中國(guó)移動(dòng)5G智慧礦山測(cè)試床

YYYY-MM-DD9Version0.1中國(guó)移動(dòng)5G智慧礦山測(cè)試床引言/導(dǎo)讀為加快推進(jìn)煤炭行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動(dòng)智能化煤礦智能化水平，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、應(yīng)急部等八部委化示范煤礦，初步形成煤礦開(kāi)拓設(shè)計(jì)、地質(zhì)保障、生產(chǎn)、安全等主要自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)體系，基本實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面減人提效、綜采工作面下和露天煤礦固定崗位的無(wú)人值守與遠(yuǎn)程監(jiān)控。到2025年，大型煤本實(shí)現(xiàn)智能化，形成煤礦智能化建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)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(lái)，立足上海、輻射全國(guó)，面向交通方向開(kāi)展深入行業(yè)技術(shù)、平臺(tái)、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(shí)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(xiàng)目，不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)5G技術(shù)場(chǎng)景應(yīng)用空白，一、關(guān)鍵詞二、測(cè)試床項(xiàng)目承接主體曹雪caoxue@cmsr.劉寧liuning3@nm.chinamobil三、測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)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(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主制的完整智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井開(kāi)拓、采掘、運(yùn)通、分選、安全保等全過(guò)程的智能化運(yùn)行。5G網(wǎng)絡(luò)以其大帶寬、低時(shí)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(chǎng)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(yàn)積累，自主研發(fā)智慧礦山融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)平臺(tái)打造智慧決策、生產(chǎn)管理、安全管理、移動(dòng)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(shí)現(xiàn)綜合管控、數(shù)字本測(cè)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(shí)解決礦山行業(yè)智四、測(cè)試床方案架構(gòu)4.1.測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景本測(cè)試床應(yīng)用在礦山行業(yè)采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、綜合等各4.2.測(cè)試床架構(gòu)本測(cè)試床架構(gòu)圖如4.1所示，中國(guó)移動(dòng)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(gè)平臺(tái)是指借助中國(guó)移動(dòng)礦礦山各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有效整合、集中管控，及時(shí)處理、指導(dǎo)和化采掘、井下融合組網(wǎng)、高清視頻監(jiān)控、無(wú)軌膠輪車無(wú)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(tái)體系架構(gòu)中的邊緣層、PaaS4.3.測(cè)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(shí)現(xiàn)與云計(jì)算同通信息孤島，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的互通互聯(lián)，提升信息傳遞效率及準(zhǔn)程、減少危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域人員數(shù)量、提升生產(chǎn)效率和經(jīng)營(yíng)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(jī)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(tái)還提供其他桌面及移動(dòng)應(yīng)用等功能，提實(shí)現(xiàn)井下巷道各區(qū)域的無(wú)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(shí)聯(lián)合合作伙伴提供與網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)相關(guān)的智慧利用5G大帶寬、低時(shí)延的特點(diǎn)，通過(guò)井下高清視頻采集終傳至地面監(jiān)控平臺(tái)，并基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員行為異常、設(shè)備故全因素智能識(shí)別。麻地梁智慧礦山利用5G大帶寬特性，配套自動(dòng)除塵井下綜采、掘進(jìn)工作面以及其他監(jiān)控場(chǎng)景多路高清視頻監(jiān)控回傳，助5G+機(jī)器人巡檢以防爆智能機(jī)器人巡檢為核心，整合機(jī)器人技術(shù)、設(shè)備非接檢測(cè)技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)以及導(dǎo)航定位技術(shù)等，能夠?qū)嵎俊⑤斔蛶旌?、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，有效降低礦區(qū)無(wú)人駕駛依托于5G專用網(wǎng)絡(luò)，在無(wú)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(guò)渡方案，作臺(tái)和視頻監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)井下采煤機(jī)真正的5G遠(yuǎn)程操控，一鍵啟4.4.方案重點(diǎn)技術(shù)針對(duì)井下無(wú)法使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)授時(shí)的問(wèn)題，采用通過(guò)改變時(shí)隙配比可增加上行帶寬資源。通過(guò)研發(fā)“3：1上下行時(shí)隙配比方案”，實(shí)現(xiàn)通過(guò)部署煤礦5G邊緣計(jì)算（MEC）單元，礦信息不出礦、端到端低時(shí)延小于20ms。同時(shí)通過(guò)手機(jī)行為管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)井下“通信4.5.方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性本測(cè)試床網(wǎng)絡(luò)及平臺(tái)方案由上海產(chǎn)業(yè)研究院自主研發(fā)完成本測(cè)試床從頂層設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)、終端模組到（1）模式與理念創(chuàng)新：利用采掘機(jī)遠(yuǎn)程一鍵控制、井下膠輪車無(wú)人駕駛項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)（2）數(shù)據(jù)管控創(chuàng)新：通過(guò)5G技術(shù)實(shí)時(shí)溝通供需兩端信息數(shù)據(jù)，提高煤礦工作效率，（3）管理機(jī)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(yuǎn)程作業(yè)，4.6.方案安全風(fēng)險(xiǎn)控制測(cè)試床設(shè)計(jì)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(jì)措施，整體專網(wǎng)可靠性達(dá)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(shí)的續(xù)航能力，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，能實(shí)現(xiàn)容災(zāi)備份保通過(guò)安全數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)五、測(cè)試床實(shí)施部署測(cè)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(cè)試床網(wǎng)絡(luò)及平臺(tái)方案由中移（上海）產(chǎn)業(yè)研究院及內(nèi)蒙六、測(cè)試床預(yù)期成果下無(wú)軌膠輪車無(wú)人駕駛的實(shí)現(xiàn)降低煤礦井下配運(yùn)維成本，提高正常通過(guò)以上應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，助力礦山行業(yè)在井下視頻監(jiān)控、井下巡檢、無(wú)軌膠輪車駕駛等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)少人化無(wú)人化，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，保證本測(cè)試床積極響應(yīng)國(guó)家智能礦山發(fā)展要求，利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開(kāi)采深融合組網(wǎng)、高清視頻監(jiān)控，層層突破，形成并成功驗(yàn)證了中國(guó)移動(dòng)“1+1+N”智慧礦山解用、5G+無(wú)軌膠輪無(wú)人駕駛在井工礦的首次實(shí)現(xiàn)，在煤炭行業(yè)有著極高的可復(fù)制性和推廣七、測(cè)試床成果驗(yàn)證本測(cè)試床對(duì)井下融合組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)能力、高清視頻監(jiān)控效果、5G機(jī)器人巡檢可行性、5G12345八、與已存在AII測(cè)試床的關(guān)系九、測(cè)試床成果交付測(cè)試床可在礦山行業(yè)進(jìn)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(jī)器十、其他信息非發(fā)起方的測(cè)試床參