5G網絡在煤礦井中的應用2023

5G網絡在礦井中的應用技術特點：技術特點：5G境復雜、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用成效：放頂工作面（250）15/人化XXXX有限公司位于內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內，行政隸屬于伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)。公司2010年同期建設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，我國大多數煤礦因建設久遠，專網多采用傳統(tǒng)網絡技術，限制了企業(yè)發(fā)展。國電建設內蒙古能源有限公司在智能化轉型升級中面臨著六個發(fā)展痛點：一是網絡無法滿足高清視頻回傳所需的大帶寬、低時延需求；二是3G5G專網融合組網困難；三是巡檢過度依賴人工，智能化巡檢水平低；四是場區(qū)專網與工業(yè)環(huán)網之間缺少安全隔離，數據安全性差；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)生產效率，并且存在一定的安全隱患。為解決上述痛點，內蒙古能源聯(lián)合中國移動、上海山源等企業(yè)共同3G5G公網融合互通探索，為未來數字礦山發(fā)展奠定基礎。為了滿足生產區(qū)域、煤礦井下等重點區(qū)域的5G網絡覆蓋需求，該案例進行統(tǒng)一規(guī)劃設計，在同一張網中兼顧煤礦六大生產系統(tǒng)，以實現(xiàn)語音、視頻、數據等業(yè)務的全面承載。案例解決方案可劃分為業(yè)務和網絡兩大部分：其中業(yè)務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；網絡部分則通過100G帶寬的SPN雙路由保護進行數據傳輸，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，核心網用戶面下沉到煤礦基礎設施，利用MEC提供更高的數據安全保障，實現(xiàn)數據在站點內的本地存儲和運算，節(jié)省邊緣到核心網的傳輸資源開銷和商業(yè)成本。智能煤礦實現(xiàn)架構5G網絡與工業(yè)環(huán)網數據交互。在充分融合客戶已有資源的基礎上，打破5G4G3G5G網5G專網與工業(yè)環(huán)網的安全隔離。通過對接行業(yè)虛擬專網與運營商公網，將傳統(tǒng)專網技術和新一代5G一定程度上擴大業(yè)務應用場景，破除專網、公網屏障，實現(xiàn)專網和公網的深度的融合，為企業(yè)提供更為優(yōu)質的網絡保障。5G專網呼叫公網流程通過對機器人進行內置模組、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網絡回傳數據，完成與工業(yè)環(huán)網工作站的數據交互，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驗、主觀意識等因素影響，實現(xiàn)巡檢信息采集、數據記錄、監(jiān)測數據分析、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，一線工作人員將現(xiàn)場高清視頻實時同步至專家側，并通過標注對比完成點巡檢，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，提高一線問題響應速度，降低停工損耗。此外，該場景配合三維建模技術可進一步滿足煤礦安全可視化仿真教學、綜采面全景化展示、真實數據實時同步分析等礦山一線技術能力需求。全景仿真遠程診斷 該場景將采煤機傳感器、攝像頭等終端設備采集的作5G孿生技術進行三維建模，實現(xiàn)煤礦安全技術可視化仿真教學、綜采面全景展示等系列應用。為提升傳輸可靠性，該AR5G專網雙路由回傳，消除井下數據單路傳輸隱患。該場景主要應用在封閉或半封閉場景，尤其適合井工礦等場景，目前已在內蒙察哈素煤礦應用，完成井下22種煤機設5G改造。采煤綜采面仿真全景化展示（一）經濟效益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智能化采面的應用為主，后續(xù)將結合應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智能化采煤技術打造本質安全型工作面，保障礦工人身安全及設備安全；另一方面，工作面智能化采煤技術的實踐和探索，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裝備水平，支撐實現(xiàn)“無人化、少人化”的發(fā)展目標。該項目符合國家及行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，在智慧礦山建設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在國電察哈素煤礦應用后，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；二是成果普適性好。國內各大煤炭企業(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)領域復制推廣。該案例積極響應國家號召，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