中信科移動5G+智慧礦山賦能煤炭企業轉型升級

C114通信網

當前，5G通信、工業互聯網、人工智能等新興技術浪潮席卷全球，正在深刻地影響和改變著傳統產業。煤炭行業作為傳統能源行業，面臨著激烈的市場競爭，需要轉型升級，實現安全、高效、綠色生產，提升發展質量。為此，煤炭行業需要與以5G為代表的新一代信息技術深度融合，通過5G技術為煤礦智能化建設賦能，支撐其高質量發展。

2020年2月25日國家發展改革委等八部委聯合印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》發改能源〔2020〕283號文，要求推動煤礦智能化技術與煤炭產業融合發展，提升煤礦智能化水平。2021年6月5日，國家能源局和國家礦山安全監察局印發《煤礦智能化建設指南（2021 年版）》提出需重點突破智能綜采（放）、智能快速掘進、智能機器人等系列關鍵技術與裝備，建成一批智能化煤礦，提升煤礦安全水平。2021年6月7日，國家發展改革委、國家能源局、中央網信辦、工業和信息化部聯合編制了《能源領域5G應用實施方案》，要求促進以5G 為代表的先進信息技術與能源產業融通發展，拓展能源領域5G 應用場景。

智慧礦山建設需要傳輸大量的高清視頻、傳感和控制數據，必須依托于強大的高可靠通信傳輸網絡；相對于以往的WiFi、LTE（4G）等礦用無線通信技術，5G作為移動通信的發展方向，其超高數據速率、超低延時和超大規模接入的特點，將"離線智慧"提升到"在線智能"，可實現"實時智能與在線協作"，滿足智能開采、智能掘進、智能洗選、智能輔助運輸等不通場景的應用需求。中國信科集團旗下的中信科移動在深入調研煤礦需求的基礎上，依托在5G技術和產品領域的領先優勢，結合智慧礦山建設典型的應用場景，推出了具有競爭力的礦用5G通信系統解決方案，助力智慧礦山建設。

融合、高效、智能的礦用5G系統組網方案

中信科移動5G智慧礦山解決方案由終端感知層、網絡傳輸層和應用層構成：終端感知層"人、機、環"全感知大連接；網絡傳輸層"5G+4G+WiFi+SPN+F5G融合一張網"實現高效可靠傳輸，應用層面向礦井安全、生產、經營實現全業務融合、高效、智能應用。

礦用5G通信系統組網

該系統具有以下特點：SA架構組網，真正符合安標中心對于煤礦5G獨立組網的要求，網絡安全、獨立、穩定；獨立部署5G核心網，保障礦山數據的安全，支持與運營商公網對接，實現專網和運營商網絡"一卡一號"通用；產品定制化開發，礦用5G本安基站體積小、重量輕、真正適合井下部署； BBU支持井下和地面兩種部署方式，可以靈活選擇，降低井下設備部署復雜度；5G、4G、WiFi和有線調度等多系統融合、一體化調度，滿足礦山融合通信的迫切需求；支持VoNR高清通話，支持語音、視頻和數據業務并發，網絡功能豐富；支持3U1D幀結構增強上行速率，滿足礦山大上行業務需求。

礦用5G通信系統全面賦能業務應用

中信科移動礦用5G通信系統可以支撐實現智能化工作面、智能化掘錨系統、井下智能機器人巡檢、AI高清視頻監控等應用。

智能化工作面

該系統綜合應用控制、視頻、音頻、通信、液壓等技術實現 "以工作面自動控制為主、監控中心遠程干預控制為輔"的自動化生產模式，實現"無人跟機作業、有人安全值守"的開采，減少工作面操作工人數量。

