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生产提效器:5G不仅仅是通信,更是加速智能化的源动力
作者:管理员 | 时间:2020-08-09 09:00

      由于矿产资源开采的环境变得越来越恶劣,开采的难度逐步增加,在这种形势下,为了保证计划的开采量能够及时的完成,我国加强了对各大科研院校的研发力度,研发出能够适应恶劣环境条件和不利的地势条件下的采矿设备。

生产提效器:5G不仅仅是通信,更是加速智能化的源动力

      5G是新一代蜂窝移动通信技术,具有传输速率高、时延小、可靠性高、容量大等优点,已在地面应用。目前正在安标送审的矿用5G系统也没有针对煤矿井下特殊需求进行研发,仅将地面5G产品进行防爆改造,难以满足煤矿智能化建设需求。煤矿井下有瓦斯等易燃易爆气体,矿井无线传输衰减大等特殊性,制约着5G直接在煤矿井下应用。

       煤矿井下有瓦斯等易燃易爆气体,矿井无线传输衰减大等特殊性,制约着5G直接在煤矿井下应用。仅将地面5G产品进行防爆改造的矿用5G,难以满足煤矿智能化建设需求。因此,急需针对煤矿井下安全生产特殊需求,研发矿用5G。

    (1)矿用5G宜采用本质安全型防爆。矿用5G基站应按同时工作的多个发射天线的最大总功率考核其防爆性能。应考核矿用5G基站天线的等效电感(含分布电感)和等效电容(含分布电容)。对于发射功率软件可调的矿用5G基站,调控发射功率的软件应固化,确保在正常工作和故障状态下,最大发射功率不增大;不得因设备停电重启、光缆断缆、基站控制器损坏、交换机/路由器损坏、电磁干扰等,造成最大发射功率增大。无法保证最大发射功率不增大的软件调控发射功率的矿用5G基站,应按硬件最大发射功率考核其防爆性能。

    (2)用于控制的矿用5G应具有较强的抗干扰能力。在本质安全防爆限制电容量和电感量的条件下,提高5G系统的抗干扰能力,是矿用5G急需解决的技术难题。

    (3)采煤工作面无人或少人作业,宜采用机架联动+记忆割煤+地质模型+地面远程控制方法。采用透雾透尘摄像机,解决采煤工作面视频图像不清晰问题。采煤工作面和掘进工作面地面远程控制宜选用矿用5G。

    (4)煤矿井下车辆无人驾驶地面远程控制宜选用矿用5G,通过矿用车辆精确定位系统和惯性导航系统对车辆定位和导航,通过激光雷达、毫米波雷达、热像仪、摄像机、车载传感器和巷道传感器等感知车辆和周边环境。

    (5)WiFi矿井移动通信系统具有成本低等优点。煤矿井下胶轮车和电机车等行驶速度受限,手机等移动终端移动速度较慢,WiFi矿井移动通信系统可满足煤矿井下移动通信需求。5G矿井移动通信系统具有手机种类多、语音通话质量高、可用于快速移动通信等优点,但成本高。没有针对矿井移动通信特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi移动通信系统。

    (6)矿用5G必须在井下敷设光缆。设置在煤矿井下的矿用5G基站、矿用5G基站控制器、矿用网络交换机/路由器等均由井下电网供电。煤矿井下瓦斯超限停电和停风停电,将影响矿用5G移动通信系统正常工作。当煤矿井下发生瓦斯和煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、冲击地压、水灾、火灾、顶板冒落、炸药爆炸等事故时,会造成矿用5G基站和天线、矿用5G基站控制器、矿用网络交换机/路由器等损坏,光缆断缆。因此,矿用5G移动通信系统抗灾变能力远不如矿用有线调度通信系统,难以满足应急通信要求。严禁用矿用5G移动通信系统替代矿用有线调度通信系统。

    (7)矿用5G核心网在地面,控制整个系统工作。当煤矿井下光缆断缆或交换机/路由器故障,井下系统将瘫痪。甲烷超限或停风后,非本质安全防爆的5G基站、基站控制器和交换机/路由器等必须停电。因此,没有针对煤矿安全监控特点研发的矿用5G不能替代煤矿安全监控系统。

    (8)矿用UWB精确定位系统定位精度为0.2m。5G未来的定位目标是定位精度1m,但目前还没有实现。没有针对矿井动目标精确定位特点研发的矿用5G定位精度低于矿用UWB精确定位系统。

   (9)在FR1(450~6000MHz)频率范围内,5G最高传输速率为1.2Gbit/s(上行)和2.2Gbit/s(下行),WiFi6最高传输速率为9.6Gbit/s,WiFi6的传输速率高于5G。因此,没有针对煤矿安全生产特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi6。时延要求不高的矿井视频图像监视,宜选用矿用WiFi6,以降低成本和维护工作量。

    (10)没有针对煤矿井下固定设备监控特点研发的矿用5G可靠性低于矿用有线监控系统。带式输送机、供电、排水等固定设备监控和地面远程控制,宜选用有线传输。

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