成都市縱天科技有限公司
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煤礦的安全生產一直是礦山企業(yè)不懈追求的目標。2020年,八部委聯(lián)合下發(fā)《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》,將煤礦智能化作為煤炭工業(yè)高質量發(fā)展、安全發(fā)展的核心技術支撐。
2021年,作為國家能源局與國家煤礦安全監(jiān)察局審核的首批國家智能化示范建設煤礦的遼寧鐵法曉南礦、龍煤雙鴨山東保衛(wèi)礦,以及被陜西煤炭工業(yè)協(xié)會等評為“特級安全高效礦井”榮譽稱號的陜西雙龍煤業(yè),聯(lián)合山源科技,攜手銳捷網絡,打造安全合規(guī)高性能的網絡解決方案,開啟了智能化發(fā)展的新階段,就煤炭產業(yè)的智能生產和轉型升級進行了信息技術的探索實踐。
特殊作業(yè)環(huán)境:亟待新技術提升
煤礦的生產中,井下的業(yè)務場景包括掘進面、采區(qū)工作面、主運輸大巷、輔助運輸大巷、變電所及水泵房等區(qū)域,井上業(yè)務以洗選、安全保障、經營管理等過程的智能化運行等場景為主。
復雜的井下作業(yè)環(huán)境對網絡的要求極高
當前,基于傳統(tǒng)網絡及無線技術的限制,大部分礦井的井下網絡,不具備高帶寬、高可靠、低時延的無線網絡,不能支撐智能化建設;同時井下、井上各場景系統(tǒng)間的數據,做不到有效融合及共享,主要集中表現(xiàn)為:
01 “系統(tǒng)孤島”帶來安全隱患
當前井下、井上各系統(tǒng)之間沒有實現(xiàn)真正的融合,無法提供包括語音調度、視頻聯(lián)動調度、電話會議、短信通知、廣播通知、瓦斯報警聯(lián)動等多媒體調度業(yè)務在內的一體化解決方案。依托現(xiàn)有的無線系統(tǒng),無法做到數據業(yè)務、安防報警、應急預案、GIS等系統(tǒng)的融合。
02 通信單一:難以支持智能生產
大多數煤炭企業(yè)基本使用的是4G+Wi-Fi的井下傳輸模式,已滿足不了實時快速的傳輸需求,而智能化所需的大規(guī)模物聯(lián)、常態(tài)化遠程監(jiān)測監(jiān)控和普遍的云計算等應用,均以信息的可靠及時傳輸為基礎。
Wi-Fi 6助力煤礦智能化發(fā)展
Wi-Fi 6具有廣覆蓋、低時延和大容量的特性,為網絡賦予了高安全性、高可靠性的能力,為煤礦這類特殊場景的應用提供了有力保障。
Wi-Fi 6助力曉南煤礦智能融合:
在現(xiàn)有的應急廣播及有線調度系統(tǒng)的基礎上,建設基于Wi-Fi 6的融合通信系統(tǒng)平臺。該平臺采用“多媒體調度+桌面觸摸屏多媒體調度臺”整體方案,將礦井所有通信融合,實現(xiàn)應急工作與日常檢查相結合,從而減少日常安全檢查和防范的工作量,提高工作效率,降低安全生產隱患的概率。
Wi-Fi 6助力東保衛(wèi)煤礦智能化建設:
Wi-Fi 6融合通信系統(tǒng)以“綜合接入、統(tǒng)一傳輸管道、智能調度與服務”為理念,打造成一款泛終端智能連接系統(tǒng)。利用井下綜合分站接入各類通訊、控制、監(jiān)控、監(jiān)測等終端的傳輸接入,實現(xiàn)多系統(tǒng)融合聯(lián)動。其在大幅度提高調度指揮及應急救援效率的同時,為智能化礦山建設與安全生產提供基礎平臺與決策依據。
Wi-Fi 6助力雙龍煤業(yè)多網融合:
在井下部署Wi-Fi 6融合基站,以GIS地圖為基礎,建立一套完整的調度系統(tǒng),實現(xiàn)井上井下有線調度、無線通信、應急廣播、人員定位、車輛運輸監(jiān)測調度等業(yè)務,從而降低了事故發(fā)生概率,提高了災變應急處置、調度、組織能力,推動礦井向安全化、自動化、智慧化、無人化發(fā)展。
