當前，5G通信、工業(yè)互聯(lián)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(tǒng)產業(yè)。煤炭行業(yè)作為傳統(tǒng)能源行業(yè)，面臨著激烈的市場競爭，需要轉型升級，實現(xiàn)安全、高效、綠色生產，提升發(fā)展質量。為此，煤炭行業(yè)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(fā)展。
2020年2月25日國家發(fā)展改革委等八部委聯(lián)合印發(fā)《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》發(fā)改能源〔2020〕283號文，要求推動煤礦智能化技術與煤炭產業(yè)融合發(fā)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(jiān)察局印發(fā) 《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(fā)展改革委、國家能源局、中央網信辦、工業(yè)和信息化部聯(lián)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(yè)融通發(fā)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(shù)據(jù)，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(fā)展方向，其超高數(shù)據(jù)速率、超低延時和超大規(guī)模接入的特點，將“離線智慧”提升到“在線智能”，可實現(xiàn)“實時智能與在線協(xié)作”，滿足智能開采、智能掘進、智能洗選、智能輔助運輸?shù)炔煌▓鼍暗膽眯枨�。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(yōu)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(tǒng)解決方案，助力智慧礦山建設。
融合、高效、智能的礦用5G系統(tǒng)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(huán)”全感知大連接；網絡傳輸層“5G+4G+WiFi+SPN+F5G融合一張網”實現(xiàn)高效可靠傳輸，應用層面向礦井安全、生產、經營實現(xiàn)全業(yè)務融合、高效、智能應用。
礦用5G通信系統(tǒng)組網
該系統(tǒng)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(wěn)定；獨立部署5G核心網，保障礦山數(shù)據(jù)的安全，支持與運營商公網對接，實現(xiàn)專網和運營商網絡“一卡一號”通用；產品定制化開發(fā)，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(tǒng)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(shù)據(jù)業(yè)務并發(fā)，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(yè)務需求。
礦用5G通信系統(tǒng)全面賦能業(yè)務應用
中信科移動礦用5G通信系統(tǒng)可以支撐實現(xiàn)智能化工作面、智能化掘錨系統(tǒng)、井下智能機器人巡檢、AI高清視頻監(jiān)控等應用。
智能化工作面
該系統(tǒng)綜合應用控制、視頻、音頻、通信、液壓等技術實現(xiàn) “以工作面自動控制為主、監(jiān)控中心遠程干預控制為輔”的自動化生產模式，實現(xiàn)“無人跟機作業(yè)、有人安全值守”的開采，減少工作面操作工人數(shù)量。
基于5G的智能化采煤系統(tǒng)
基于5G的智能化工作面系統(tǒng)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(xiàn)與井下順槽控制中心或地面控制中心之間的視頻、監(jiān)控及控制信號無線傳輸，順槽監(jiān)控中心或地面控制中心，可以實時監(jiān)控工作面生產畫面，接收工作面現(xiàn)場實時監(jiān)控數(shù)據(jù)并進行綜合分析處理；實現(xiàn)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(tǒng)
智能化掘錨系統(tǒng)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(huán)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(tǒng)建設。
基于5G的智能化掘錨系統(tǒng)
系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)對接，實現(xiàn)設備掘錨設備實時工況數(shù)據(jù)、3D成像數(shù)據(jù)、高清視頻和遠程控制指令等的傳輸。全方位展現(xiàn)掘進工作面場景；控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(jiān)測。
井下智能機器人巡檢系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由巡檢機器人、巡檢平臺、無線通信系統(tǒng)、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(xiàn)場的圖像、聲音、溫度、煙霧、甲烷等數(shù)據(jù)，借助相應的巡檢分析系統(tǒng)實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)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(tǒng)
AI高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)
該系統(tǒng)采集井下高清視頻數(shù)據(jù)，通過5G網絡實時傳輸高清視頻到后臺，實現(xiàn)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(fā)現(xiàn)現(xiàn)場災害（透水、火光、濃煙霧、大粉塵、冒頂?shù)龋�、人員違規(guī)、人員狀態(tài)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(jiān)控系統(tǒng)
此外，基于5G網絡還可以實現(xiàn)VR生產培訓、露天礦車無人駕駛、融合調度通信等的業(yè)務應用等。
打造“5G+智慧礦山”生態(tài)產業(yè)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(lián)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(tǒng)項目，共建設地面和井下5G基站70余個，系統(tǒng)支撐實現(xiàn)智能化開采、智能化掘進、機器人巡檢、高清視頻監(jiān)控、融合調度通信等多種業(yè)務應用。
中信科移動與銀川聯(lián)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(qū)域，實現(xiàn)了5G VoNR高清音視頻通話、5G高清視頻監(jiān)控、無線傳感數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ�，同時還實現(xiàn)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(yè)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(tǒng)。
通過5G系統(tǒng)實現(xiàn)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(shù)據(jù)、3D成像數(shù)據(jù)、高清視頻和遠程控制指令等傳輸。系統(tǒng)可全方位展現(xiàn)掘進工作面場景，實時監(jiān)測截割軌跡，并可對掘錨設備進行遠程操控，實現(xiàn)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(yè)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(tài)產業(yè)鏈，充分發(fā)揮5G對煤炭行業(yè)的支撐作用，助力煤炭行業(yè)智能化轉型升級。
