5G賦能垂直行業的重要使命，在煤碳業初見成效，并且呈現出規模化部署的發展趨勢。

6月18日，中國移動與陽煤集團、華為公司聯手打造的全國首座5G智慧煤礦正式落成，陽煤集團新元煤礦依托目前國內地下最低的5G網——井下534米“超千兆上行”煤礦5G專用網，實現了煤礦智慧化管理，解決了煤炭行業的諸多痛點問題。

同時，中國移動與包括焦煤集團、同煤集團、晉煤集團、晉能集團四大煤炭企業在內的24家合作伙伴簽署“5G戰略合作協議”，進一步推動龍頭企業形成深度示范應用，釋放5G行業價值，賦能產業發展。

現有煤礦5300座僅270多有智能化改造

煤礦開采經歷了人力落煤、爆破開采、普通機械化開采、綜合機械化開采，目前在向智能化開采的方向發展。

據國家煤礦安全監察局行業安全基礎管理指導司副司長陸南介紹，2019年1月，國家煤監局制定了煤礦機器人重點研發目錄。初步確立了掘進、采煤、運輸、安控和救援共5類38種機器人體系。將大型高產礦綜合掘進機器人、復雜地質條件輔助運輸機器人、面向沖擊地壓防空鉆井機器人列入2020年度智能機器人重點專項申報范圍。

今年3月份，國家發展改革委、國家能源局、應急部、國家煤礦安監局、工業和信息化部、財政部、科技部、教育部等八部委聯合發布了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》。陸南表示，《指導意見》大力推進煤礦智能化頂層設計，同時從產業政策、安全費用等多個方面落實智能化建設政策支持。

中煤工業協會副會長劉峰說：“《指導意見》吹響了煤礦智能化號角，近期山東、內蒙古、河南、山西等地陸續出臺了煤礦智能化發展方案意見。我國現有煤礦礦山約5300座，分布區域廣泛，開采地條件復雜多變，煤油瓦斯突出、沖擊地壓水火等災害并存，不同地區煤礦智能化差別較大，智能礦山建設總體存在很大難度。”

陸南表示，截至到2019年底，全國已經完成煤礦智能化工作面275個，據不完全統計，計劃2020年增加煤礦智能化工作面200個。

中國移動提供“1+1+4”5G煤礦方案

劉峰認為，我國智能礦山建設存在著高精度傳感器、快速通信、智能裝備、控制系統以及軟件等一系列短板，需要在理論、方法、工具、系統、應用等多方面持續發力。大容量、快速通信一直是智能礦山發展的瓶頸，5G的技術特點能夠為煤礦物聯網實現提供有效解決方案。

中國移動（上海）產業研究院副院長陳豫蓉將此次實現的5G智慧礦山方案總結為“1+1+4”，包括一張5G專網，一個工業互聯網平臺，四個應用場景。

5G煤礦專網有四個特點，一是井上井下一張網，生產辦公一張網。本地專網接入運營商的核心網，通過UPF的本地下沉進行數據分流，實現煤礦自己的數據是可管可控的。二是網隨業動，移動覆蓋。通過露天的可移動基站站點、井下的可移動RRU的部署，實現網隨業動，隨時隨地保障開采區域的5G高質量覆蓋。三是邊緣計算數據不出礦，保障數據安全，并進一步降低時延；第四是安全，5G NSA組網關鍵設備已經獲得煤安認證。

一個工業互聯網平臺主要提供兩個能力。一是連接管理能力，平臺提供礦用設備管理，可以做卡連接，便于多種設備快捷接入，便捷查詢，打通數據壁壘。二是在基礎連接能力上進行數據采集、數據分析，提供數字化運維和智能化監控服務。

四個應用場景中，第一個是井中下融合組網，中國移動在井下搭建5G隔爆基站，并通過井下工業環網和PTN傳輸設備提供穩定的井下網絡傳輸。在此基礎上打造智能融合通信管控平臺，這個網絡要求可靠性達到99.9%以上，端到端時延不超過20毫秒。

第二個場景高清視頻監控應用場景，基于5G終端采集到高清視頻數據，通過AI分析人員行為、設備安全分析，實施透明化礦山建設，提高監管水平，高清視頻要求網絡上傳能力要求超過千兆，中國移動和合作伙伴針對井下高清視頻要求重新做了網絡上下行資源的分配，目前在楊煤實現了50路高清視頻的同時上傳。

第三個場景是無人化采區場景，由于作業區比較危險，無法鋪設無線網絡，這也是需求痛點。基于5G專網，中國移動首先對工程機械設備進行改造，加裝控制和配套的傳感和視頻監控終端，基于在井上的視頻控制平臺實現礦用機械的遠程控制。滿足礦區無人化采集的場景需求。這一場景對時延和帶寬都有要求，時延不高于20毫秒，帶寬要超百兆。

第四個場景是無人礦卡的駕駛。中國移動做了礦卡本體的改造，加裝高清攝像頭、激光雷達、定位終端等，同時中國移動利用V2X平臺和高精度定位平臺，迭加高精度地圖技術，搭建了整套無人駕駛管理技術，利用邊緣計算能力控制時延，最終實現礦卡的無人駕駛。

智慧煤礦空間巨大

山西省煤炭產量約占全國1/4。2019年山西省在煤礦智能化建設中投入15億元左右，智能化采掘面56個。陸南說，煤炭行業作為傳統能源產業，具備環節多、戰線長、生產系統復雜、管理難度大等特點，具備應用智能化的巨大空間。

智能礦山標準先行，標準化是煤礦5G應用和智能化建設的技術基礎。目前煤礦行業在加快制定智能化應用相關標準，用標準規范和引領行業智能化建設。

劉峰說，中煤工業協會和中煤學會在開展團體標準工作，啟動了煤礦智能化標準專項工作計劃，以滿足市場需求和創新需要。6月9日，中煤工業協會與陽煤集團簽定了5G+工業互聯網與智能化礦山建設企業技術標準協議，研究制定煤礦5G總體網絡框架，工業互聯網應用、平臺及相關技術要求標準，滿足井下5G網絡與各大生產系統對接要求。智能化煤礦建設對5G網絡性能要求，井下5G設備防爆要求以及5G網絡和信息安全等要求。在企業技術標準的基礎上逐步升級為行業標準和國家標準。

中煤科工首席科學家、中國工程院院士王國法表示，煤礦智能化建設是多學科交叉融合的系統工程，涉及多系統、多專業、多工種、多層次、多領域。智能化煤礦的總體架構包括智能化管控平臺、網絡服務平臺、大數據中心、GIS信息空間服務等十大主要智能化應用系統組成的復雜性系統 ，需要”5G+”為煤礦智能化賦能支撐。

“建設全礦區的通信和感知網絡，基于邊云端的大數據分析和人工智能決策，適應各種作業要求的智能裝備系統，能夠滿足智能化煤礦運營的多樣傳感需求，使煤礦生產運營‘看得見、管得了、控得住’。”王國法說，“今天，5G+智能化煤礦建設雖然只是邁出了第一步，但這一步意義重大，使我們看準了方向、瞄準了目標、堅定了信心。”
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