4G专网通信为智慧矿山

智慧矿山系统智慧矿山系统是一种基于先进技术和大数据分析的综合管理系统，旨在提高矿山的生产效率、安全性和可持续发展能力。

该系统通过采集、分析和应用矿山各个环节的数据，为矿山管理者提供全面的决策支持和运营优化方案。

一、系统架构智慧矿山系统的架构包括以下几个主要组成部份：1. 数据采集层：该层主要负责采集矿山各类数据，包括生产数据、设备状态数据、环境数据等。

采集方式可以通过传感器、监控摄像头、人工输入等多种方式实现。

2. 数据传输层：该层负责将采集到的数据传输到数据处理中心，可以通过有线或者无线网络进行数据传输，确保数据的及时性和准确性。

3. 数据处理层：该层负责对采集到的数据进行处理和分析，提取有价值的信息。

包括数据清洗、数据挖掘、数据建模等步骤，以及机器学习和人工智能算法的应用。

4. 决策支持层：该层基于数据处理层的分析结果，为矿山管理者提供各类决策支持工具和报表。

包括生产计划优化、设备维护调度、安全管理等方面的决策支持。

5. 应用层：该层将决策支持层的结果应用到实际的矿山运营中，通过控制指令和反馈机制，实现对矿山生产过程的实时监控和调整。

二、功能特点1. 生产优化：智慧矿山系统可以对矿山的生产过程进行全面监控和分析，通过优化生产计划、设备调度和人员安排，提高生产效率和资源利用率。

2. 安全管理：系统可以实时监测矿山的安全状况，包括气体浓度、温度、振动等参数，及时预警和处理潜在的安全风险，保障矿工的安全。

3. 设备维护：系统可以对矿山设备的运行状态进行监控和分析，提前发现设备故障和磨损情况，进行维护和修复，减少设备故障对生产的影响。

4. 能源管理：系统可以对矿山的能源消耗进行监测和分析，通过优化能源使用方式和设备运行参数，降低能源消耗和环境污染。

5. 环境保护：系统可以监测矿山周边环境的污染情况，及时发现和处理污染源，保护周边生态环境的可持续发展。

三、应用案例1. 生产优化：通过智慧矿山系统的应用，某矿山成功优化了生产计划和设备调度，实现了生产效率的大幅提升。

智能化矿井建设摘要:智能化矿井总体建设目标基于先进、可靠的生产装备,无线通讯、工业互联网、物联网、大数据、智能控制等引领性技术,逐步改造现有系统、建设部分新系统。

建立统一的矿井网络数据传输信息系统、数据与安全管理信息系统,建设矿山智能矿井一体化管控管理平台,实现矿井监控、生产、维护、安全等各个环节无人或少数有人,减少在煤矿矿井安全生产、建设中冗余监控环节与其他重复程序工作,全面实现多功能部门专业协同联合作业、矿山多功能专业和矿井信息化综合管理。

关键词:智能化矿井建设;综合自动化监测平台;自动化控制;前言:我国煤矿通信建设以企业生产经营自动化过程控制系统为技术基础、企业经营管理者以信息化为工作本质、三维企业可视信息化为直观和以信息化为表现形式、决策分析为企业经营经济管理决策依据的煤矿综合信息经营管理服务系统。

建立全国千兆煤矿骨干数据传输信息网络平台,实现煤矿企业经营管理的综合信息化。

实现工业视频会议、井下安全信息监测设备监控各子系统、工业电视安全监控、自动化安全控制各部分子系统、地面安全控制各子系统、设备安全监控站所实时采集的安全信息和各安全设备的综合控制、监测的系统建设解决方案。

为我国煤矿企业建立一个集安全控、管、监于合为一体的工业综合型现代智能化安全矿井系统打下坚实的技术基础。

正文:智能化建设分三个阶段推进,首先实现辅助系统关键功能智能化,然后根据矿井实际情况逐步实现采掘智能化,最终实现全矿井智能化。

一、第一技术阶段:在初步实现大型煤矿各管理系统建设相应流程自动化、信息化、智能化的技术基础上,形成一套煤矿项目智能化工程建设管理技术流程规范与质量标准管理体系。

建设一个具有现代智能煤矿检测和云监控、大数据处理和云分析的新型智能化煤矿综合管控管理平台,安全生产经营基本达到智能化管理。

以固定场所的远程可视化控制的实现,安全生产运营协同业务构建。

二、第二阶段:全面建设煤矿4G/5G通信专网和万兆主干工业环网。

基于5G无线网络技术的智慧矿山方案研究摘要：随着全球范围内信息化、数字化、智能化技术的迅猛发展，传统矿山行业正借助相关技术进行变革转型。

为了全面提升传统矿山企业在国际市场的综合竞争力，以及未来可持续发展的能力，我国先后提出以工业互联网、智能制造、人工智能和5G等新一代信息技术赋能矿业的指导政策，旨在推进“互联网+矿山”建设智能矿山，实现传统矿业的数字化转型和智能化升级。

