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5G无人机飞入百米深煤矿背后的技术

日期:2020-10-07    来源:陕西电信

国际煤炭网

2020
10/07
16:02
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关键词: 物联网 神东煤炭集团 陕西电信 上湾煤矿

提起煤矿,可能很少有人将它与高科技联系起来。事实却非如此,近些年来,随着各类信息化技术在煤炭行业的广泛应用,煤矿的自动化生产已经大踏步的实现飞跃。进入5G时代,随着物联网的广泛应用,无人采矿的煤炭全智能化生产即将成为现实。

近日,从神东煤炭传来一个好消息:9月26日神东煤炭集团陕西电信精诚合作十五天成功开通上湾煤矿井下5G网络,同时实现全国首个井下5G+无人机智能巡检系统成功运转。这标志着:5G技术在智慧矿井建设中取得了巨大突破性进展,同时加快了煤矿行业向安全、绿色、智能化进展。

井下500米架起5G网络

无人机自动巡检系统迈出智能化第一步今年是5G元年,各行各业已逐步探索5G技术在行业内的具体应用。在煤炭领域,对5G应用的渴求尤其强烈,最大的需求就来自技术应用在提升开采效率的同时,如何实现最大限度的安全生产。

现在,让煤炭人无比激动的时刻已经到来,在神东煤炭的上湾矿井,5G网络下的无人智能巡检已经率先成功应用,煤炭行业一个质变的时代已经到来。

业内专家表示,要实现安全和高效生产的高度统一,有两个关键的环节要打通,一是要实现在深井下的无人智能巡检,然后在无人巡检的基础上,进一步升级到无人的全智能开采,业内人形象的比喻为“坐在地面空调房里,就把煤挖了。”

要实现以上两个应用,最核心的是实现煤炭生产场景的5G网络全覆盖,与4G相比,5G最大的优势就是超级上行大带宽和低延迟,这样就可以实现矿井作业环境下的实时高清视频回传,并对生产过程动态实时监控。

记者了解到,凭借5G高带宽、低时延的传输特性,井下无人机首次实现了跨省远程控制试航飞行成功,远在山东的煤矿技术人员通过控制摇杆远程控制千里之外在榆林井下500多米深度飞行的无人机,通过无人机传输的井下高清图像不仅清晰,而且毫无延迟,实现了稳定的同步传输。

这台5G无人机最大的技术特点是通过激光扫描定位的方式,在无GPS信号、无任何照明和复杂电磁环境下可以实现自主飞行、自主导航和自动避障、自动巡检。这样一来,就可以确保了矿井中的主运输系统设备音视频、设备数据出现异常情况时,可以通过无人机及时传送至地面监测监控中心,为快速进行设备故障诊断和下达检修指令提供了科学依据,煤矿生产的安全和效率均大幅提升。陕西电信解决方案专家吕明告诉记者,上湾矿井下数十公里巷道和综采工作面部署的防爆5G基站设备,都部署了中国电信独创的“超级上行”技术,得益于这个新技术,使得靠近基站区域上行速率提升20%-60%,偏远弱覆盖区域可提升最高300%,降低基站上层及网络端到端的时延,有效的提高上行带宽、降低时延。据了解,此次从井下通过5G网络传回的视频画面,从神东到山东智能矿山装备展主会场,超过1000公里的距离,最低延迟仅为20毫秒,这是个什么概念呢?这就相当于人被针扎一下时,大脑反应的时间。这样的延迟已经可以忽略不计了。据记者了解,神东井下5G网络的成功开通和无人巡检的成功运行,标志着中国电信打造的“5G+智慧矿山”走出了最为关键的一步。接下来陕西电信将和华为公司一起,在神东煤炭集团公司部署全国最大的基于运营商5G公网的5G行业专网,依托5GSAMEC专网架构,实现煤炭生产的业务的闭环,这样既可以实现数据安全的保密性要求。同时,还可以提供煤矿生产所需的多种算力,这些智能化应用和神东煤炭的生产环节完全打通融合之后,无人采矿时代就将全面实现。

中国电信提供坚实安全保障煤炭行业全面智能化一步之遥

一场重大科技应用的创新,离不开一个强大战斗力的团队,他们的默默付出和超强的工作作风给这次重大应用成果的落地提供了坚实的保障。据记者了解,此次工程首先有两个难点需要克服,一是如何在深达500米的矿井下覆盖5G网络,上湾矿井下环境复杂,弯道复杂多变,施工难度极大,稍有不慎就会前功尽弃。对此,中国电信榆林分公司的技术工程师表示,此次5G施工难度和强度远远超出我们想象。井下粉尘、噪音、潮湿、阴暗等都是影响施工进程的因素,由于井下环境复杂,设计方案在现场会有临时变化,沟通确认都是常常发生的事,因此电信工程人员必须穿着厚重的衣服、戴着矿灯,佩戴特殊装置,这些都增加了施工难度。

经过连续十五天的奋战,中国电信的5G基站在500米下的矿井终于部署成功,但基站部署完毕并不意味万事大吉,煤矿生产环境由于独特的生产条件,网络环境搭建需要满足非常苛刻的标准。据榆林电信工程师介绍,矿井下由于粉尘密集,可燃性物质多,严禁架设功率较大的通讯设备,基站等设备最大的发射功率不能超过6W,否则会引发爆炸,进而引发安全难事故。为此,陕西电信和华为的工程师加班加点,短短二十多天,就完成了5G智慧矿山建设标准、5G井下安标全系列设备认证以及解决方案制定,刷新了行业新记录。据记者了解,未来陕西电信将联合合作生态伙伴,在上湾、大柳塔等煤矿全面展开5G全“智能”新技术的应用研究,涉及到智能综采、智能化选煤洗煤、智能掘进、智能机器人等多个纬度中实现5G与智能矿山的结合和应用,可以预见,煤炭行业新的智能化将在不远的将来成为现实。


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