针对矿山物联网在应用中存在的物理实体与信息处理间交互不畅问题,通过分析矿山物联网各层不同系统资源的耦合内容和耦合强度,结合矿山复杂场景多源、多模态感测数据特征,利用Petri网对离散事件的建模优势,自下而上建立起矿山物联网信息流网络模型.通过分析Petri网的网络特性和分层并发组合的思想,对矿山物联网网络结构进行精化,研究矿山物理实体与数据控制之间的主动交互机理与状态并构建矿山物联网分布式分层优化模型,实现网络在感知、传输、认知和控制层次上的自优化及其跨层、跨系统的数据优化调度;通过研究具有前向主动感知、状态映射和主动传播功能的矿山物联网信息与物理接口方法,对矿山物联网系统感传层进行优化,构建虚拟信息与物理实体的统一接口.分布式分层优化模型和节点接口模块优化了矿山物联网信息流与控制流的传输结构,建立了物理实体与信息处理之间的可靠交互通道.基于矿山物联网优化模型和传感节点接口模块的矿山运输系统应用表明:该系统明显提高了数据的分布式采集量、实现了矿山信息的并发传输和分类集中管理,大幅缩短了矿山运输系统的响应时间,显著提升了矿山运输系统的工作效率.