5G网络建设经验浅谈

李建波

摘要：赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司隶属于山东黄金集团公司，地处内蒙古自治区赤峰市松山区初头朗镇境内，是集采、选、冶为一体的综合性矿山。近年来该公司快速发展，公司年产黄金超过1.4吨，随着集团公司大力倡导数字化转型要求，该公司欲借助5G赋能，进行数字化转型，进一步适应集团要求，以取得更好更快发展。

关键词：5G网络 建设经验 浅谈

一、项目概况

5G网络建成后，主要用于生产中安全管理、设备操控等，具体应用介绍如下：

1、门禁管理。工人进入工作区前进行体温检测、酒精检测、人脸识别、电梯管控等；

2、井下矿毛分离。扫码控制智能道岔控制矿石和毛石分别运输至不同区域；

3、一氧化碳浓度监测。工作区一氧化碳浓度监测，控制工作区安全门在一氧化碳浓度不达标情况下闭锁，人员不得进入；

4、智能抄表。对近500块电能计量表进行智能抄表，自动上传计量数据；

5、自动驾驶。井下凿岩台车、铲运机自动驾驶；

6、自动化控制。破碎机启停自动化运行控制，管道阀门启闭智能控制；

7、无线传输。视频监控、通讯等无线传输。

二、网络建设方案

（一）地表5G网络建设

线路连接方案占用2738-柴胡栏子基站PTN960设备端口(需扩容EX1板卡一块)下联至松山区柴胡栏子金矿采区联通共享基站（基站内新增PTN960设备）(经纬度N: 42.331099°,E:118.489591°)。

移动网络铺设方案：松山区柴胡栏子金矿采矿区基站，利用24芯光缆经架空方式连接至松山区柴胡栏子金矿采区机房。

（二）井下5G网络建设

井下5G网络处于探索阶段，目前只对重要生产区域覆盖网络，对4号井的17中段和18中段建设5G网络。经过对传统泄露电缆方式和无线5G网络方案对比，决定对井下利用矿用皮基站进行信号覆盖，采用分层部署的方式对巷道、竖井和避难硐室进行5G信号覆盖。采用14个5G皮基站（其中十八中段部署3个皮基站点位，十七中段部署11个皮基站点位，并且通过3个RHUB与BBU联接）完成5G井下区域的的网络覆盖。为节省设备开销，利用非矿用BBU安装于地表机房。

三、5G网络建设情况

1、 设备对接能力

智能融合管控平台设备对接能力分为两大部分：向下可通过5G模组、5G网关、CPE等对现有设备进行无线升级或5G改造，实现矿山现有设备全量接入；向上可支持300个以上的通用协议与专有规约，实现矿山现有各种设备或上位系统的数据采集与协议解析。

智能融合管控平台通过云网关作为矿山物联数据的入口，支持OPC UA、Modbus、IEC101/103/104、IEC 61850、CDT、PROFIBUS、PROFINET等协议，以及MQTT、CoAP、HTTP、BACNet、CAN-bus等300个以上的通用协议与专有规约，可实现矿山现有各种设备或上位系统的数据采集与协议解析。

基于智能融合管控平台，真正实现了矿井多系统的统一监控、互联互通，实现了各业务数据的统一采集、统一存储、智能报警、系统联动。

2、系统对接能力

智能融合管控平台对各生产子系统的接入方式根据 “集成程度”可分为集成和互联两种。对子系统实现“集成”，即将子系统上位机监控完全集成在智能融合管控平台内；对子系统实现“互联”，即被集成的子系统与智能融合管控平台通过外部接口进行信息和数据的交互，生产子系统独立运行，平台通过系统联动的配置实现与子系统之间的联动功能。

3、 数据中台能力

智慧矿山智能融合管控平台数据中台提供融合矿山业务数据、转换可调用行业模型、向上开放数据服务的能力，是智慧矿山智能融合管控平台的核心。具体功能包括：矿山行业数据服务、矿山行业模型库&知识库、矿山数据采集与存储、矿山行业应用开发工具等。

4、矿山行业数据服务

提供数据可视化、二次计算、数据分析服务、实时数据服务、历史数据服务、API接口等功能。

数据可视化：实现设备状态、运行数据、以及工艺流程数据的可视化展示；

二次计算：提供二次计算功能，实现对采集数据的二次加工，支撑上层生产综合监控、业务数据分析等方面的应用；

数据分析服务：针对矿山行业业务需求，提供多种的数据分析方法，如数据对比、参数分析、设备运行状态分析、安全监测分析等，为调度人员、生产管理人员、安全监控人员、设备维护人员提供多样化的决策依据；

实时数据服务：提供实时数据的查询、接口调用等服务，从现场设备实时收集反应生产现场当前状态的数据，并响应来自其他接口和上层应用的查询和命令请求，判断是否产生报警或调用自动化脚本，支持下发控制命令至现场设备；

历史数据服务：提供历史数据的聚合查询、接口调用等服务，支撑上层报表、趋势查询、历史数据统计分析等方面的应用；

API接口：提供REST API接口，以轻量化通讯方式实现与上层应用的接口调用、服务支撑。

5、生产管理

基于5G网络，实现矿井各类安全、环境数据的实时采集与传输，结合智能融合管控平台，实现综合安全信息可视化，并以“安全专题”的形式总体呈现，用于辅助矿山“安全调度”人员的安全管理工作。安全专题的监控总貌HMI将分版块的对全矿井重要安全要素综合分析、展示。平台主要集成的安全子系统包括：井下人员定位系统、有毒有害气体监测系统、通风机运行监控系统、微震监测系统、视频监控系统、压风自救系统、供水施救系统、应急广播系统等。

对矿井的日常巡检流程进行线上化，重点关注设备风险及隐患方面，通过数据融合结合工作流，将“巡检-隐患提出-隐患分配-隐患排查-隐患关闭-专家库”一整套流程电子化、智能化。

对矿井出入井通行智能闸机管理系统建设的实际情况，结合人员通行、人脸识别、通道闸管理等应用管理模式的理解，建议整个系统以智能操作终端管理软件为管理核心，以计算机应用和通讯技术、生物识别技术为辅助，通过统一的介质（一—人脸）、统一的网络（一网）和统一的软件管理平台（一平台），实现实现人员进出智能化管控，以达到安全、快速、高效、简单的管理和服务目的。通过统一终端操作软件，构建智慧通行管理体系，实现人员智能化管控。整个系统围绕“强化管理、提升服务、的理念进行设计。