矿山智慧化发展：5G技术实现煤矿机器人云端控制

从矿山智慧化发展的角度来看，要实现煤矿作业人员、环境和设备全面感知下的“万物互联”，“一网一站”的高速井下通信网络搭建，矿山关键设备远程控制，矿井上下实景三维模型虚拟仿真，矿山数据的深层次挖掘等应用，大数据、云计算、物联网、ＳＤＮ、ＶＲ和增强现实（ＡＲ）等数字化进程的关键技术，催生着煤炭行业不断创新，为煤矿智能化建设和煤炭企业安全生产提供了新的技术手段，而５Ｇ通信网络则将这些技术和矿井应用场景紧密连接起来。通过分析５Ｇ技术三大应用场景，初步认为５Ｇ技术的优势特点与煤炭行业智能化发展进程中对通信网络技术的需求相契合，５Ｇ技术的三大应用场景均覆盖了井下通信技术发展和应用方向。

故障远程诊断

井下设备故障远程诊断依赖５Ｇ网络的低时延和高服务质量保障特性，利用智能传感器实现设备状态实时监测，并与云端ＡＩ平台、数据库进行状态数据的分析和处理，对设备进行主动监测，提出定制化的诊断方案，维修人员不必专门前往井下判断设备故障类型，大幅降低了检修班工作强度。此外，５Ｇ技术与ＡＲ／ＶＲ技术的结合应用，通过回传的现场高清视频，有望实现地面人员对井下设备的远程运维，或指导当班人员现场进行维修作业，如对检修设备进行远程操控，甚至不用人员下井就能完成故障修复。

大宽带业务数据传输

５Ｇ技术可满足矿井高清视频监控服务对网络带宽的要求，井下大宽带业务数据来源于主要作业点，包括采掘工作面、进回风巷、主要运输巷道等重点视频监控区域，视频采集设备为作业点固定安装和搭载在各类巡检机器人上的高清摄像装置。基于人工智能的矿井视频监控将有效提高人员作业安全性，提升井下生产效率，其主要用于生产作业区域的人员违规识别、煤岩介质识别、煤流运输状况识别、煤矸分拣图像识别、作业安全质量识别、设备状态巡检等场景。此外，灾后救援现场的图像和视频也可用于指导开展救援工作。

煤矿机器人云端控制

灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的通信网络是煤矿机器人实现安全协同生产作业的基本要求。未来煤矿井下需要更多的机器人代替人工进行各类作业，但每个机器人的计算能力有限。煤矿机器人云端控制即实时地将机器人获取的外部信息发送给云端，再将计算结果即时返回机器人，煤矿机器人自身只作为纯粹的执行器，计算资源部署在云端。５Ｇ网络负责将煤矿机器人连接至云端“大脑”，其拥有的低时延特性满足云端处理和网络传输时间相加不超过１００ｍｓ的要求，高带宽特性为机器人提供足够的带宽（１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上）。

５Ｇ通信技术具备优异的性能，是矿井无线通信发展的趋势；但是目前来看，相关产业链还不够完善，５Ｇ网络架构、设备形态及部署方式均还存在一定的不确定性，针对煤炭行业的５Ｇ技术应用场景还需不断挖掘和完善，且由于５Ｇ网络对承载网要求较高，煤矿应预估部署成本，结合自身发展状况和需求搭建矿井５Ｇ通信网络。