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人工智能5G技术赋能阳煤煤矿智能化


在500多米深的井下机电硐室 ， 一个小小的巡检机器人正沿着轨道自主行走 。 它虽然个头不大 ， 本领却不小 ， 不仅能进行360度视频监测、音频采集、红外热成像 ， 还能精准记录设备故障发生的时间、地点以及类型 。 从远程监测到远程监控 ， 井下机电硐室的作业方式被彻底颠覆 ， 新元公司真正实现了无人值守、无人巡检 。
人工智能5G技术赋能阳煤煤矿智能化
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阳煤集团新元公司总调度室
5G技术为什么要下井？
从通信行业来看 ， 5G技术正式投入商用以来 ， 譬如云游戏、云AR/VR、个人视频直播等业务风生水起 ， 让消费者耳目一新 。 但是 ， 在业内人士看来 ， 消费端的业务提升仅仅是4G技术服务的自然演进 。 5G技术的巨大价值要得到充分发挥 ， 关键在于工业互联网 。
从煤炭行业来看 ， 我国现有煤矿5300多处 ， 分布区域广泛 ， 开采地质条件复杂多变 ， 煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑 。
人工智能5G技术赋能阳煤煤矿智能化
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工作人员调试井下机电硐室巡检机器人
中国煤炭工业协会副会长刘峰表示 ， 大容量快速通信一直是智慧矿山发展的主要技术瓶颈 。 5G技术具有超高速率、超低时延、超大连接的特点 ， 能够为煤矿物联网的实现提供有效解决方案 。
5G技术下井克服了哪些困难？
2019年9月5日 ， 阳煤集团、中国移动、华为公司成立5G通信煤炭产业应用创新联盟；2019年9月21日至10月1日 ， 各方多次深入研讨后 ， 确定新元公司为5G技术矿井试点 。
在中国矿业大学（北京）原副校长、教授孙继平看来 ， 5G技术下井 ， 首先要解决防爆问题 。 针对此问题 ， 创新联盟对5G基站进行了特殊防爆改造 ， 成功研发出首款矿用5G基站 。
人工智能5G技术赋能阳煤煤矿智能化
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技术人员讲解5G基站设备
“另外 ， 井下环境狭小 ， 要求我们把基站做得尽量小型化 ， 功能要尽量强大 。 ”华为公司全球5G市场部部长赵志鹏介绍 。
在精准授时上 ， 地面上的5G基站由卫星定位系统进行精准的同步授时 。 如果时间不能同步 ， 设备之间数据传输就会产生误差 。
“井下500多米显然无法接收卫星信号 。 为此 ， 我们专门研发了井下5G基站网络同步授时技术 ， 精度为100纳秒以下 ， 也就是亿分之一秒 。 ”中国移动山西分公司能源行业5G技术总监吕乐说 。
5G技术应用在生活中 ， 更多的是下行需求 。 对于矿井而言 ， 则是监测数据上传量大、指令下传量小 。 为此 ， 创新联盟将传统大下载的上/下行2:8时隙比研发调整为大上传3:1时隙比 ， 单个基站上行峰值速率达到1100Mbps（兆比特每秒）以上 ， 下行峰值速率达到300Mbps以上 ， 满足了工业上传下控需求 。
此外 ， 创新联盟研发了大功率分体式矿用5G BOOK基站和矿用大增益天馈 ， 确保只要通过两个5G基站 ， 就可以为煤矿一个最复杂的综采工作面提供完整、全面、有效的5G网络服务 。
5G技术下井现在能做什么？
“现在我正在小列车集控室 ， 进风巷工作面正常 。 ”5月27日 ， 新元公司跟班队长郗书博在地下534米 ， “搭乘”5G网络与井上总调度室进行视频通话 。
5G网络因其显著的性能优势 ， 革新着传统井下作业模式 。
井上看清井下——和4G网络小于20Mbps的上行带宽相比 ， 新元公司5G专网具有超千兆上行带宽 ， 使单站拥有同时传送50路以上4K高清画面的能力 ， 结合视频智能AI分析技术 ， 让技术人员“身临其境” 。
井上控制井下——相较于4G网络、WIFI网络大于50ms的时延 ， 5G网络小于20ms的低时延、快切换和抗干扰、高可靠的能力 ， 使远程控制成为现实 。


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