新一代井下网络技术白皮书

井下新一代网络技术白皮书山东能源集团有限公司华为技术有限公司华为技术有限公司地址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼邮编：518129网址：https://www.huawei.com客户服务邮箱：support@huawei.com客户服务电话：4008302118版权所有©山东能源集团、华为技术有限公司2024。保留一切权利。本报告中所涉及的图片、表格及文字内容的版权归山东能源集团、华为技术有限公司所有。其中部分数据在标注有来源的情况下，版权归属原数据公司所有。本白皮书取得的部分数据来源于公开资料，如有涉及版权纠纷问题，请及时联络我们。任何机构，个人在引用本白皮书的数据或转载白皮书相关内容时，需注明来源。商标声明 和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。注意您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定，华为公司对本文档内容不做任何明示或暗示的声明或保证。由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。CONTENTS引言02编写说明0108080910203.煤矿井下新一代网络解决方案083.1 煤矿井下新一代网络定义3.2 煤矿井下新一代网络架构3.3 煤矿井下新一代网络关键特征3.4 煤矿井下新一代网络关键技术06072.煤矿井下网络的现状和挑战062.1 煤矿井下网络的现状2.2 煤矿井下网络的挑战7.总结与展望258.缩略语269.相关规范276.煤矿井下新一代网络实践206.1 李楼煤业有限公司井下新一代网络实践5.煤矿井下新一代网络应用场景184.基于智能IP技术的井下新一代网络优势171.煤矿智能化业务发展对通信网络的要求0303051.1 煤矿智能化业务发展概况1.2 煤矿智能化对通信网络的要求目 录2020年2月26日，国家发展改革委、国家能源局、应急管理部、国家煤矿安监局、工业和信息化部、财政部、科技部、教育部等八部门联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283号），明确了煤矿智能化发展的阶段性目标：2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿；2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范和标准体系；2035年，各类煤矿基本实现智能化，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。因此，加快推进煤矿智能化建设是保障煤炭安全稳定供应的关键举措，是实现煤炭行业高质量发展的必由之路。煤炭行业正全面贯彻党的二十大精神，紧紧抓住当前煤矿智能化建设的历史机遇和有利局面，强化责任担当，细化政策措施，以开拓进取、奋发有为的精神状态，全力推进煤矿智能化建设。山东能源集团有限公司（以下简称“山东能源集团”）深入贯彻落实党中央、国务院“四个革命、一个合作”能源安全战略，大力实施煤矿智能化建设，加快推进机械化换人、自动化减人、智能化少人，技术装备、创新能力、管理水平得到明显提升。目前，山东能源集团矿井智能化生产水平居行业前列，9处矿井入选首批国家级智能化示范矿井并已全面通过验收。山东能源集团和华为技术有限公司成立联合创新项目组，针对井下新一代网络的建设和发展方向进行了深入探索和实践。此白皮书基于先进的网络信息通信技术在山东能源集团的创新成果，阐述并总结了煤矿井下网络的网络架构、网络优势及发展方向。目的是进一步深化先进网络技术在煤矿领域的应用，帮助煤矿行业实现网络的换代升级，助推煤矿智能化发展。著作单位：山东能源集团有限公司华为技术有限公司参编人员：山东能源集团有限公司：王立才、徐加利、胡立全、侯双双、张硕、杨木易、汪洋、李奇蓬、崔希国、杜晓斌华为技术有限公司：蒋旺成、赵志鹏、程剑、古锐、杨新峰、陈文丰、杨宗莹、孙建刚、刘英彬、余建东、项凌、宋双、王思生、孙志勇、田哲恺、王萍萍、罗武军、杜俊杰 顾问专家：孙继平本白皮书在撰写过程中得到了多家单位的大力支持，在此特别感谢以下顾问专家、著作单位和参编人员。编写说明引言0102编写说明引言0304煤矿智能化业务发展对通信网络的要求煤矿智能化业务发展对通信网络的要求煤矿智能化业务发展对通信网络的要求智能化煤矿建设开启了煤炭行业全面创新和技术变革的新时代，煤矿井下通信网络是煤矿智能化建设的基础。随着煤炭行业向智能化发展，煤矿随探随掘或超前探测、复杂条件智能开采、煤矿机器人、辅助设备远程操控、安全隐患监测预警等智能化应用快速发展，对工业网络的可靠性、高带宽、低延时、简单运维等方面提出了更高的要求。山东能源集团党委书记、董事长李伟在其署名文章《推进企业绿色低碳转型和高质量发展》中表示，煤矿智能化发展，需要企业不断推进研发创新，聚焦主导产业，“强基补链”“一业一策”提升产业创新能力，攻克一批关键核心技术。做到智能开采技术领先行业，引领煤炭行业第四次技术革命。在煤矿智能化建设过程中，华为希望将先进的ICT技术与煤矿行业深度结合，发挥各自优势，助力煤矿行业数字化和智能化转型，实现“少人、安全、增效”。围绕整个目标，行业也实践了一批智能化应用，这包括：高清视频类应用要把生产控制从井下移到井上，需要能够在井上对于井下的各个工作场景看得清、看得全，尤其是采煤工作面。通过部署高清摄像头，结合全景视频拼接和人工智能算法，可为井下集控中心和井上调度中心的工作人员真实地还原综采工作面的作业现场，较好地实现对综采工作面远程监控和操控，向井下少人无人的目标迈近重要一步。安全监测类应用为保证井下安全、高效的生产作业，需要对煤矿生产过程中的各项环境指标进行实时的监测，例如瓦斯浓度、温度、湿度等，各项数据通过可靠的网络回传至数据管理控制中心，为管理人员提供决策支持，提高煤矿井下作业安全性，帮助煤矿企业优化生产和管理流程。1.1 煤矿智能化业务发展概况01无线通讯类应用井下存在大量的移动场景，包括综采面、掘进面、机器人巡检、基于智能单兵装备的巡检等，部分矿井已部署井下Wi-Fi或5G（5th Generation Mobile Communication，第五代移动通信系统，简称5G）等无线通信网络，满足移动作业场景的需求。如：综采面和掘进面基于5G网络低时延、高可靠的特性实现装备的远程操作；巡检机器人代替人工在井下实现硐室巷道巡检视频、环境数据的实时回传；工人借助信息化矿灯，在井下与井上指挥中心随时随地通讯，实现井上井下面对面，工作更安全高效。远程控制类应用提升生产安全和实现井下无人少人是煤矿智能化的目标，传统煤矿采煤工作面设备噪声大、粉尘浓度高、事故频发，人员健康受到严重威胁。通过先进的ICT网络技术，将人员从工作面解放出来，实现采掘作业远程控制，提升生产的安全性。此外，还可通过远程操控机器人，实现对井下硐室、巷道区域的远程巡检。进一步减少煤矿井下作业人员数量，是煤矿安全生产和煤矿智能化发展的必然选择。煤矿井下设备无人操作、地面远程控制，需要将煤矿井下视频、音频、传感器和执行器等数据实时、准确地传输至地面调度控制中心，并将控制命令实时、准确地传输