5G網(wǎng)絡(luò)在煤礦井中的應(yīng)用2023

5G網(wǎng)絡(luò)在礦井中的應(yīng)用技術(shù)特點：技術(shù)特點：5G境復(fù)雜、空間狹小、易出現(xiàn)積水等安全及環(huán)境問題；利用全景仿真+遠程診斷技術(shù)解決工作地域偏遠、交通不便、一線工人能力不足、專家資源短缺等問題應(yīng)用成效：放頂工作面（250）15/人化XXXX有限公司位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)，行政隸屬于伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)。公司2010年同期建設(shè)察哈素煤礦和布連電廠，其中察哈素礦井1000T/a2×660MW燃煤發(fā)電1000萬T/a?，F(xiàn)階段，我國大多數(shù)煤礦因建設(shè)久遠，專網(wǎng)多采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，限制了企業(yè)發(fā)展。國電建設(shè)內(nèi)蒙古能源有限公司在智能化轉(zhuǎn)型升級中面臨著六個發(fā)展痛點：一是網(wǎng)絡(luò)無法滿足高清視頻回傳所需的大帶寬、低時延需求；二是3G5G專網(wǎng)融合組網(wǎng)困難；三是巡檢過度依賴人工，智能化巡檢水平低；四是場區(qū)專網(wǎng)與工業(yè)環(huán)網(wǎng)之間缺少安全隔離，數(shù)據(jù)安全性差；五是接口不統(tǒng)一，系統(tǒng)缺乏統(tǒng)籌管控；六是無法實現(xiàn)遠程診斷，嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)效率，并且存在一定的安全隱患。為解決上述痛點，內(nèi)蒙古能源聯(lián)合中國移動、上海山源等企業(yè)共同3G5G公網(wǎng)融合互通探索，為未來數(shù)字礦山發(fā)展奠定基礎(chǔ)。為了滿足生產(chǎn)區(qū)域、煤礦井下等重點區(qū)域的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，該案例進行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，在同一張網(wǎng)中兼顧煤礦六大生產(chǎn)系統(tǒng)，以實現(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的全面承載。案例解決方案可劃分為業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)兩大部分：其中業(yè)務(wù)部分主要完成井下人員通信、傳感器信息采集、視頻監(jiān)控、遠程控制等場景建設(shè)；網(wǎng)絡(luò)部分則通過100G帶寬的SPN雙路由保護進行數(shù)據(jù)傳輸，有效保證整個系統(tǒng)運行的可靠性、安全性和靈活性及可擴展性。同時，核心網(wǎng)用戶面下沉到煤礦基礎(chǔ)設(shè)施，利用MEC提供更高的數(shù)據(jù)安全保障，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在站點內(nèi)的本地存儲和運算，節(jié)省邊緣到核心網(wǎng)的傳輸資源開銷和商業(yè)成本。智能煤礦實現(xiàn)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。在充分融合客戶已有資源的基礎(chǔ)上，打破5G4G3G5G網(wǎng)5G專網(wǎng)與工業(yè)環(huán)網(wǎng)的安全隔離。通過對接行業(yè)虛擬專網(wǎng)與運營商公網(wǎng)，將傳統(tǒng)專網(wǎng)技術(shù)和新一代5G一定程度上擴大業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，破除專網(wǎng)、公網(wǎng)屏障，實現(xiàn)專網(wǎng)和公網(wǎng)的深度的融合，為企業(yè)提供更為優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)保障。5G專網(wǎng)呼叫公網(wǎng)流程通過對機器人進行內(nèi)置模組、安裝天線、更換對接線等系列改造完成5G升級。改造后的巡檢機器人可通過5G網(wǎng)絡(luò)回傳數(shù)據(jù)，完成與工業(yè)環(huán)網(wǎng)工作站的數(shù)據(jù)交互，進而支撐集控中心工作人員遠程操控機器人進行巡檢作業(yè)。該場景不受巡檢人員個人經(jīng)驗、主觀意識等因素影響，實現(xiàn)巡檢信息采集、數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、巡檢報告生成的全流程自動化，解決人工定時檢查頻繁、值守環(huán)境復(fù)雜、巡檢空間狹小、巷道積水多發(fā)等安全環(huán)境問題。該場景通過智能巡檢機器人改造，減少巡檢人員14人，真正實現(xiàn)了智能巡檢無人值守。機器人巡檢場景AR5G技術(shù)，一線工作人員將現(xiàn)場高清視頻實時同步至專家側(cè)，并通過標(biāo)注對比完成點巡檢，專家可以通過實時連線的方式，對現(xiàn)場的疑難問題進行遠程診斷。該場景可有效解決工作地域偏遠、一線工人能力不足、資深專家資源短缺等問題，提高一線問題響應(yīng)速度，降低停工損耗。此外，該場景配合三維建模技術(shù)可進一步滿足煤礦安全可視化仿真教學(xué)、綜采面全景化展示、真實數(shù)據(jù)實時同步分析等礦山一線技術(shù)能力需求。全景仿真遠程診斷 該場景將采煤機傳感器、攝像頭等終端設(shè)備采集的作5G孿生技術(shù)進行三維建模，實現(xiàn)煤礦安全技術(shù)可視化仿真教學(xué)、綜采面全景展示等系列應(yīng)用。為提升傳輸可靠性，該AR5G專網(wǎng)雙路由回傳，消除井下數(shù)據(jù)單路傳輸隱患。該場景主要應(yīng)用在封閉或半封閉場景，尤其適合井工礦等場景，目前已在內(nèi)蒙察哈素煤礦應(yīng)用，完成井下22種煤機設(shè)5G改造。采煤綜采面仿真全景化展示（一）經(jīng)濟效益5G模式為主。本期項目總投資1376井下2個采面區(qū)域的覆蓋以及基于5G智能化采面的應(yīng)用為主，后續(xù)將結(jié)合應(yīng)用情況開展二期智能化研究。（二）環(huán)境和社會效益5G實現(xiàn)“井上看清井下（超千兆上行（低時延（移動性”等三項常規(guī)功能，顯5G智能化采煤技術(shù)打造本質(zhì)安全型工作面，保障礦工人身安全及設(shè)備安全；另一方面，工作面智能化采煤技術(shù)的實踐和探索，將帶動企業(yè)自身和煤炭行業(yè)的科技進步，助力提升煤礦綜采技術(shù)裝備水平，支撐實現(xiàn)“無人化、少人化”的發(fā)展目標(biāo)。該項目符合國家及行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，在智慧礦山建設(shè)中具有典型示范作用。一是客戶感知好。5G井工礦無線千兆上行技術(shù)在國電察哈素煤礦應(yīng)用后，高清視頻、監(jiān)測控制等信號回傳穩(wěn)定性提高，客戶滿意度上漲，有利于提高品牌效應(yīng)；二是成果普適性好。國內(nèi)各大煤炭企業(yè)的5G場景均可借鑒，其他涉及低時延、大帶寬、大連接需求的井工礦，均可以復(fù)制該成果；三是系統(tǒng)可移植性強。該案例創(chuàng)新理念可在其他行業(yè)領(lǐng)域復(fù)制推廣。該案例積極響應(yīng)國家號召，符合集團公司“綠色行動計劃”的要求。通過集成“智慧洗選+智慧工業(yè)?+智慧電廠+智