标签: 5G智慧矿山

私有LTE/5G网络为世界上一些最偏远的角落提供无线连接。如果没有无线通信网络，各行业就无法满足增加产量、降低运营成本和减少环境破坏的需求。 在本案例研究中，我们着眼于自动化如何改变无线网络的动态。智慧矿山要求运营商无缝集成多个系统和应用程序，以通过无线网络维持运营，露天矿山运营商如何利用其私有LTE/5G网络实现矿山内关键流程的自动化是一个重要的问题。 一、面临挑战 矿业正在实现现代化，智能采矿作业受益于自动化。 自动化在采矿作业转型中发挥着关键作用，并具有提高生产力、改善安全和工作条件的潜力。蜂窝网络通过协调车辆路径和交换关键任务信息来连接矿井中的各种自主机器和车辆。由于矿井环境不断变化，发射器和接收器移动，引起反射、散射等衍射现象。需要定期管理这些变化对网络覆盖范围的影响，否则将面临通信故障的风险。 德思特频谱规划与仿真软件HTZ Communications允许矿山运营商根据地形变化自动计算覆盖范围，以及识别最佳服务器、复合覆盖范围和覆盖重叠等关键RF功能。矿山的地形会由于作业进度以及实际矿山状况有较大变化，HTZ Communications将RF规划软件集成到矿山运营商的GIS调查解决方案中，该解决方案扫描并监控矿井内的地形变化。GIS引擎将更新的地图导入HTZ Communications规划工具，触发并转换为我们的专有格式。导入后，软件会根据地形变化自动重新计算覆盖范围。 区域覆盖分析 二、实现方法 该项目的主要驱动因素包括： ● 自动将更新的环境数据导入HTZ Communications ● 通过自动化工作流程，减少手动日常任务，以节省时间、成本和整体用户体验。 ● 可选择使用RESTful API集成第三方解决方案，提供高水平的互操作性，以满足最终用户的需求 支持私有LTE/5G 网络高效运营所需的关键特性和功能包括： ● 选择最佳位置或站点搜索以优化网络的覆盖范围和容量并确保网络弹性 ● 使用高分辨率数据集和3D模型对环境变化进行建模并更新这些数据集 ● 对室外到室内通信进行建模并了解穿透和吸收损耗，以确保环境内的建筑物和结构不会影响覆盖范围或造成不当干扰 ● 使用频率协调和自动化站点规划支持动态频谱访问，以促进频谱共享并改善网络连接 矿山基站与终端通信仿真 三、德思特解决方案 德思特提供了频谱规划与仿真工具HTZ Communications来进行路由无线电网络规划。 该平台可以安排和自动化日常流程，例如从本地数据库收集有关矿井地形的新GIS信息，并更新HTZ Communications中的数字地形模型以反映变化。此过程会自动触发所有RF网络的覆盖计算预测，包括TETRA、DMR、WIFI、P2P、LTE、PMP和视距分析。该平台可提供定期网络性能审查并协助解决实时测量故障从而进一步加强自动化。 矿山最佳站点选择仿真 德思特HTZ Communications具有前瞻性规划功能，允许运营商对网络挑战进行建模。网络规划包括固定发射机的最佳位置和实现的最佳覆盖范围，提高效率并降低通信故障的风险。提供高度准确的预测，非常适合对所有地形和环境进行建模，包括室内场景。 矿山基站PTP分析结果仿真 关于德思特 德思特是原虹科测试测量事业部孵化出来的独立公司，基于超过10年的业务沉淀，德思特公司专注提供电子测试/测量解决方案。主要业务范围涵盖：汽车电子仿真及测试、射频微波及无线通信测试、无线频谱监测与规划、无线通信（包括智能网联汽车无线通信、轨道交通、卫星通信、室内无线通信）、半导体测试、PNT解决方案、大物理和光电测试等。 