５Ｇ通信技术在矿井的应用

从矿山智慧化发展的角度来看，要实现煤矿作业人员、环境和设备全面感知下的“万物互联”，“一网一站”的高速井下通信网络搭建，矿山关键设备远程控制，矿井上下实景三维模型虚拟仿真，矿山数据的深层次挖掘等应用，大数据、云计算、物联网、ＳＤＮ、ＶＲ和增强现实（ＡＲ）等数字化进程的关键技术，催生着煤炭行业不断创新，为煤矿智能化建设和煤炭企业安全生产提供了新的技术手段，而５Ｇ通信网络则将这些技术和矿井应用场景紧密连接起来。通过分析５Ｇ技术三大应用场景，初步认为５Ｇ技术的优势特点与煤炭行业智能化发展进程中对通信网络技术的需求相契合，５Ｇ技术的三大应用场景均覆盖了井下通信技术发展和应用方向。

全矿井安全监测信息采集

目前井下感知设备和传输网络无法做到全矿井安全监测信息的泛在感知，如采空区等危险区域的环境监测未能有较好的解决方案。井下巷道、硐室和设备需要布置大量的感知节点，不仅要求终端具备低能耗、低成本、高安全性的特点，还对无线网络的连接数密度、传输速率和实时性有较高要求。５Ｇ技术的低功耗大连接场景将端到端时延控制在１０ｍｓ以内，连接数密度达１０６／ｋｍ２，满足全矿井安全监测信息采集的需求。井下环境监控、作业设备监控、人员体征监控、仪器仪表监控、通风及排水监控等系统均需要５Ｇ网络实现大规模感知节点的互联互通，用一张容纳海量传感器的网络实现全矿井安全监测信息的采集，并接入移动边缘计算服务器，对所采集的信息进行分析和处理，结合云计算和人工智能等先进技术，回传数据处理结果。

ＶＲ／ＡＲ矿山

ＶＲ、ＡＲ技术在煤矿的应用主要有矿山模型可视化展示、教学和操作培训、仿真环境下施工和开采模拟、工作面设备作业规划和控制、综采监测监控、远程设备维修等。基于ＶＲ、ＡＲ技术建立真正意义上的虚拟矿山模型需要采集所有井下实时更新的巷道环境和作业数据，通过激光测距仪等专业测距仪器获取的点云数据建立３Ｄ模型，通过大量传感节点获取实时环境参数和设备工况信息，从而真实、同步反映矿山数据的动态变化过程，建立矿井远程透明监控系统。５Ｇ技术所特有的低时延、高带宽使大量源数据持续不断地被用于对模型数据进行更新和校正，满足虚拟矿山构建的需要。

混合现实（ＭＲ）采矿是ＶＲ技术在煤矿应用的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入煤矿现实场景信息，在虚拟矿山、现实矿山和煤矿作业人员之间搭起一个交互反馈的信息回路，所利用的技术包括５Ｇ、物联网、精确定位，对井下全景信息进行准确模拟，实现全矿井生产、安全状况的实时监测。

结语

５Ｇ通信技术具备优异的性能，是矿井无线通信发展的趋势；但是目前来看，相关产业链还不够完善，５Ｇ网络架构、设备形态及部署方式均还存在一定的不确定性，针对煤炭行业的５Ｇ技术应用场景还需不断挖掘和完善，且由于５Ｇ网络对承载网要求较高，煤矿应预估部署成本，结合自身发展状况和需求搭建矿井５Ｇ通信网络。

来源：山西强力矿用设备