系統(tǒng)智能化、安全化的建設新方向
除了解決系統(tǒng)聯(lián)動、通信質量和統(tǒng)一平臺調度的問題,煤礦從安全生產的要求出發(fā),還需要對井下人員的狀況做到更加清晰準確的統(tǒng)計與呈現(xiàn)。
首先是井下人員的定位與信息統(tǒng)計問題。實時獲取井下作業(yè)人員的定位,并建立完善的入井人員信息統(tǒng)計平臺,保障統(tǒng)計數據準確,對防范化解事故風險有重大意義。
此外,業(yè)務場景中的設備需要符合一通三防的要求(礦井通風、防治瓦斯、防治煤塵、防火滅火)。由于井下作業(yè)環(huán)境的特殊性,安全標準十分嚴格,化纖服裝的靜電都可能引發(fā)瓦斯爆炸,因此設備需要嚴格符合質量要求,避免安全隱患。
井下作業(yè)的安全標準嚴格
安全可靠、統(tǒng)一納管 面向未來的網絡建設成效
三座礦山基于自身作業(yè)環(huán)境與設備情況提出了改建的需求,山源科技聯(lián)合銳捷網絡,為三座礦山制定了安全合規(guī)高性能的解決方案:礦井使用的(Wi-Fi 6、UWB、4G)無線基站方案,已陸續(xù)讓智能礦燈、井下專用手機、智能巡檢機器人在各類巷道和硐室成功應用,為煤礦的井下安全生產的系統(tǒng)智能化,提供了良好網絡支撐。
涵蓋井上井下的整體方案架構
01 一網承載,系統(tǒng)匯聚
通過建設Wi-Fi 6融合通信系統(tǒng),實現(xiàn)井下語音、視頻、數據、控制信令一網承載,井下各子系統(tǒng)業(yè)務匯聚于一個平臺。礦井Wi-Fi 6融合通信系統(tǒng)以萬兆環(huán)網為骨干、千兆分支做傳輸,Wi-Fi 6無線基站覆蓋到井下進風大巷、順槽、掘進工作面、綜采工作面等地點,下行提供以太網光電接口、總線接口。該網絡平臺可以為其他系統(tǒng)的建設提供就近、穩(wěn)定的基礎接入網。成熟的Wi-Fi 6無線信號覆蓋,能夠實現(xiàn)大容量、高速率的無線數據、無線視頻、移動語音傳輸和接入。
02 無線高質量,安全好衡量
解決方案為井下穿戴裝備、數據采集等設備提供高性能Wi-Fi 6無線傳輸能力。無線基站中Wi-Fi 6信號覆蓋距離不小于300米,較大覆蓋了各類巷道、硐室的作業(yè)環(huán)境。自動補盲、虛擬AP等領先技術,為井上和井下的低延遲、無卡頓網絡提供保障,支撐生產業(yè)務的安全開展。
同時提供規(guī)?;咝У臒o線運維管理更高效,提供云網支持可視化監(jiān)控和運維,做到AP上線、離線、信號質量、用戶體驗等情況一目了然。
03 通信多手段,安全多保障
智慧煤礦的建設進程中,大帶寬、低時延的無線網絡配合智能礦燈、手機等設備,提高了煤礦在災變應急處置、調度、組織能力。
除了無線網絡的支撐,融合UWB技術使井下定位信號覆蓋,實現(xiàn)人員和車輛的精確定位。從而達到靜態(tài)定位0.1-0.3米,動態(tài)定位精度小于1米的高精度定位能力。
04 面向未來,持續(xù)擴容
良好的井下Wi-Fi 6無線通信平臺,可持續(xù)為智能化業(yè)務提供很強的擴容能力。同時,銳捷網絡攜手山源科技長期以來堅持場景創(chuàng)新,深入洞察到煤礦安全生產和智能化發(fā)展的要求,需通過自動化、智慧化、無人化技術手段,來構建煤礦實時全面感知、互通互聯(lián)、分析決策、安全警示、風險預測識別、協(xié)同控制等智能系統(tǒng),實現(xiàn)煤礦實時、安全、智能化運行。上述項目的智能轉型的探索實踐,也為礦山的智慧轉型提供了范本。
未來,銳捷網絡將持續(xù)發(fā)力,為智能礦山、安全礦山、綠色礦山的發(fā)展提供“數字良方”。