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        專題
        2023/5/25 14:32

        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、LTE4G)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。

         

        未來,中信科移動將以國家推進智能化礦山建設為契機,深入探索煤炭行業5G應用場景和解決方案,整合各方資源,打造"5G+智慧礦山"生態產業鏈,充分發揮5G對煤炭行業的支撐作用,助力煤炭行業智能化轉型升級。

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