随着信息技术的发展，5G具备更低的时延，更高的速率，更大的带宽，更好的业务体验，有感知泛在、连接泛在、智能泛在的特点，正在逐步成为未来工业互联网的网络基石。

同时，5G技术依托机器学习、人工智能、工业互联网等先进技术，可进一步解决数据利用率低、展示能力弱、传输不可靠、远程控制实时性差、智能决策效率低等问题。

为推动传统矿山的智能化转型，降低安全风险和生产成本，提高生产效率，可借助5G技术优势打造矿山工业互联网平台、井下融合组网、高清视频监控、无人化采掘、矿用机械远程控制领域的信息化建设和发展。

基于此，本篇文章对基于5G无线网络技术的智慧矿山方案进行研究，以供参考。

关键词：5G无线网络技术；智慧矿山；方案研究引言全球范围内5G商用早已全面展开，我国作为5G技术的领导者，走在全球5G商用的前列。

截止目前，我国5G商用基站已经部署150.6万站，其中大部分5G网络面向的是ToC业务，即向大众消费者提供高速下行服务。

目前移动运营商、垂直行业和业内厂家正在积极探索5G在工业互联网、智能交通、智能电网以及智慧矿山中的应用。

随着5G技术在各行各业中的应用,将助力我国传统生产制造行业转型，实现生产制造的数字化、网络化和智能化。

矿山行业在我国经济中占据重要的地位，当前矿山建设行业面临很多亟待解决的问题，如安全事故频发、人力成本高、网络信息化能力不足等，严重制约矿山行业的发展。

因此，5G+智慧矿山成为解决以上问题的重要技术方案。

15G技术概述从2013年成立5G推进组，2018年底基本完成5G技术的关键技术、技术方案和组网的测试验证，到2019年推出5G手机，这标志着我国正式进入5G时代。

5G专网分阶段组网及配置方案研究摘要：近几年5G专网项目得到了快速发展。

为了使运营商在专网项目实施中能够更加有针对性，需要制定分阶段的组网及网络配置方案。

在业务类型、信息化需求、对5G技术的认识以及资金投入方面，对专网客户需求的差异性进行了分析；提出了客户对5G专网网络方面的需求以及相应的技术实现方案；最后，结合应用案例提出了5G专网项目的分阶段建设方案的建议。

1、概述5G作为新一代通信技术，在全球的发展十分快速，其中我国5G 网络的发展速度尤其令人瞩目。

5G专网是利用5G无线通信技术组建专用网络，为垂直行业提供高性能通信服务的一种技术方案。

通信运营商利用该技术方案，打造标准化+定制化的系列产品，从而形成5G 在2B领域的核心竞争力。

如中国联通推出的虚拟、混合、独立等不同类型的5G专网产品，分别对应不同的建设模式。

随着我国5G网络建设的推进，5G专网也进入了发展的快车道。

2、专网客户需求差异性分析笔者长期从事5G专网研究与行业创新应用工作，通过白皮书、专题会议、调研表格等方式对国内三大运营商近几年的专网项目进行调研分析，总体上来看项目的行业分布更加广泛，应用的业务类型更加丰富，同行业的结合也更加紧密。

