5G+数字星云双轮驱动，起航矿山智能化新征程

        煤炭是我国当前及未来较长时期的主体能源，是保证我国能源安全稳定供应的战略基石，对我国经济发展起到重要支撑作用。我国是世界采矿大国，矿山智能化建设已成为新时期矿业高质量发展的主题。5G、大数据、人工智能、物联网、工业互联网等新技术与矿山开发技术进行深度融合，为矿山数字化、智能化奠定了坚实基础。

        近年来我国煤矿智能化建设取得了显著成效。自2020年八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》及相关推进政策出台后，根据《中国煤炭报》：截至2022年底，全国煤矿智能化采掘工作面从494个增加到1019个，智能化煤矿由242处增加到572处，产能由8.5亿吨增加到19.4亿吨，井下用工数量大幅下降，劳动效率、安全水平大幅提升，百万吨死亡率降至0.024，为保障国家能源安全供应作出了重要贡献。当前已有25个省份出台了财税等支持保障措施，智能矿山已成为政策强驱动的确定性规模市场。

矿山智能化发展要求与趋势

        矿山生产开采时地质体的性质、结构尚不完全透明，为了保障安全生产这一红线，生产过程中必须能够充分预测、预判和预警；而且，生产过程中一大特点是装备移动作业、原材料（煤）不动，“剪辫子”需求更为迫切。

        在综采面、掘进面、机电硐室、运输皮带、露天矿等核心场景下，以5G为代表的ICT技术与OT（生产技术）的结合，为安全生产与智能化应用创造了广阔前景，主要体现在通过“剪辫子”实现危险作业的无人化、移动作业的无线化以及设备的本安/轻量化，从而打造安全可靠的数据采集和工业控制网络。在此基础之上，通过采集、治理、分析、运用现场各类设备产生的数据，可以开展包括危险环境因素预警、核心生产设备联动、机电硐室场所自动巡检等应用。

        与此同时，煤矿智能化正向智能系统化、数字平台化方向发展，并向包括勘察、设计、建设、开采、洗选、运输、利用等环节的全产业链延伸。智能化建设正从单个系统的智能化向煤矿全系统、全矿区的智能化发展。而工业互联网平台成为智能化的基石，可以沉淀数字资产，让智能化从专业系统集成、部分业务局部集成，向全面集成应用拓展。

基于“5G+数字星云”的智能矿山解决方案

        面向矿山智能化发展需求，2021年底中兴通讯成立矿山业务部，专门服务矿山行业市场。中兴通讯以“5G+数字星云”双轮驱动，构建“连接+计算+场景”智能矿山整体解决方案，如图1所示。

基础网络连接：本质安全、大容量、高可靠

        中兴通讯打造矿山井上井下一张网，推出业界首款本安型5G基站以及国产化新型矿用切片工业环网。

        矿用5G行业专网支持数据不出矿区、Hi-Fi级高清语音及融合调度的矿山专用核心网。为了打造极致安全的矿用5G，中兴通讯推出本安型基站，体积更小，重量较隔爆基站下降10倍（由50kg降至约5kg），更轻便，更易安装。同时，我们还推出第三代矿用综合分站，融合UWB和Wi-Fi 6等功能，在集成度上进一步提升，降低井下设备的安装难度，减少设备故障点及日常运维劳动强度。

        中兴通讯大容量新型矿用切片工业环网方案，通过端到端硬切片隔离技术，为井上井下提供“一张物理环网+多个逻辑环网”，支持5G承载网、工业控制网、视频监测网等多网合一，为不同类型的智能矿山子业务“量体裁衣”，提供不同等级的网络质量保障，助力传统工业以太环网升级和安全可控。

        在国家首批71个智能化示范矿中，中兴通讯已参与近一半的建设。以中煤大海则煤矿为例，中兴通讯解决了传统频段覆盖范围小、成本高等问题，通过承建5G 700MHz+2.6GHz融合网络，建网成本降低40%，时延降低35%，设备重量降低90%，工程成本降低60%，实现采掘工作面一站覆盖打透。创新方案一举实现矿井地面和井下5G信号全覆盖，且网络性能优于传统5G单频组网，可为井下5G高清视频通话、“采掘机运通”等提供更优质的信号保障，通过构建矿井智能化应用系统集群，实现20个岗位的无人值守，推动煤矿减人增安和高质量发展。

