煤矿5G渐行渐近,要热情更要脚踏实地

2020-07-06T22:57:22Z

◆无论是传感层、传输层、控制层还是后端的应用开发层,传统网络已经不能满足煤矿智能化的要求,需要从系统工程的角度,利用5G技术重构网络整体架构、创新应用场景和新业务模式


◆建成5G网络不等于完成了5G建设,应用场景的规划和开发才是重头戏,而基于5G支撑的AI、云计算、大数据和物联网应用等恰恰是5G有用和应用赋能的具体体现


◆有条件的煤矿,特别是新建煤矿,要积极推进 5G 应用;其他煤矿要因地制宜,分类、分级发展,在5G应用过程中,要尽可能把工作做得踏实,力戒浮躁、滥造概念、形式主义


在智能化发展大步向前的趋势下,煤矿正在积极拥抱5G技术。


6月5日,地处吕梁山深处的山西焦煤集团霍州煤电吕临能化庞庞塔煤矿覆盖100多公里巷道的煤矿井下商用5G专网基本建成;5月初,阳煤集团宣布新元公司建成全国首个5G煤矿专网……煤炭大省山西正在推进5G和煤炭工业互联网融合应用。

不止山西。6月18日,山东省第一个煤矿井下5G基站在山东能源临矿集团菏泽煤电公司郭屯煤矿开通。

今年初,陕煤集团陕北矿业张家峁公司成功布置首批5G基站并进行应用组网,实现了矿区5G网络全覆盖。

去年年底,安徽皖北煤电集团控股的内蒙古智能公司麻地梁煤矿开通井下首个5G基站……智慧矿山建设不断跃上新台阶。

5G商用牌照发放一年刚过。在5G手机日渐“亲”民的同时,煤矿5G技术应用也渐行渐近,5G技术开始为煤矿智能化发展赋能。

5G技术契合煤矿智能化发展需求


无论是传感层、传输层、控制层还是后端的应用开发层,传统网络已经不能满足煤矿智能化的要求,需要从系统工程的角度,利用5G技术重构网络整体架构、创新应用场景和新业务模式


“5G在煤矿的应用与5G的商业化应用基本上是同时起步的,但目前还处于应用的第一步。”中国煤炭科工集团首席科学家、中国工程院院士王国法接受《中国煤炭报》记者采访时说。


5G,第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G、3G和2G系统之后的延伸。其特点是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。


在王国法看来,5G技术所有的工业化控制跟煤矿的智能化控制基本上是一致的。


“5G技术最显著的大带宽、低时延、广连接的三大特点,正好契合了煤矿智能化发展需要更广泛数据接入、更大数据传输带宽和更低延时控制的支撑,为打通煤矿智能化开采上下行传输的高速通道奠定了基础。”王国法说。


关于大带宽。建设智能化煤矿的核心是数字。智能化的本质是把所有的物理化现象都数字化,这就需要上下传输大量的数据,需要大带宽做支撑。


通常情况下,一座煤矿井下会有300路语音通信、500路视频监控通信、1000台设备控制、50000点传感器通信等业务需求。每路通信占用的带宽分别为64K、8192K、1K、1K,总带宽需求约为4200M。而目前,煤矿企业普遍采用千兆工业以太网技术建设井下工业环网,井下工业生产过程需要的带宽远远超过其承载能力。


为了解决传输带宽的问题,煤矿企业普遍采用重复建设多个工业环网的办法,但这将导致井下网络呈“蜘蛛网”,不仅建设成本巨大、维护困难,而且网络可靠性差。


关于时延,也很好理解。就像人们通常从电视上看到的视频连线采访那样,这边说完,那边还要等一下才能接收到信号、做出反应。这就存在一个时延的问题。


“有些领域,时延高一些影响不大,但真正的煤矿智能化、无人化开采或安全生产,没有实时控制和低时延做支撑,是实现不了的。”王国法说。


实际上,煤矿智能化建设的好多方面都卡在通信上。以工作面无人化开采为例。工作面无人开采时,需要煤矿工人在地面操作井下设备。这时,井下机器的运行轨迹需要精准的定位、实时的数据传输,还有大量的设备连接,如果出现延时,会造成一连串的影响。“5G技术带宽够,时延低、连接广,恰好满足这些要求,为井下无线通信提供了技术性支撑。”中国煤炭工业协会信息化分会秘书长王丹识说。


