5G賦能垂直行業(yè)的重要使命，在煤碳業(yè)初見成效，并且呈現(xiàn)出規(guī)?；渴鸬陌l(fā)展趨勢(shì)。

6月18日，中國(guó)移動(dòng)與陽(yáng)煤集團(tuán)、華為公司聯(lián)手打造的全國(guó)首座5G智慧煤礦正式落成，陽(yáng)煤集團(tuán)新元煤礦依托目前國(guó)內(nèi)地下最低的5G網(wǎng)——井下534米“超千兆上行”煤礦5G專用網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了煤礦智慧化管理，解決了煤炭行業(yè)的諸多痛點(diǎn)問題。

同時(shí)，中國(guó)移動(dòng)與包括焦煤集團(tuán)、同煤集團(tuán)、晉煤集團(tuán)、晉能集團(tuán)四大煤炭企業(yè)在內(nèi)的24家合作伙伴簽署“5G戰(zhàn)略合作協(xié)議”，進(jìn)一步推動(dòng)龍頭企業(yè)形成深度示范應(yīng)用，釋放5G行業(yè)價(jià)值，賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

現(xiàn)有煤礦5300座僅270多有智能化改造

煤礦開采經(jīng)歷了人力落煤、爆破開采、普通機(jī)械化開采、綜合機(jī)械化開采，目前在向智能化開采的方向發(fā)展。

據(jù)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局行業(yè)安全基礎(chǔ)管理指導(dǎo)司副司長(zhǎng)陸南介紹，2019年1月，國(guó)家煤監(jiān)局制定了煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄。初步確立了掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、安控和救援共5類38種機(jī)器人體系。將大型高產(chǎn)礦綜合掘進(jìn)機(jī)器人、復(fù)雜地質(zhì)條件輔助運(yùn)輸機(jī)器人、面向沖擊地壓防空鉆井機(jī)器人列入2020年度智能機(jī)器人重點(diǎn)專項(xiàng)申報(bào)范圍。

今年3月份，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、應(yīng)急部、國(guó)家煤礦安監(jiān)局、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、科技部、教育部等八部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》。陸南表示，《指導(dǎo)意見》大力推進(jìn)煤礦智能化頂層設(shè)計(jì)，同時(shí)從產(chǎn)業(yè)政策、安全費(fèi)用等多個(gè)方面落實(shí)智能化建設(shè)政策支持。

中煤工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)劉峰說(shuō)：“《指導(dǎo)意見》吹響了煤礦智能化號(hào)角，近期山東、內(nèi)蒙古、河南、山西等地陸續(xù)出臺(tái)了煤礦智能化發(fā)展方案意見。我國(guó)現(xiàn)有煤礦礦山約5300座，分布區(qū)域廣泛，開采地條件復(fù)雜多變，煤油瓦斯突出、沖擊地壓水火等災(zāi)害并存，不同地區(qū)煤礦智能化差別較大，智能礦山建設(shè)總體存在很大難度。”

陸南表示，截至到2019年底，全國(guó)已經(jīng)完成煤礦智能化工作面275個(gè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，計(jì)劃2020年增加煤礦智能化工作面200個(gè)。

中國(guó)移動(dòng)提供“1+1+4”5G煤礦方案

劉峰認(rèn)為，我國(guó)智能礦山建設(shè)存在著高精度傳感器、快速通信、智能裝備、控制系統(tǒng)以及軟件等一系列短板，需要在理論、方法、工具、系統(tǒng)、應(yīng)用等多方面持續(xù)發(fā)力。大容量、快速通信一直是智能礦山發(fā)展的瓶頸，5G的技術(shù)特點(diǎn)能夠?yàn)槊旱V物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)提供有效解決方案。

中國(guó)移動(dòng)（上海）產(chǎn)業(yè)研究院副院長(zhǎng)陳豫蓉將此次實(shí)現(xiàn)的5G智慧礦山方案總結(jié)為“1+1+4”，包括一張5G專網(wǎng)，一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，四個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

5G煤礦專網(wǎng)有四個(gè)特點(diǎn)，一是井上井下一張網(wǎng)，生產(chǎn)辦公一張網(wǎng)。本地專網(wǎng)接入運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)，通過UPF的本地下沉進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，實(shí)現(xiàn)煤礦自己的數(shù)據(jù)是可管可控的。二是網(wǎng)隨業(yè)動(dòng)，移動(dòng)覆蓋。通過露天的可移動(dòng)基站站點(diǎn)、井下的可移動(dòng)RRU的部署，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)隨業(yè)動(dòng)，隨時(shí)隨地保障開采區(qū)域的5G高質(zhì)量覆蓋。三是邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)不出礦，保障數(shù)據(jù)安全，并進(jìn)一步降低時(shí)延；第四是安全，5G NSA組網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)獲得煤安認(rèn)證。

一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要提供兩個(gè)能力。一是連接管理能力，平臺(tái)提供礦用設(shè)備管理，可以做卡連接，便于多種設(shè)備快捷接入，便捷查詢，打通數(shù)據(jù)壁壘。二是在基礎(chǔ)連接能力上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，提供數(shù)字化運(yùn)維和智能化監(jiān)控服務(wù)。