智能数字平台：全面升级矿山数据、算法、算力

        在数字平台与算力基础设施方面，基于数字星云打造的矿山工业互联网平台，支持多源异构数据融合，消除数据烟囱，推动全局智能控制，快速打造场景化方案。数字星云平台以生产数据流全流程管控为核心，提供智能生产的数据采集、汇聚和分析服务。

        - 数据采集：解决各类设备工控数据读得出、读得懂的问题，类似“数据插线板”，将采煤机、支架等设备的倾角、位移、电压等实时数据读出来；

        - 数据汇聚：解决海量工控数据存储问题，类似建设矿山“数字图书馆”，提供“数字档案馆”的数据归类存档服务，将纸质记录、单机文档线上化，提供百度搜索引擎式的索引、调用功能；

        - 数据分析：解决专家座诊问题，让数据活起来，提供设备提前检修建议和自动故障定位预判，实现“机进人退”。

        在中国平煤神马集团，中兴通讯联合中平自动化公司，携手打造了“5G煤矿智能分选数字星云平台”（见图2），具有识别精度高、处理能力大、分选效果优、稳定性好等优点。

        在该项目中，数字星云实现了从数采到集成服务，再到智能化应用的全流程数据可接、可视、可管、可控，统一接入、统一数据、统一开放。

        - 设备集成：1000+海量状态数据的一次性实时接入，包括干选机、X光机、储气罐等设备数据。同时，支持5G摄像头视频接入，远程实时查看矸选机周围及内部喷吹阵列的运行情况，使矸选作业人员远离高噪声与高粉尘环境。

        - 消息集成：通过灵活设置预警规则，给上层应用自动推送预警消息，灵敏监测皮带温度、储气罐压强等重要设备信息，并自定义报表输出。

        - 服务集成：向“大中小”三屏（调度室、PC及手机App）提供API接口，用于控制室对PLC的远程控制。巡检工人检修时不必频繁与调度室沟通大型设备的上下电，能够自行用手机查看并控制设备运行状态，大幅提高检修效率与安全性。

        5G+数字星云赋能成套选矸装备的运用，为生产线节省了6名矸石手选工人，降低了原煤洗选综合电耗、油耗、介质消耗量，以及破碎机等洗选设备的直接损耗和运维费用，累计每年节约成本超过2000万元。

融合应用场景：网业融通，打造“最懂矿”的云网端

        中兴通讯在矿山行业已携手30多个龙头客户、40多个合作伙伴，在陕、晋、蒙、豫等省参与实现200多个智能化项目落地，并荣获诸多海内外奖项。

        - 携手中国移动、中国广电、中煤科工集团、中煤能源集团等完成大海则矿700M+2.6G混合组网发布，实现700MHz网络在矿山首次应用落地，获评“GSMA 2023 5G Energy Challenge Award”大奖；

        - 携手中国移动、中国平煤神马集团，在“三高”（高瓦斯、高地压、高地温）千米深井打造一键启停、远程操控的5G智能化掘进场景，并拓展到智能化选煤厂，建设“中平5G智能洗选数字星云”平台，实现选矸无人化与远程视频监测与远控，项目荣获第四届“绽放杯”一等奖。

        - 携手山能集团、中国联通，联合推出5G煤机网关，助力井下数据采集、掘进和综采的5G应用，荣获第四届“绽放杯”一等奖及第五届“绽放杯”标杆赛金奖。

        - 携手中国联通和陕煤集团打造黄陵矿“5G融入生产”样板工程，率先实践综采面5G化改造，荣获“ICT中国2022案例”最佳创新应用。

        - 在露天矿场景，与国家能源集团西湾煤矿、中国移动携手攻关，率先推出700M+2.6G+4.9G三频组网，克服选址难、同频干扰严重、上行要求高等困难，有效支撑无人矿卡业务常态化运行。

        智能化建设是我国推动煤炭产业转型升级的必由之路。中兴通讯以“用数字技术，点亮每一座智能矿山”为使命，为矿企高质量发展注入5G之心，以数字星云平台供给数字化澎湃动力，打造极简、极速和极安全的智能矿山。