中國移動5G智慧礦山測試床

YYYY-MM-DD9Version0.1中國移動5G智慧礦山測試床引言/導(dǎo)讀為加快推進煤炭行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動智能化煤礦智能化水平，國家發(fā)展改革委、國家能源局、應(yīng)急部等八部委化示范煤礦，初步形成煤礦開拓設(shè)計、地質(zhì)保障、生產(chǎn)、安全等主要自動化運行技術(shù)體系，基本實現(xiàn)掘進工作面減人提效、綜采工作面下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠程監(jiān)控。到2025年，大型煤本實現(xiàn)智能化，形成煤礦智能化建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標準體系。到2035現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智的全資子公司，自成立以來，立足上海、輻射全國，面向交通方向開展深入行業(yè)技術(shù)、平臺、產(chǎn)品、解決方案研發(fā)，以信息解決方案，可為礦山行業(yè)客戶提供端到端一體化服務(wù)。同時聯(lián)合業(yè)內(nèi)新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，形成成熟的產(chǎn)業(yè)合作模式。公司已在山西、內(nèi)蒙示范項目，不斷實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，填補了國內(nèi)5G技術(shù)場景應(yīng)用空白，一、關(guān)鍵詞二、測試床項目承接主體曹雪caoxue@cmsr.劉寧liuning3@nm.chinamobil三、測試床項目目標智慧礦山是基于現(xiàn)代智能化理念，將工業(yè)互聯(lián)技術(shù)深度融合，形成礦山全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自主制的完整智能系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井開拓、采掘、運通、分選、安全保等全過程的智能化運行。5G網(wǎng)絡(luò)以其大帶寬、低時延、廣連接的特性與礦山領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集及智能控制的場景契合度非常高，是打造智慧礦山的基礎(chǔ)條件。中移基于自身技術(shù)創(chuàng)新能力及行業(yè)經(jīng)驗積累，自主研發(fā)智慧礦山融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺平臺打造智慧決策、生產(chǎn)管理、安全管理、移動應(yīng)用等功能模塊，打通專業(yè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道，為行業(yè)客戶實現(xiàn)綜合管控、數(shù)字本測試床主要基于中移（上海）產(chǎn)業(yè)研究院自主研發(fā)的礦可規(guī)模復(fù)制推廣的智慧礦山解決方案，切實解決礦山行業(yè)智四、測試床方案架構(gòu)4.1.測試床應(yīng)用場景本測試床應(yīng)用在礦山行業(yè)采、掘、機、運、通、綜合等各4.2.測試床架構(gòu)本測試床架構(gòu)圖如4.1所示，中國移動上研院以5G行業(yè)專網(wǎng)為基礎(chǔ)，打造“1+1+N”延、海量接連。1個平臺是指借助中國移動礦礦山各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，實現(xiàn)有效整合、集中管控，及時處理、指導(dǎo)和化采掘、井下融合組網(wǎng)、高清視頻監(jiān)控、無軌膠輪車無人駕駛等重能架構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)互通，平臺體系架構(gòu)中的邊緣層、PaaS4.3.測試床方案按需定制，與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，在內(nèi)部即可實現(xiàn)與云計算同通信息孤島，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的互通互聯(lián)，提升信息傳遞效率及準程、減少危險作業(yè)區(qū)域人員數(shù)量、提升生產(chǎn)效率和經(jīng)營管理水平，智能決策提供礦山的三維信息綜合管理、礦山數(shù)據(jù)分析、智能煤機等井下設(shè)備的生產(chǎn)監(jiān)視與控制、生產(chǎn)調(diào)度；安全管理提供采安全巡檢；另外，平臺還提供其他桌面及移動應(yīng)用等功能，提實現(xiàn)井下巷道各區(qū)域的無線覆蓋，保證端到端安全、可靠、穩(wěn)定，礎(chǔ)上，賦能生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時聯(lián)合合作伙伴提供與網(wǎng)絡(luò)強相關(guān)的智慧利用5G大帶寬、低時延的特點，通過井下高清視頻采集終傳至地面監(jiān)控平臺，并基于機器視覺技術(shù)實現(xiàn)人員行為異常、設(shè)備故全因素智能識別。