核心成员具有9年以上的测试测量、无线通信及其他相关行业资历；技术团队获得世界五百强PNT解决方案合作伙伴Safran的GNSS技术及信号仿真和软件Skydel培训认证证书、航空航天测试和测量合作伙伴Marvin Test 的自动化测试软件ATEasy培训认证证书。 德思特研发部，核心成员获得国际项目管理师PMP认证资质，并具备LabVIEW、python等多种编程语言能力，优势能力集中于：HIL测试，半导体测试，EOL测试和质量检测等多种系统研发集成，拥有10多个实用新型和专利授权。 围绕汽车电子、射频微波、通信、航空航天等行业提供专业可靠的解决方案，现有客户包括华为、德赛西威、蔚来汽车、理想汽车、航天科工集团、清华大学、北京航空航天大学、中电科集团等。 此外，我们还是中国无线电协会、中国通信企业协会、雷达行业协会、RIS智能超表面技术协会等行业协会的会员。 ​

为促进矿山信息化、自动化、智能化，广和通携手中科慧拓推出多款 5G智慧矿山车载终端。 5G智慧矿山车载终端融合大数据、云平台及定位技术，助力矿业工作者在煤矿调度平台进行安全生产管理与调度，实现多场景的少人化甚至无人化，助力提高矿业生产效率与安全。 谈起矿山行业，我们总会联想到高温、低氧、多尘、黑暗的高危工作环境，同时伴随着岩爆与涌水等众多不确定因素。智慧矿山利用5G、大数据、云计算等技术对矿山生产与运营进行智能化管理，实现对矿山生产过程的优化，从而提高矿山生产效率、安全性和低碳水平。 这其中， 5G模组为矿业终端按下无人化与智能化按钮，打破采矿行业对无线通信的认知隔阂，降低了矿区高危事故发生频率。 搭载了广和通5G模组FM650-CN的智能车载终端 是车内网和车外网通信的枢纽，是一款集无线通信、GPS/北斗卫星、V2X通信于一体的物联网设备。FM650-CN基于展锐V510平台，支持中国三大运营商的全部5G频段，满足当前国内市场对5G高、中、低频段的不同需求。 5G智能车载终端系统基于车规级ARM 架构处理器，可采集车内CAN 总线、千兆以太网等数据，通过4G/5G、V2X等无线通信方式，实现车端、车外设备及数据平台的数据传输。在智慧矿山场景中，以智能车载终端为核心的车端系统结合云端监管平台，可组成一套防碰撞预警系统。车端系统基于V2X通信技术和GNSS高精度定位，融合矿区地图及路网信息，能够实现各种场景下的碰撞预警功能。此外，矿区工作人员可通过云端平台对矿区所有车辆进行实时监控，对矿区地图、道路、告警事件等进行维护管理。 搭载了5G模组FG360的车载通信终端是集“CPE+交换机”于一体的通信设备，可帮助无人矿车以更快的传输速度、更低的网络延时与其他终端实现无线通信。 FG360基于MediaTek T750平台设计，支持双载波聚合的200MHz频率，保证更广的5G信号覆盖。这款车载通信终端支持国内5G主流频段，提供8路M12航插千兆网口，满足车辆数据采集、上报、车辆远程查询等需求。 得益于5G大带宽、低时延、高可靠的特性，5G网络与矿山作业的深度融合，催生多种智慧矿山应用场景，包括5G无人矿车、5G+4K高清视频监控、5G无人巡检、5G智能采掘等。未来，广和通将深化与中科慧拓的合作，共同推动5G技术在矿山领域的应用，助力矿山行业实现信息化、自动化、智能化发展，共赢智慧未来。 中科慧拓 表示：“当前我们正在向Mining5.0时代迈进，形成以矿山大模型、场景工程、矿山操作系统为底座，构建强管控平台下“矿山机器人+工业智联网”的场景，从而实现矿山从工业自动化到知识自动化的推进，进而迈向智慧矿山的终局。我们认为，5G通信技术为智慧矿山实现“万物互联”提供了重要通道，未来，中科慧拓将携手广和通开展更紧密的合作，致力于将5G植入每一座矿山，全面实现矿山作业少人化、无人化、安全高效的智慧化建设与管理，共建智慧矿山新时代！ ”