５Ｇ通信技術(shù)在礦井的應(yīng)用
從礦山智慧化發(fā)展的角度來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)煤礦作業(yè)人員、環(huán)境和設(shè)備全面感知下的“萬(wàn)物互聯(lián)”，“一網(wǎng)一站”的高速井下通信網(wǎng)絡(luò)搭建，礦山關(guān)鍵設(shè)備遠(yuǎn)程控制，礦井上下實(shí)景三維模型虛擬仿真，礦山數(shù)據(jù)的深層次挖掘等應(yīng)用，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、ＳＤＮ、ＶＲ和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（ＡＲ）等數(shù)字化進(jìn)程的關(guān)鍵技術(shù)，催生著煤炭行業(yè)不斷創(chuàng)新，為煤礦智能化建設(shè)和煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)提供了新的技術(shù)手段，而５Ｇ通信網(wǎng)絡(luò)則將這些技術(shù)和礦井應(yīng)用場(chǎng)景緊密連接起來(lái)。通過(guò)分析５Ｇ技術(shù)三大應(yīng)用場(chǎng)景，初步認(rèn)為５Ｇ技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)與煤炭行業(yè)智能化發(fā)展進(jìn)程中對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求相契合，５Ｇ技術(shù)的三大應(yīng)用場(chǎng)景均覆蓋了井下通信技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方向。
全礦井安全監(jiān)測(cè)信息采集
目前井下感知設(shè)備和傳輸網(wǎng)絡(luò)無(wú)法做到全礦井安全監(jiān)測(cè)信息的泛在感知，如采空區(qū)等危險(xiǎn)區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)未能有較好的解決方案。井下巷道、硐室和設(shè)備需要布置大量的感知節(jié)點(diǎn)，不僅要求終端具備低能耗、低成本、高安全性的特點(diǎn)，還對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)密度、傳輸速率和實(shí)時(shí)性有較高要求。５Ｇ技術(shù)的低功耗大連接場(chǎng)景將端到端時(shí)延控制在１０ｍｓ以內(nèi)，連接數(shù)密度達(dá)１０６／ｋｍ２，滿足全礦井安全監(jiān)測(cè)信息采集的需求。井下環(huán)境監(jiān)控、作業(yè)設(shè)備監(jiān)控、人員體征監(jiān)控、儀器儀表監(jiān)控、通風(fēng)及排水監(jiān)控等系統(tǒng)均需要５Ｇ網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模感知節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，用一張容納海量傳感器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全礦井安全監(jiān)測(cè)信息的采集，并接入移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)器，對(duì)所采集的信息進(jìn)行分析和處理，結(jié)合云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，回傳數(shù)據(jù)處理結(jié)果。
ＶＲ／ＡＲ礦山
ＶＲ、ＡＲ技術(shù)在煤礦的應(yīng)用主要有礦山模型可視化展示、教學(xué)和操作培訓(xùn)、仿真環(huán)境下施工和開采模擬、工作面設(shè)備作業(yè)規(guī)劃和控制、綜采監(jiān)測(cè)監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備維修等。基于ＶＲ、ＡＲ技術(shù)建立真正意義上的虛擬礦山模型需要采集所有井下實(shí)時(shí)更新的巷道環(huán)境和作業(yè)數(shù)據(jù)，通過(guò)激光測(cè)距儀等專業(yè)測(cè)距儀器獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立３Ｄ模型，通過(guò)大量傳感節(jié)點(diǎn)獲取實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)和設(shè)備工況信息，從而真實(shí)、同步反映礦山數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，建立礦井遠(yuǎn)程透明監(jiān)控系統(tǒng)。５Ｇ技術(shù)所特有的低時(shí)延、高帶寬使大量源數(shù)據(jù)持續(xù)不斷地被用于對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和校正，滿足虛擬礦山構(gòu)建的需要。
混合現(xiàn)實(shí)（ＭＲ）采礦是ＶＲ技術(shù)在煤礦應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入煤礦現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，在虛擬礦山、現(xiàn)實(shí)礦山和煤礦作業(yè)人員之間搭起一個(gè)交互反饋的信息回路，所利用的技術(shù)包括５Ｇ、物聯(lián)網(wǎng)、精確定位，對(duì)井下全景信息進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，實(shí)現(xiàn)全礦井生產(chǎn)、安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
結(jié)語(yǔ)
５Ｇ通信技術(shù)具備優(yōu)異的性能，是礦井無(wú)線通信發(fā)展的趨勢(shì)；但是目前來(lái)看，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈還不夠完善，５Ｇ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、設(shè)備形態(tài)及部署方式均還存在一定的不確定性，針對(duì)煤炭行業(yè)的５Ｇ技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景還需不斷挖掘和完善，且由于５Ｇ網(wǎng)絡(luò)對(duì)承載網(wǎng)要求較高，煤礦應(yīng)預(yù)估部署成本，結(jié)合自身發(fā)展?fàn)顩r和需求搭建礦井５Ｇ通信網(wǎng)絡(luò)。
來(lái)源：山西強(qiáng)力礦用設(shè)備
