5G+煤礦智能化白皮書： 讓煤礦更安全更智能

胡媛

2020年10月14日，在ICT中國·2020中國高層論壇中的“5G+智慧能源”分論壇上，中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中國煤炭學會、陽煤集團、國家能源、中煤能源、陜煤集團、山東能源、中國煤炭科工集團、安標國家礦用產(chǎn)品安全標志中心有限公司、中國移動、中國聯(lián)通、中國電信、華為、中國礦業(yè)大學、中國礦業(yè)大學（北京）等多家產(chǎn)業(yè)伙伴聯(lián)合發(fā)布了《5G+煤礦智能化白皮書》。

白皮書基于當前5G技術在井工煤礦的應用和實踐經(jīng)驗，闡述了礦井5G網(wǎng)絡建設原則、礦井5G應用場景、礦井5G網(wǎng)絡構架、礦井5G網(wǎng)絡系統(tǒng)要求等，并提出建設煤礦5G應用生態(tài)的倡議。

白皮書形成了煤礦智能化發(fā)展對5G網(wǎng)絡建設的需求基線，對加快5G智能化煤礦建設，促進5G與現(xiàn)有有線、無線系統(tǒng)的融合，推動5G在智能礦井的規(guī)模部署和商用具有重大指導意義。

經(jīng)過多年的建設，當前各大煤礦企業(yè)都已經(jīng)具備一定的ICT基礎設施，但因為缺乏頂層規(guī)劃，各個系統(tǒng)點對點集成為主，系統(tǒng)間缺乏互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)無法融合;而且網(wǎng)絡結構復雜，制式繁多，維護困難。利用5G大帶寬、低時延、多連接能力，使得礦山具備整體一張網(wǎng)的能力。

5G技術應用于煤礦井下，能夠準確、全面、清晰地獲取井下各種安全生產(chǎn)和環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)井上井下高清音視頻通話、各種數(shù)據(jù)快速傳輸、設備遠程控制等應用，為礦井安全生產(chǎn)奠定基礎，助力礦山企業(yè)數(shù)字化轉型，促進煤炭工業(yè)高質量發(fā)展。

隨著運營商5G網(wǎng)絡規(guī)模部署，產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟，5G在智能礦山的應用和探索也在進入加速階段。

山西、陜西、山東、內(nèi)蒙、貴州、新疆等多家領先礦山企業(yè)對礦井下5G具體應用的實操性、對5G網(wǎng)絡的具體需求，以及未來衍生出的需求都有了深入的理論分析以及實踐驗證，均形成了寶貴的經(jīng)驗資產(chǎn)。

“由中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中國煤炭學會、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟主導，聯(lián)合煤炭生產(chǎn)企業(yè)、科研院所、網(wǎng)絡運營商、系統(tǒng)集成商、網(wǎng)絡設備供應商、煤機裝備企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈的力量，共同編制了本篇白皮書，旨在強化共識，形成煤礦對5G網(wǎng)絡的需求基線以及實踐參考，端到端共同加速5G在煤礦的應用，促進我國煤礦智能化發(fā)展。”

據(jù)《5G+煤礦智能化白皮書》，礦井5G通信系統(tǒng)總體架構需包含以下五點。

5G網(wǎng)管平臺（NMS）：至少支持礦山用戶實現(xiàn)簡易的網(wǎng)元設備狀態(tài)查詢和故障查詢，支持本地設備的維護與操作。

5G核心網(wǎng)平臺（5GC）：基于運營商集成及企業(yè)集成2種模式，靈活選擇核心網(wǎng)部署模式。核心網(wǎng)的部署需要考慮集團下各個礦井的數(shù)據(jù)連接及匯集;同時，部分功能利用邊緣計算下沉到礦山園區(qū)，實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換，保障數(shù)據(jù)不出園區(qū)，并滿足低時延的業(yè)務需求，以及業(yè)務分層隔離的切片需求。

5G傳輸網(wǎng)絡：井下傳輸網(wǎng)絡建議成環(huán)部署，一條光纖斷路，可用另外一條鏈路傳輸，滿足可靠性要求。

5G無線網(wǎng)絡：基于并下無線應用場景（以上行為主），能支持時隙翻轉功能（如UL：DL=3：1的時隙配比），滿足并下大容量的視頻回傳能力，滿足設備遠控的低時延等要求。

5G終端：不只需要考慮本安型的通訊智能手機、USB Dongle、CPE，還需要考慮各種模組內(nèi)嵌或外接工業(yè)設備，以及環(huán)境感知等。未來，隨著5G終端成熟，可逐步把并下遠控、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控、無人駕駛等業(yè)務遷移到5G網(wǎng)絡上。