煤炭是我国能源体系的基石，长期以来煤炭工业为我国经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供有力保障。以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命、技术创新将成为行业发展的核心驱动力。陕西陕煤曹家滩矿业有限公司秉承敢为人先、追求卓越的创新精神，积极响应国家煤矿智能化建设的号召，与陕西联通、智引科技以及中兴通讯开展深度合作，采用中兴通讯5G iCube云网方案，共同建设5G智慧矿山通信系统，探索矿山智能化路径。
海量数据，矿山工业网络面临新挑战
传统矿山主要采用4G蜂窝网络、Wi-Fi等无线通信技术。随着矿山智能化建设的推进，不仅矿井内原有的设备需要接入网络，而且新增的大量摄像头、传感器、控制器也需要接入网络，不仅需要网络大带宽来满足接入数量需求，而且需要网络低时延来满足接入质量需求。对此，传统无线通信技术已是力不从心，矿山工业网络面临严峻挑战，迫切需要新技术的出现。
敢为人先，以5G iCube打造矿山数字基座
在矿山智能化建设方面，曹家滩（陕西陕煤曹家滩矿业有限公司）一直走在行业最前列，作为国家煤炭工业“十二五”规划重点开发的大型煤矿示范项目单位，先后被中国煤炭工业协会、煤炭工业陕西建设工程质量监督中心评为煤炭工业化融合优秀项目、煤炭行业优质工程单位。
为进一步提升矿山智能化水平，曹家滩采用中兴通讯5G iCube云网方案，多方合作共同打造矿山数字基座。该方案的核心思想在于融合5G高带宽低延时通信能力和私有云端服务器的强大计算能力，打通“井下—云端—井上”的连接链路，将井下所有业务纳入统一的通信、计算、管控框架中。
在井下，部署大量5G通信模块，面向全矿区各系统提供数据访问、语音通信、高清视频、统一调度、人员定位等功能模块；在云端，于中心机房部署iCube云网柜产品，建设统一云化数字底座，部署专用4G/5G融合核心网、专用VoNR/VoLTE IMS核心网、三合一综合网管系统（UME R88）等基础服务；在井上，通过管控中心、数据系统、应用中心实现对数据的可视化管理。该5G iCube云网方案架构如图1所示。
图1 陕煤曹家渡5G矿山专网整体网络架构
不仅如此，曹家滩采用的5G iCube云网解决方案还实现了以下五个维度的全面升级：
- 融合数字底座，实现一网管控
成功对接现网4G基站，完成矿区4G/5G网络融合一体化改造，实现矿区4G/5G终端同卡同号、无缝覆盖、无损切换，为其他矿井的现网利用和平滑演进提供可行方案；融合VoLTE/VoNR语音能力，为4G/5G手机、单兵穿戴装备、固定电话等终端提供实时语音、高清视频功能；支持矿区CTX群、前转、呼叫转接等补充业务和增值业务，同时支持专网和公网语音互通。
- 端到端20ms低时延，确保矿山远程控制稳定应用
i5GC全量下沉至矿区机房，信令和数据全部本地闭环，显著降低传输时延；在无线侧，基于5QI，通过空口资源优先调度，实现高优先级业务快速转发。
- 端到端容灾机制，保障矿区网络超高可用
iCube采用资源池方式部署，虚拟化平台通过自愈或重生可实现业务快速恢复；核心网基于Cloud Native架构，采用无状态设计，实现业务和数据分离，提升业务可用性；将核心网全量下沉，即使矿区和公网间网络中断，矿区内业务也不受任何影响。
- 对接第三方调度系统，丰富矿山业务生态
iCube和调度系统成功实现业务互通，验证基本音视频通话、保持、代答、强插、强拆等业务，有效整合通信资源，实现协同控制、精准调度，提高工作效率。
- 三合一统一纳管，助力专网运维更高效
中兴通讯UME R88一体化设备提供核心网、无线、承载的统一管理，降低运维复杂度，并对接矿区统一管控平台；根据数据统计，每年可节省20%以上通信设备维护人力成本。
目前，依托5G数字通信基座，曹家滩已顺利完成智慧电网检修、智能胶带检测、自动排水控制、智能变频供风、智能辅助运输等智能化创新系统的建设，各系统运行状态良好。
全面升级，助推矿山高质量发展
“5G iCube云网解决方案”在曹家滩矿区的成功落地实施，标志着业界首次实现了云、网、业、维一体化部署，为矿区持续智能化升级改造奠定了基础，也为全国其他矿区的智能化建设做出了榜样。
曹家滩矿业公司始终坚持创新发展理念，持续加大智慧矿山建设，推动生产模式“智能化、实时化、少人化、无人化”深刻变革，为实现煤矿资源智慧开采、智能运输、安全自主保障以及智能化经营管理提供核心技术支撑。
智引制造，引领未来，中兴通讯将与多方合作，共同推动“5G iCube云网方案”在更多矿区落地，助力全国煤矿智能化建设和高质量发展。
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