但与此同时，不同行业之间以及行业内部不同企业之间对5G专网需求的差异性也很大，具体体现在如下几个方面。

2.1业务类型高清视频类业务需要网络提供足够的上下行带宽，移动类业务需要通过无线方式实现灵活接入。

这两点正是现阶段5G技术最突出的优势。

因此，同时具备这2方面特征的移动视频类业务如移动视频监控、无人机巡检等最先得到了应用。

生产控制类业务往往需要确定性的时延和极高的可靠性，部分业务还需要网络提供二层组网能力，相关的技术还需要进一步研究和验证，因此尚无法规模应用。

2.2信息化需求部分行业提出了明确的智能化转型升级需求，通过行业政策或企业战略的方式进行推广。

如在矿山领域，近年来国家管理部门要求实施“机械化换人、自动化减人”，利用现代通信技术，实现矿山生产过程的自动检测、智能控制与智慧调度。

66Internet Application互联网+应用5G 通信技术重点面向千行百业，是能够促使物联网、工业互联网发展的重要技术。

本文针对NPN 网络进行分析，给出NPN 的两种组网形态和典型组网方案，并结合在某矿区部署5G 专网的实际案例，以期为垂直行业如工业互联网系统提供参考。

一、5G 网络架构特点4G 网络主要面向公众移动数据业务，但并不能有效地支持差异化、个性化的垂直行业需求。

“垂直行业”通常是指特定行业或市场领域，这些领域可能有一些特殊的、与大众需求不同的需求，例如工业自动化、医疗健康等行业的特殊需求。

为了满足更广泛的行业应用需求，5G 网络对网络架构（尤其是核心网）进行了较大地改进，涉及更高的数据传输速度、更低的延迟、更好的网络连接质量等。

控制面NF 之间采用SBA 架构（服务化架构），NF 之间的信令交互都采用HTTP 协议。

5G 更关注核心网络提供的服务和功能，而不是节点本身。

图1　5G 网络系统架构①NFV 虚拟化：控制面是由多个采用虚拟化技术的网络功能（NF）组成的，部署在通用计算机平台上，以实现软件化灵活部署。

②支持网络切片：网络切片是指3GPP 定义的网络特征和功能的集合，能够向用户提供端到端网络服务。

③CU 分离：即控制面与用户面分离。

5G 核心网架构强调控制面与用户面的分离，分地域、分业务独立部5G NPN 网络技术及应用署，包括两种能力的独立扩展。

④支持边缘计算：专门引入了网络分流能力，可以把边缘网络的流量灵活进行分流，以满足边缘应用。

综上，5G 核心网服务化架构、虚拟化部署、网络切片功能便于企业基于自身需求部署独立的核心网并开发应用，CU 分离特征也便于企业在核心网数据面（UP）扩容和升级，应用边缘计算灵活部署企业内部应用，并保证业务时延和数据安全隔离。

5G 非公共网络（NPN，也称为专网或者私有网络）面向特定垂直行业用户提供5G 网络服务。

5G 非公共网络部署在特定园区，如矿山、校园或工厂等。

广电相关行业发展现状及网络发展趋势摘要：目前随着信息时代的到来，经济建设及信息技术发展速度不断加快，广播电视工程作为重要的民生工程之一，直接影响着人们日常生活。

传统工程技术已无法适应人们日益提升的广泛需求，因此在新媒体发展背景下，需要对广播电视工程技术加大研发和应用力度，使其能够更好地应对新时代发展要求和挑战，进而对我国广电工程技术快速发展起到积极推动作用。

关键词：广电；行业发展现状；网络发展；趋势1电视媒体行业后疫情时代，伴随着经济的复苏、政策的加持、技术的革新，电视媒体行业整体呈现回暖向好的态势，但下行压力依然很大，时刻面临着新机遇、新挑战。

一方面，通过打通大小屏、人才机制搭建、内容多维度创新、商业模式革新等举措，电视媒体的全媒体融合发展已经进入“实践出成绩”的深水区；另一方面，伴随着消费者消费习惯的转变以及注意力的不断分散，广告市场的蛋糕越分越细，且出现了明显的投放转移，全媒体营销、产业化运营等新需求倒逼电视人在新领域不断尝试、调整着战略和战术，以便与市场实现同频共振。

在电视新闻方面，围绕全面建设社会主义现代化国家、庆祝中国共产党成立100周年、宣传全民抗疫等主题主线、重大事件，新闻宣传与报道持续展开，从国内到国外，从国计到民生，宣传、报道与舆论监督领域涌现了诸多新闻案例。

在电视剧方面，随着国家广电总局组织创作的重大现实题材作品《功勋》在东方卫视、浙江卫视、北京卫视、江苏卫视黄金档热播，步入第四季度的电视剧市场热度依旧。

凭借真挚的英雄事迹、浓厚的家国情怀、生动而动情的故事讲述，《功勋》成为2021年豆瓣评分破9的作品之一。

2021年第三季度《理想之城》《乔家的儿女》《扫黑风暴》《亲爱的爸妈》以及《你好检察官》等剧密集开播，现实题材仍是主力，行业剧、家庭剧、扫黑剧热度最高。

国家广电总局公告显示，2021年度7-9月，全国各类电视剧制作机构共计生产完成并获准发行国产电视剧45部1504集，其中现实题材剧目共计34部1080集，分别占总部数、总集数的75.5%、71.81%；历史题材剧目共计9部333集，分别占总部数、总集数的20%、22.14%；重大题材共计2部91集，分别占总部数、总集数的4.5%、6.05%。

