５Ｇ通信技術在礦井的應用

從礦山智慧化發展的角度來看，要實現煤礦作業人員、環境和設備全面感知下的“萬物互聯”，“一網一站”的高速井下通信網絡搭建，礦山關鍵設備遠程控制，礦井上下實景三維模型虛擬仿真，礦山數據的深層次挖掘等應用，大數據、云計算、物聯網、ＳＤＮ、ＶＲ和增強現實（ＡＲ）等數字化進程的關鍵技術，催生著煤炭行業不斷創新，為煤礦智能化建設和煤炭企業安全生產提供了新的技術手段，而５Ｇ通信網絡則將這些技術和礦井應用場景緊密連接起來。通過分析５Ｇ技術三大應用場景，初步認為５Ｇ技術的優勢特點與煤炭行業智能化發展進程中對通信網絡技術的需求相契合，５Ｇ技術的三大應用場景均覆蓋了井下通信技術發展和應用方向。

全礦井安全監測信息采集

目前井下感知設備和傳輸網絡無法做到全礦井安全監測信息的泛在感知，如采空區等危險區域的環境監測未能有較好的解決方案。井下巷道、硐室和設備需要布置大量的感知節點，不僅要求終端具備低能耗、低成本、高安全性的特點，還對無線網絡的連接數密度、傳輸速率和實時性有較高要求。５Ｇ技術的低功耗大連接場景將端到端時延控制在１０ｍｓ以內，連接數密度達１０６／ｋｍ２，滿足全礦井安全監測信息采集的需求。井下環境監控、作業設備監控、人員體征監控、儀器儀表監控、通風及排水監控等系統均需要５Ｇ網絡實現大規模感知節點的互聯互通，用一張容納海量傳感器的網絡實現全礦井安全監測信息的采集，并接入移動邊緣計算服務器，對所采集的信息進行分析和處理，結合云計算和人工智能等先進技術，回傳數據處理結果。

ＶＲ／ＡＲ礦山

ＶＲ、ＡＲ技術在煤礦的應用主要有礦山模型可視化展示、教學和操作培訓、仿真環境下施工和開采模擬、工作面設備作業規劃和控制、綜采監測監控、遠程設備維修等。基于ＶＲ、ＡＲ技術建立真正意義上的虛擬礦山模型需要采集所有井下實時更新的巷道環境和作業數據，通過激光測距儀等專業測距儀器獲取的點云數據建立３Ｄ模型，通過大量傳感節點獲取實時環境參數和設備工況信息，從而真實、同步反映礦山數據的動態變化過程，建立礦井遠程透明監控系統。５Ｇ技術所特有的低時延、高帶寬使大量源數據持續不斷地被用于對模型數據進行更新和校正，滿足虛擬礦山構建的需要。

混合現實（ＭＲ）采礦是ＶＲ技術在煤礦應用的進一步發展，該技術通過在虛擬環境中引入煤礦現實場景信息，在虛擬礦山、現實礦山和煤礦作業人員之間搭起一個交互反饋的信息回路，所利用的技術包括５Ｇ、物聯網、精確定位，對井下全景信息進行準確模擬，實現全礦井生產、安全狀況的實時監測。

結語

５Ｇ通信技術具備優異的性能，是礦井無線通信發展的趨勢；但是目前來看，相關產業鏈還不夠完善，５Ｇ網絡架構、設備形態及部署方式均還存在一定的不確定性，針對煤炭行業的５Ｇ技術應用場景還需不斷挖掘和完善，且由于５Ｇ網絡對承載網要求較高，煤礦應預估部署成本，結合自身發展狀況和需求搭建礦井５Ｇ通信網絡。

來源：山西強力礦用設備