流客戶認可，不斷擴大行業影響力。
5.2 梅安森——以瓦斯監測為中心，打開礦山安全成長空間
梅安森于物聯網及安全領域出發，面向礦山、環保及城市管理三大闆塊。礦山業務為公司主 營業務，為使用者提供包括物聯網軟體平台、采集端智能傳感器、傳輸控制裝置及網絡、運維服務 等内容的安全及生産整體解決方案；同時通過雲計算和大資料分析技術應用，為客戶提供安全生 産智能化應用與增值服務。環保業務主要産品包括面向美麗鄉村、學校等分散式生活污水處理場 合研發的智能一體化污水處理産品；為集團化、規模化污水處理裝置（廠站）營運管理需求研發 的水務營運管理資訊平台，同時針對河道黑臭水體、礦井廢水等行業提供以核心污水處理工藝技 術包為基礎的專業性解決方案及定制型污水處理系列産品。在城市管理領域主要包括各類智慧城 市管理綜合服務平台、氣體監測、結構安全監測預警等安全運維平台類産品。
前沿技術、軟硬體與銷售服務的雙一體化，構成公司核心競争力的“三駕馬車”。1）公司憑 借全面紮實的行業技術基礎，嚴格的産品品質控制體系，建立起完善、功能齊全的監測監控與預 警技術體系；2）軟硬體技術鍊一體化的全技術鍊帶來拓展優勢。公司擁有從資訊采集、網絡傳 輸、自動控制、平台軟體應用、大資料分析及可視化展示應用的完整技術體系，基于該技術體系 已實作了在礦山、城市管理、環保等業務領域的融合應用，具備完善的技術控制能力；3）銷售 服務一體化通過區域辦事處的設立，形成“銷售人員+售前技術支援工程師+售後工程傳遞運維 工程師”構成區域營銷管理的“鐵三角”，在及時響應客戶的相關需求同時，加強産品銷售推廣 力度并及時收集客戶的技術回報意見，為後續技術改進，産品優化提供正向閉環。
5.3 龍軟科技——智慧礦山的 GIS 領軍廠商
公司采取“技術引領式”的營銷模式，利用自身的技術優勢帶動産品及服務持續更新與完善。 2021 年前三季度，公司緊守戰略方針，加大銷售與研發項目的資源投入，銷售費用為 1332.37 萬元，同比增長 34.70%；管理費用為 1505.73 萬元，同比增長 19.62%；研發費用為 2633.49 萬元，同比增長 65.74%。公司打造了具有自主知識産權的 LongRuanGIS、LongRuanTGIS、 LongRuan 移動 GIS、LongRuan 雲服務等基礎技術平台，并逐漸向各應用領域拓展貫穿式軟體 開發及服務模式，建立了較強的技術優勢和領先的市場地位。
攜手華為，煤礦智能化加速轉型。公司基于多元 GIS“一張圖”的智能化統一管控平台，助 力智能化煤礦實作“分析線上化，控制協同化”，将建構基于華為雲數字平台、華為礦鴻的智能 礦山解決方案。2021 年 9 月 14 日，華為向全行業釋出了“礦鴻作業系統”，将最終徹底實作礦 山的海量裝備和傳感器的萬物互聯和接口标準化。随着華為加大煤礦智能化領域，公司作為和華 為深度合作的廠商，公司有望優先受益。
5.4 精準資訊——精準出擊于輔助運輸解決方案商
三大業務面向關鍵性行業，業務版圖延展，多方齊飛。軍工、煤礦安全及資訊通信構成公司 主要業務。1）軍工業務通過旗下子公司面向兩大産品線：一部分由師凱科技為軍方提供列入軍 隊武器裝備序列産品；另一部分由富華宇祺為軍方提供資訊化系統內建及相關産品和服務；2） 煤礦安全業務針對煤礦頂闆安全、井下運輸及采掘生産等煤礦營運環節提供監控監測和防治的相 關産品和技術服務等，主要産品包括煤礦頂闆監測系統、煤礦井下智能輔助運輸系統、藍牙數字 壓力計等儀器儀表、智能內建供液系統等；3）資訊通信業務通過旗下子公司富華宇祺的資訊通 訊能力，為煤礦 5G 通訊系統、軍工資訊産品、軌交車載通訊及能源行業資訊提供服務。
集團化管理模式下的适度多元化經營，為經營業務的“三駕馬車”提供持續拉動力。公司業 務的主要承擔者師凱科技、礦業科技、富華宇祺均已在所從事的業務領域深耕多年，成為各自領 域較具影響力的國内企業。伴随大陸數字化及智能化轉型加速，多行業呈互相交錯格局，公司于 多領域的布局契合未來趨勢，未來有望持續擴大業務版圖。
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