陕西陕煤榆北小保当矿业有限公司5G+智慧矿区

    一、企业基本情况

　　陕西小保当矿业有限公司位于陕西省榆林市神木市大保当镇，隶属于陕煤集团榆北煤业有限公司，共有员工2000余名，矿井设计年生产量1800万吨。经营范围主要包含煤矿的建设投资，煤炭的开采，煤炭的洗选加工、销售，普通机械的制造和修理，建材加工，化工产品的制造（监控、易制毒、危险化学品除外）。小保当矿业公司已入选国家首批智慧化示范煤矿建设名单，致力于打造真正意义上的行业内一流智慧化矿井。

　　二、“5G+工业互联网”亮点及模式总结

　　5G作为新一代移动通信技术，不但能满足传统制造业高带宽、低延时等无线网络应用场景，而且能满足工业环境下的设备互联和远程交互应用需求。小保当矿业有限公司5G定制网采用“比邻”模式，组建小保当5G井上井下一体化专网，基于5G通信技术打造了5G+无人驾驶、5G+智能工作面等应用场景。

　　三、“5G+工业联网”项目建设

　　（一）项目背景。

　　为了将小保当矿业有限公司建设成为行业内一流绿色高效智慧能源企业，将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联、机器人、智能化装备等与现代煤矿开发技术深度融合，形成小保当矿井(区)全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井(区)开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管控等全过程智慧化运行的体系。总体目标是形成小保当煤矿智慧系统，全面智能运行，科学绿色开发的全产业链运行新模式，打造“智能+绿色”矿山新体系，力争实现煤炭资源绿色、安全、智能、高效开发。小保当煤矿5G网络建设是落实陕煤集团对企业集群调度管理的要求，是提升国企形象和在煤炭行业中的影响力的重要举措。将使小保当煤矿成为行业内本质安全型、质量效益型、科技创新型、资源节约型、和谐发展型的标杆企业。

　　（二）项目方案。

　　1.井上建设方案：按照小保当5G+智慧矿区示范项目规划，井上5G站点建设覆盖范围为公司办公区以及生活区。为保证用户的信号覆盖及下载速率，本次工程的站间距为350m-400m。通过网络模型仿真测算，本次公司5G井上覆盖工程为保证办公区以及生活区室内外全覆盖，采用室外宏站与室内分布系统相结合的建设方式。

　　2.井下建设方案：实现井下重点区域的5G无线信号的覆盖，以及无线终端的接入功能，实现终端层应用。主要设备有矿用隔爆5G基站（基带处理器，数据汇集器及基站天线单元）、基站配套外置天线、矿用本安5G通信终端。矿用5G通信系统采用分布式基站设计，在地面部署基带控制单元BBU，通过光纤环网与井下数据汇集器设备及基站天线单元相连，本项目井下第一批共布置32个5G基站，主要覆盖了副斜井、辅运大巷、掘进工作面胶运顺槽、综采工作面、中央变电所、中央水泵房。

　　3.MEC建设方案：本项目将MEC边缘计算部署在园区侧，为公司提供业务接入、处理以及资源调度功能，同时保证业务的本地闭环、数据安全，并且通过业务在网络边缘节点的本地处理，实现与应用、内容的协同，提供高可靠、低时延业务体验。为满足公司智能矿山内网需求及业务平台开通，通过切片融合智慧运营管理平台的能力来统一调度、灵活实现网络资源的应用。考虑到多园区接入以及安全可靠性要求，部署2套MEC做园区5G网络连接和本地流量卸载，确保保密数据不出企业园区。通过CE网关与陕西电信5GC核心网互通，实现园区内网办公及外网上网需求，在系统内设置硬件管理交换机，便于对硬件设备进行管理监控。在CE网关侧旁挂防火墙设备，进行 IPS安全策略控制。

　　4.应用场景。

　　应用一：5G+智能工作面。

通过在综采工作面安装高清摄像头，通过5G网络将井下高清视频实时传输到地面，利用人工智能技术实现异常行为检测，通过5G网络，对采煤机等设备实现实时设备状态数据和控制指令传输，基于混合云平台实现远程集控功能。

    应用二：5G+无人驾驶。

　　无人驾驶运输系统构建由2辆无人驾驶乘人车、3辆无人驾驶物料车组成，采用无人驾驶管理系统进行统一调度和管理，实现矿区的安全高效无人化运输，建立矿区无人运输示范应用。

    （三）项目成效。

　　小保当煤矿井上井下一体化5G网络覆盖已全面建成。井上主要覆盖了小保当煤矿生活区和办公区，井下主要覆盖了副斜井、辅运大巷、掘进工作面胶运顺槽、综采工作面、中央变电所、中央水泵房。利用切片+MEC组建虚拟无线专网，为小保当煤矿提供可靠、安全、高质量的工业网络，实现生产数据不出厂区，保障数据安全，提高业务运行效率。通过5G+AI+IoT，依托大数据和云，实现小保当煤矿井下无人驾驶和自主导航运输、综采工作面远程控制、井下高清视频传输、5G+UWB井下精确定位、掘进数字孪生工作面、掘进机远程控制、机器人智能巡检等场景的应用，助力小保当煤矿打造“智能+绿色”矿山新体系。