基于5G的智能化采煤系統

基于5G的智能化工作面系統由地面集控制中心、順槽控制中心和工作面綜采設備構成。工作面采煤機等設備可以通過內置5G模組接入5G網絡，實現與井下順槽控制中心或地面控制中心之間的視頻、監控及控制信號無線傳輸，順槽監控中心或地面控制中心，可以實時監控工作面生產畫面，接收工作面現場實時監控數據并進行綜合分析處理；實現對綜采面采煤機、液壓支架等設備的遠程操控。

智能化掘錨系統

智能化掘錨系統集快速掘進、掘錨同步、智能導向、智能檢測等功能于一體，具有"高效、環保、安全、可靠"的特點，為煤礦掘進設備智能化演進打下了堅實基礎，有力支撐煤礦智能化建設掘進系統建設。

基于5G的智能化掘錨系統

系統在井下順槽部署5G核心網、5G基站，在掘錨一體機和錨桿臺車上部署CPE，這些設備上的高清攝像機、3D掃描成像儀、傳感器以及電氣控制系統通過CPE接入5G網絡，經由5G核心網與井下控制中心和地面控制中心監控系統對接，實現設備掘錨設備實時工況數據、3D成像數據、高清視頻和遠程控制指令等的傳輸。全方位展現掘進工作面場景；控制系統數據通過與設備的控制器實時通訊，可對設備進行遠程遙控操作，并對截割軌跡實時監測。

井下智能機器人巡檢系統

該系統主要由巡檢機器人、巡檢平臺、無線通信系統、各種信號采集設備等組成，適用于煤礦水泵房、變電所、大型輸送帶巷道移動巡檢。

智能巡檢機器人搭載視頻攝像機、傳感器等設備，實時采集、存儲、傳輸現場的圖像、聲音、溫度、煙霧、甲烷等數據，借助相應的巡檢分析系統實現巡檢數據的智能化分析處理，從而替代煤礦巡檢人員進行巡檢，提升巡檢的質量和效率。

井下5G智能機器人巡檢系統

AI高清視頻監控系統

該系統采集井下高清視頻數據，通過5G網絡實時傳輸高清視頻到后臺，實現對皮帶運輸、探放水、工作人員活動行為等重點信息的自動識別，通過分析視頻圖像，及時發現現場災害（透水、火光、濃煙霧、大粉塵、冒頂等）、人員違規、人員狀態異常等情況，實時輸出分析結果，為煤礦安全生產提供智能安全預警，保護煤礦人員及財產安全。

基于5G的AI高清視頻監控系統

此外，基于5G網絡還可以實現VR生產培訓、露天礦車無人駕駛、融合調度通信等的業務應用等。

打造"5G+智慧礦山"生態產業鏈

目前，中信科移動5G+智慧礦山解決方案已成功應用于全國20余個煤礦，賦能智能化煤礦建設，助力礦山智能化轉型升級。。

中信科移動攜手烏海移動、烏海聯通、烏海電信三大運營商承建國家能源集團烏海能源黃白茨礦、五虎山礦、公烏素礦和利民礦的5G專網通信系統項目，共建設地面和井下5G基站70余個，系統支撐實現智能化開采、智能化掘進、機器人巡檢、高清視頻監控、融合調度通信等多種業務應用。

中信科移動與銀川聯通等合作建設梅花井煤礦5G專網，覆蓋該礦掘進巷至掘進工作面等重點區域，實現了5G VoNR高清音視頻通話、5G高清視頻監控、無線傳感數據傳輸等功能，同時還實現了4G+5G、有線+無線一體化融合調度，提供了豐富多樣的智慧礦山業務應用。

中信科移動與合作伙伴在山西焦煤高陽煤礦建設基于5G的智能化掘錨系統。通過5G系統實現了掘錨設備與井下控制中心、地面控制中心之間實時工況數據、3D成像數據、高清視頻和遠程控制指令等傳輸。系統可全方位展現掘進工作面場景，實時監測截割軌跡，并可對掘錨設備進行遠程操控，實現了遠程掘進，為煤礦掘進設備智能化打下了堅實基礎。