在阳煤集团党委书记、董事长翟红看来,煤矿井下地理条件复杂多变,在支护强度大、信号衰减快等特殊环境下,推广无线通信意义重大,“5G技术在煤矿是刚需,是安全生产的坚强保障”。


中国煤炭科工集团开采研究院有限公司副研究员赵国瑞表示,无论是传感层、传输层、控制层还是后端的应用开发层,发展煤矿智能化都须对传统煤矿业务场景进行重塑,而煤矿智能化应用和系统融合等对承载的网络也提出了新要求和新标准。传统网络已经不能满足煤矿智能化的要求,需要从系统工程的角度,利用5G技术重构网络整体架构、创新应用场景和新业务模式。


“光速”入井各方有热情有行动


20余家大型煤炭集团、煤炭高等院校已开展了5G技术相关合作、研究和项目推进工作;尽管井下特殊的环境给5G技术在煤矿落地带来诸多困难,但其推进速度已经跑在很多行业的前面


在国家新基建战略和八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的导引下,煤矿企业、三大运行商和华为公司等信息龙头企业对于5G技术在煤矿的应用都有很高的热情。


据不完全统计,目前,20余家大型煤炭集团、煤炭高等院校已开展了5G技术相关合作、研究和项目推进工作。

在成立实验室和联盟等方面,山东兖矿集团、山东联通、中兴通讯合作成立了5G+智慧矿业联合实验室。中国煤炭科工集团、中国矿业大学(北京)与中国联通组建了地下空间5G技术创新应用联合实验室。神华信息公司、航天重型工程装备公司等发起成立5G+车联网+智能装备联合创新实验室。山西阳煤集团、中国移动、华为公司作为核心合作团队成立了5G通信煤炭产业应用创新联盟。中国移动联合清华大学、中国矿业大学(北京)、阳煤集团、中国煤炭科工集团、华为公司等70多家单位成立了5G智慧矿山联盟。

在推进项目落地方面,煤炭行业首批基于5G技术实现驾驶无盲区的大型矿车在内蒙古扎哈淖尔露天煤矿投入运行。陕煤集团蒲白建庄矿业建成5G基站。内蒙古移动联合华为公司在内蒙古麻地梁煤矿成功部署井下5G基站并组网应用。河南能源焦煤公司与中国移动河南公司签订5G合作协议,共投入14个5G基站,可实现60台无人车的无人驾驶,13台挖机、10台钻机的5G远程控制等应用。

在推进试点方面,山西焦煤集团建设了柳湾选煤厂5G+智慧工厂建设。国家能源集团以上湾煤矿为试点,研究采用5G移动通信与精确定位、语音扩播等系统的集成分站设备,实现对上湾煤矿井下大带宽、高可靠、低时延的5G信号全覆盖。

尽管井下特殊的环境给5G技术在煤矿落地带来诸多困难,但其推进速度已经跑在很多行业的前面。

以建成的煤矿井下商用5G专网为例。2019年9月,中国联通、庞庞塔煤矿、富华宇祺公司三方签订煤矿井下5G战略合作协议,共同进行井下5G设备改造。

2019年12月,庞庞塔煤矿进行5G井下测试,获得第一手实测数据。

今年3月26日,联通(山西)产业互联网有限公司成功中标庞庞塔煤矿井下5G专网项目。

4月15日,双方正式签署全国第一个5G井下商用合同,开始在庞庞塔煤矿实施5G工程。

6月5日,庞庞塔煤矿井下5G专网基本建成。