5G+煤矿智能化白皮书： 让煤矿更安全更智能

胡媛

2020年10月14日，在ICT中国·2020中国高层论坛中的“5G+智慧能源”分论坛上，中国煤炭工业协会、中国煤炭学会、阳煤集团、国家能源、中煤能源、陕煤集团、山东能源、中国煤炭科工集团、安标国家矿用产品安全标志中心有限公司、中国移动、中国联通、中国电信、华为、中国矿业大学、中国矿业大学（北京）等多家产业伙伴联合发布了《5G+煤矿智能化白皮书》。

白皮书基于当前5G技术在井工煤矿的应用和实践经验，阐述了矿井5G网络建设原则、矿井5G应用场景、矿井5G网络构架、矿井5G网络系统要求等，并提出建设煤矿5G应用生态的倡议。

白皮书形成了煤矿智能化发展对5G网络建设的需求基线，对加快5G智能化煤矿建设，促进5G与现有有线、无线系统的融合，推动5G在智能矿井的规模部署和商用具有重大指导意义。

经过多年的建设，当前各大煤矿企业都已经具备一定的ICT基础设施，但因为缺乏顶层规划，各个系统点对点集成为主，系统间缺乏互联互通，数据无法融合;而且网络结构复杂，制式繁多，维护困难。利用5G大带宽、低时延、多连接能力，使得矿山具备整体一张网的能力。

5G技术应用于煤矿井下，能够准确、全面、清晰地获取井下各种安全生产和环境数据，实现井上井下高清音视频通话、各种数据快速传输、设备远程控制等应用，为矿井安全生产奠定基础，助力矿山企业数字化转型，促进煤炭工业高质量发展。

随着运营商5G网络规模部署，产业链逐步成熟，5G在智能矿山的应用和探索也在进入加速阶段。

山西、陕西、山东、内蒙、贵州、新疆等多家领先矿山企业对矿井下5G具体应用的实操性、对5G网络的具体需求，以及未来衍生出的需求都有了深入的理论分析以及实践验证，均形成了宝贵的经验资产。

“由中国煤炭工业协会、中国煤炭学会、煤矿智能化创新联盟主导，联合煤炭生产企业、科研院所、网络运营商、系统集成商、网络设备供应商、煤机装备企业等产业链的力量，共同编制了本篇白皮书，旨在强化共识，形成煤矿对5G网络的需求基线以及实践参考，端到端共同加速5G在煤矿的应用，促进我国煤矿智能化发展。”

据《5G+煤矿智能化白皮书》，矿井5G通信系统总体架构需包含以下五点。

5G网管平台（NMS）：至少支持矿山用户实现简易的网元设备状态查询和故障查询，支持本地设备的维护与操作。

5G核心网平台（5GC）：基于运营商集成及企业集成2种模式，灵活选择核心网部署模式。核心网的部署需要考虑集团下各个矿井的数据连接及汇集;同时，部分功能利用边缘计算下沉到矿山园区，实现园区内的数据交换，保障数据不出园区，并满足低时延的业务需求，以及业务分层隔离的切片需求。

5G传输网络：井下传输网络建议成环部署，一条光纤断路，可用另外一條链路传输，满足可靠性要求。

5G无线网络：基于并下无线应用场景（以上行为主），能支持时隙翻转功能（如UL：DL=3：1的时隙配比），满足并下大容量的视频回传能力，满足设备远控的低时延等要求。

5G终端：不只需要考虑本安型的通讯智能手机、USB Dongle、CPE，还需要考虑各种模组内嵌或外接工业设备，以及环境感知等。未来，随着5G终端成熟，可逐步把并下远控、环境数据监控、无人驾驶等业务迁移到5G网络上。