智能化煤矿对通信网络的需求摘要：煤炭矿智能化是转变煤炭生产方式和实现煤行业高质量发展的重要保障。

目前，煤矿智能化发展仍处于示范培育阶段，通信系统存在控制时延高、系统协同差、数据利用率低、决策依据少、智能终端匮乏等一系列难题。

本文主要对智能化煤矿建设对通信网络的需求进行简单分析，以期为智能化煤矿建设发展提供帮助。

关键词：煤矿；智能化；通信网络1.煤矿智能化建设及存在问题通过运用物联网、人工智能和大数据等新技术实现煤矿智能化建设的目标，重点任务体现在:构建煤矿井下安全监控系统，实现对采煤机、运输机和提升机等井下各种设备的自动化、智能化控制，达到远程定位与监控的目的，对可能发生的事故进行预警和防范，在不影响煤炭生产效率的情况下提高下生产安全。

截止目前，我国煤矿智能化建设仍然存在以下方面问题：1.1工业以太网的传输带宽不够目前，煤矿企业基本上都是采用千兆工业以太网来实现井下与地面的通信和数据传输，然而，井下生产作业中所需要的带宽不是单一的千兆网所能承载的。

因此，为解决带宽缺乏难题，往往选择建设多个工业以太环网，这样做的同时也使得网络结构变得复杂，可靠性降低。

1.2信息孤岛传统的信息化建设使得各个智能系统模块之间不能进行有效的信息共享，所使用的设施标准、规范规格也各有不同，不能实现良好的信息互通，不利于煤矿安全智能一体化建设。

1.3网络线路错综复杂井下的设备和传感器众多，需要更多的线路将设备接入工业以太环网中，造成各种线路交织缠绕在一起，给井下的网络建设和线路维护带来困难，同时也会增加发生事故的风险。

1.4数据处理不及时井下各种信息通过光纤等传输媒介源源不断地传到地面控制中心，传统数据库技术在数据处理方面多存在延迟滞后，会造成井下信息掌互通不及时，计算机不能及时做出相应指令，如果遇到危险情况，会增大事故发生几率。

1.智能化煤矿对通信网络的需求2.1 WiFi通信技术WiFi通信技术是近年来应用较多的矿用无线通信技术之一，与其他矿用无线通信技术相比，具有以下特点：①组网灵活，网络扩展性好。

智慧矿山中无线网络节点部署方案研究王凤舞【期刊名称】《《世界有色金属》》【年(卷),期】2019(000)018【总页数】2页(P30,32)【关键词】智慧矿山; 无线网络; 节点; 部署方案【作者】王凤舞【作者单位】甘肃省定西市临洮农业学校甘肃定西 730500【正文语种】中文【中图分类】TD631 智慧矿山中无线网络节点部署方案1.1 无线Mesh网络AP及网关部署模型智慧矿山的无线Mesh通信网络对匹配着一个极其复杂的网络拓扑结构，该拓扑结构可以用G(V,E)代表，网络内所有客户端的节点组建的点集设为V(G)。

当任意节点的vi与vj间的距离小于客户端通信半径r时，用dist(vi,vj)＜r表示，两节点在定义上划分为邻接节点，即e(vi,vj)∈E(G)代表邻接节点间的距离权重为1，也可以称自为邻接节点间的一跳链接，E(G)则代表网络图所有节点的数据集合，以公式（1）表示：普通AP节点的选择主要是按照矿山中各个工作区域内的人口流动量、客户端访问量、数据流量以及总人口统计等指标来确定[2]。

由于AP主要为客户提供终端接入服的，因而其部署位置必须尽量靠近矿山的热点区域，即人口密集区，使工作人员可以随时对网络进行访问。

为此，下面假设AP节点的组成即代表一个随机网络。

一般情况下，无线网络需要为客户端节点安装网关为其提供网络服务，客户端节点会选取其距离最近的网关作为其服务网关。

假定在规模为n的网络G中设定K个网关节点，K的邻近矩阵用A=(eij)n×n表示，最短距离用D=(dij)n×n表示，dij 则代表网关节点从vi 路由至vj路由所需的最少跳数，最短距离可用Floyd算法获得。

节点vi 选取网关uj作为其服务网关的情况下，就必须满足公式（2）：此时，代表vi涵盖在网关uj 的服务集合uj 中，即vi∈Uj。

uj和服务集Uj 中网关节点间的最大距离设为即代表网关uj的全覆盖半径，也称之为AP节点至网关节点集合的最长路径。