麻地梁智慧礦山利用5G大帶寬特性，配套自動除塵井下綜采、掘進工作面以及其他監(jiān)控場景多路高清視頻監(jiān)控回傳，助5G+機器人巡檢以防爆智能機器人巡檢為核心，整合機器人技術(shù)、設(shè)備非接檢測技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、模式識別技術(shù)以及導(dǎo)航定位技術(shù)等，能夠?qū)嵎?、輸送帶全天候、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，有效降低礦區(qū)無人駕駛依托于5G專用網(wǎng)絡(luò)，在無軌膠輪車本體加裝激光雷配套的控制傳感以及視頻監(jiān)控終端，替代原先5G+CPE的過渡方案，作臺和視頻監(jiān)控平臺，實現(xiàn)井下采煤機真正的5G遠程操控，一鍵啟4.4.方案重點技術(shù)針對井下無法使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行精準授時的問題，采用通過改變時隙配比可增加上行帶寬資源。通過研發(fā)“3：1上下行時隙配比方案”，實現(xiàn)通過部署煤礦5G邊緣計算（MEC）單元，礦信息不出礦、端到端低時延小于20ms。同時通過手機行為管控平臺，實現(xiàn)井下“通信4.5.方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進性本測試床網(wǎng)絡(luò)及平臺方案由上海產(chǎn)業(yè)研究院自主研發(fā)完成本測試床從頂層設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)網(wǎng)試點、終端模組到（1）模式與理念創(chuàng)新：利用采掘機遠程一鍵控制、井下膠輪車無人駕駛項目，實現(xiàn)（2）數(shù)據(jù)管控創(chuàng)新：通過5G技術(shù)實時溝通供需兩端信息數(shù)據(jù)，提高煤礦工作效率，（3）管理機制創(chuàng)新：取消礦井檢修班與夜班，使工作人員在操控間完成遠程作業(yè)，4.6.方案安全風(fēng)險控制測試床設(shè)計充分考慮到設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全等需求，采取份冗余等設(shè)計措施，整體專網(wǎng)可靠性達到了99.99專網(wǎng)、應(yīng)急通信特殊業(yè)務(wù)可靠性優(yōu)先保障需求。為滿足礦山數(shù)備在停電的情況下應(yīng)有至少2小時的續(xù)航能力，當設(shè)備出現(xiàn)故障后，能實現(xiàn)容災(zāi)備份保通過安全數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)態(tài)勢五、測試床實施部署測試床由中移（上海）產(chǎn)業(yè)研究院提供技術(shù)支撐，并聯(lián)合行本測試床網(wǎng)絡(luò)及平臺方案由中移（上海）產(chǎn)業(yè)研究院及內(nèi)蒙六、測試床預(yù)期成果下無軌膠輪車無人駕駛的實現(xiàn)降低煤礦井下配運維成本，提高正常通過以上應(yīng)用的實現(xiàn)，助力礦山行業(yè)在井下視頻監(jiān)控、井下巡檢、無軌膠輪車駕駛等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)少人化無人化，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，保證本測試床積極響應(yīng)國家智能礦山發(fā)展要求，利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開采深融合組網(wǎng)、高清視頻監(jiān)控，層層突破，形成并成功驗證了中國移動“1+1+N”智慧礦山解用、5G+無軌膠輪無人駕駛在井工礦的首次實現(xiàn)，在煤炭行業(yè)有著極高的可復(fù)制性和推廣七、測試床成果驗證本測試床對井下融合組網(wǎng)實現(xiàn)能力、高清視頻監(jiān)控效果、5G機器人巡檢可行性、5G12345八、與已存在AII測試床的關(guān)系九、測試床成果交付測試床可在礦山行業(yè)進行推廣復(fù)制，可應(yīng)用井下融合組網(wǎng)、高清視頻監(jiān)控、5G機器十、其他信息非發(fā)起方的測試床參