四個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，第一個(gè)是井中下融合組網(wǎng)，中國(guó)移動(dòng)在井下搭建5G隔爆基站，并通過井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)和PTN傳輸設(shè)備提供穩(wěn)定的井下網(wǎng)絡(luò)傳輸。在此基礎(chǔ)上打造智能融合通信管控平臺(tái)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)要求可靠性達(dá)到99.9%以上，端到端時(shí)延不超過20毫秒。

第二個(gè)場(chǎng)景高清視頻監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景，基于5G終端采集到高清視頻數(shù)據(jù)，通過AI分析人員行為、設(shè)備安全分析，實(shí)施透明化礦山建設(shè)，提高監(jiān)管水平，高清視頻要求網(wǎng)絡(luò)上傳能力要求超過千兆，中國(guó)移動(dòng)和合作伙伴針對(duì)井下高清視頻要求重新做了網(wǎng)絡(luò)上下行資源的分配，目前在楊煤實(shí)現(xiàn)了50路高清視頻的同時(shí)上傳。

第三個(gè)場(chǎng)景是無(wú)人化采區(qū)場(chǎng)景，由于作業(yè)區(qū)比較危險(xiǎn)，無(wú)法鋪設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，這也是需求痛點(diǎn)?；?G專網(wǎng)，中國(guó)移動(dòng)首先對(duì)工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造，加裝控制和配套的傳感和視頻監(jiān)控終端，基于在井上的視頻控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)礦用機(jī)械的遠(yuǎn)程控制。滿足礦區(qū)無(wú)人化采集的場(chǎng)景需求。這一場(chǎng)景對(duì)時(shí)延和帶寬都有要求，時(shí)延不高于20毫秒，帶寬要超百兆。

第四個(gè)場(chǎng)景是無(wú)人礦卡的駕駛。中國(guó)移動(dòng)做了礦卡本體的改造，加裝高清攝像頭、激光雷達(dá)、定位終端等，同時(shí)中國(guó)移動(dòng)利用V2X平臺(tái)和高精度定位平臺(tái)，迭加高精度地圖技術(shù)，搭建了整套無(wú)人駕駛管理技術(shù)，利用邊緣計(jì)算能力控制時(shí)延，最終實(shí)現(xiàn)礦卡的無(wú)人駕駛。

智慧煤礦空間巨大

山西省煤炭產(chǎn)量約占全國(guó)1/4。2019年山西省在煤礦智能化建設(shè)中投入15億元左右，智能化采掘面56個(gè)。陸南說(shuō)，煤炭行業(yè)作為傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)，具備環(huán)節(jié)多、戰(zhàn)線長(zhǎng)、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜、管理難度大等特點(diǎn)，具備應(yīng)用智能化的巨大空間。

智能礦山標(biāo)準(zhǔn)先行，標(biāo)準(zhǔn)化是煤礦5G應(yīng)用和智能化建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)。目前煤礦行業(yè)在加快制定智能化應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和引領(lǐng)行業(yè)智能化建設(shè)。

劉峰說(shuō)，中煤工業(yè)協(xié)會(huì)和中煤學(xué)會(huì)在開展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)工作，啟動(dòng)了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)工作計(jì)劃，以滿足市場(chǎng)需求和創(chuàng)新需要。6月9日，中煤工業(yè)協(xié)會(huì)與陽(yáng)煤集團(tuán)簽定了5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能化礦山建設(shè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，研究制定煤礦5G總體網(wǎng)絡(luò)框架，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、平臺(tái)及相關(guān)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，滿足井下5G網(wǎng)絡(luò)與各大生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)接要求。智能化煤礦建設(shè)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)性能要求，井下5G設(shè)備防爆要求以及5G網(wǎng)絡(luò)和信息安全等要求。在企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上逐步升級(jí)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

中煤科工首席科學(xué)家、中國(guó)工程院院士王國(guó)法表示，煤礦智能化建設(shè)是多學(xué)科交叉融合的系統(tǒng)工程，涉及多系統(tǒng)、多專業(yè)、多工種、多層次、多領(lǐng)域。智能化煤礦的總體架構(gòu)包括智能化管控平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)中心、GIS信息空間服務(wù)等十大主要智能化應(yīng)用系統(tǒng)組成的復(fù)雜性系統(tǒng) ，需要”5G+”為煤礦智能化賦能支撐。

“建設(shè)全礦區(qū)的通信和感知網(wǎng)絡(luò)，基于邊云端的大數(shù)據(jù)分析和人工智能決策，適應(yīng)各種作業(yè)要求的智能裝備系統(tǒng)，能夠滿足智能化煤礦運(yùn)營(yíng)的多樣傳感需求，使煤礦生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)‘看得見、管得了、控得住’?！蓖鯂?guó)法說(shuō)，“今天，5G+智能化煤礦建設(shè)雖然只是邁出了第一步，但這一步意義重大，使我們看準(zhǔn)了方向、瞄準(zhǔn)了目標(biāo)、堅(jiān)定了信心。”
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