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    行业新闻
    5G下井,能为煤矿智能化建设带来什么?
    时间:2021-10-11 11:18:16 浏览: 类型:行业新闻
    自2015年4月陕煤黄陵一矿开创综采工作面采场无人化采煤先河以来,我国煤矿智能化发展脚步不断加快,全国已建成300多个智能化工作面。但即便如此,目前,行业对煤矿智能化建设的定位是“仍处于初级阶段”。针对无人化工作面,多位煤矿总工程师也向记者直言“还不敢让其常态化地进行远程控制”。
     
    煤矿智能化建设在发展过程中遇到了哪些问题?新基建下,5G热潮同样席卷煤矿,备受关注的5G到底能为煤矿做什么?
     
     
     
    “可解决对应问题的技术才是我们需要的”——5G契合煤矿智能化建设需求
     
     
     
    煤矿智能化要求煤矿主要系统具有自感知、自学习、自决策与自执行的基本能力,要实现这些能力,目前还有诸多问题有待解决。
     
    “煤矿井下感知还没有全面化,不能满足智能角色的需求。”赵国瑞告诉记者,目前煤矿采集到最多的数据是设备本身的运行数据,环境、设备姿态等数据很少能采集到,不知道设备在环境中的位置和状态,就无法精准进行下一步决策。
     
    赵国瑞指出,煤矿井下越来越多地使用高清摄像头,传输数据种类多、数量大,4G已无法满足这些数据的带宽要求。“同时,在目前以太网和4G架构下,延时可能是500毫秒也可能是2分钟,延时不可控使服务质量无法得到保障。这也是目前煤矿不敢常态化进行远程控制的重要原因。”
     
    随着煤矿智能化程度不断提高,控制系统、传感系统的协同提出分布式计算的新需求。之前的模式是将收集到的数据上传,进行分析处理后再下达命令;智能化发展则需要在底层就进行协同,上传执行结果而不一定是数据本身。
     
    煤矿智能化建设过程中遇到的这些问题,在4G条件下是无法解决的。“可解决对应问题的技术才是我们需要的,否则,再好的技术也不能选择。”赵国瑞表示,提及5G,大家都知道它大带宽、广连接、低延时的三大特点,却往往忽略了它的六大支撑技术,实际上,3+6才撑起了5G的系列应用场景。“5G可以解决上述问题,赋能煤矿智能化开采发展,契合煤矿智能化建设需求。5G+智能化煤矿,就是融合5G技术等新一代信息技术和人工智能技术,赋能并重塑煤炭生产的全过程。”
     
     
    “如果用5G仅仅为了建网,完全没有必要”——“章鱼”构架改变了原有模式
     
     
     
    “使用5G,主要是解决煤矿智能化发展过程中遇到的问题,而不是单纯地仅仅建一张5G网。”赵国瑞认为,仅为建网用5G完全没有必要,因为将5G应用于煤矿的过程,将带来诸多改变。
     
    首先是网络传输模式的转变。以往网络传输模式是工业环网加井下无线网络,有很多受限之处:带宽上限只能达到1万兆,利用率较低,可靠性和服务质量不能保障,视频网、工业控制网等必须专线传输,带来重复建设和维护等一系列问题……而5G打破了这种模式,可以把工业环网和无线网络系统完全统一起来。
     
    5G没有出现前,层级式架构将数据从底层传到顶层,经统一分析后再传送下来,集中控制处理数据,不仅带宽利用大、数据利用率低,系统响应也缺乏敏捷性。5G思维模式的转变可能带来行业颠覆式的变化——5G可以像章鱼一样全面感知系统,挖掘数据价值,按照应用场景划分对流程进行再造,即针对问题划分系统架构。赵国瑞告诉记者:“这种‘章鱼’架构特点是问题导向、微服务支撑、分布式决策,可有效提升数据利用率,在底层实现敏捷性控制和响应。”
     
    同时,5G的应用,还将使智能化建设发生从单点到全局、从主从到分布式、从垂直线状到交叉网络的逻辑关系转变。
     
    “从研发之初就考虑场景应用,5G可以实现网络价值的转变。”赵国瑞进一步指出,除了解决速度、带宽、接入点数等网络本身问题,能否将算力进行重新分配,将云端权力下放到边、端,进一步提升数据价值,是一种相互支撑的关系。此外,如果能解决脑力协同问题,将增强数据中心处理能力,拉近云端和终端之间的距离。“相当于我们使用手机时,把数据中心搬到手机上,实现强大脑、敏响应和广协同。”
     
     
    “工业网与5G网不再是两张网”—用5G视角重塑产业运行方式
     
     
    由于5G建设成本高、发热量大,煤矿在早期进行5G探索时,甚至有通讯领域的专家提出,5G不适合在煤矿使用。“面对种种问题,又无任何经验可循,煤矿5G建设需要很大魄力和多方协同。”赵国瑞介绍,目前有多个煤矿先行先试,在5G实践中的经验可圈可点。
     
    针对煤矿5G应用,目前从生产型矿井和新建煤矿提出两个建设路径。前者以场景化应用为核心进行5G网络改造,后者以5G重塑智能化煤矿建设,解决数据高效利用、算力分配、协同控制、敏捷响应等难题。赵国瑞指出,云网一体、云边协同、软硬融合将是煤矿5G未来发展趋势,云化部署、云边协同,将全面提升网络、业务自主性,实现行业系统无缝连接。
     
    此外,赵国瑞还建议,在煤矿智能化建设过程中,一方面应加强5G+传感、传输、控制等技术终端的研发应用,支撑煤矿智能化的发展;另一方面要以5G视角重塑煤矿产业模式和运行方式,从顶层设计、算力分配、数据应用、协同决策和敏捷响应等各环节应用5G+新一代信息技术和人工智
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