基于RK3568的采煤机5G智能控制器硬件电路设计

随着煤矿智能化以及5G技术的快速发展,为了适应煤矿智能化的发展需要,设计了一款基于RK3568为核心处理器的采煤机5G智能控制器,以矿用5G通信技术为基础,通过该5G控制器、矿用隔爆5G路由器、矿用5G基站等组成采煤机5G通信系统,将采煤机摄像头视频、各传感器数据、采煤机工作状态数据等通过5G上传至地面调度中心,实现通信的高可靠、大带宽和低延时。

5G智慧矿山应用与实践

5G技术赋能智慧矿山,实现高度智能化与自动化。探讨5G在远程遥控、自动驾驶及数据采集等矿山生产环节的应用,强调其高速率、低时延特性对作业安全与效率的关键作用。同时,介绍MEC、网络切片、5GLAN等关键技术,支撑矿山多样化需求。通过实证分析,验证5G技术显著提升矿山作业智能化水平,并有效降低运营成本,为矿山行业数字化转型提供有力支撑。

5G技术及万兆环网相结合的煤矿通信系统建设方案研究

本文针对麦捷煤业井下生产过程中,无法实现各个智能化设备系统间的可靠信息交互的问题,基于4G、5G及万兆环网技术,对麦捷煤业井下通信系统升级建设,通过相关技术的论述选取,形成矿井4G、5G网络和万兆环网相结合的整体建设方案。实践表明,该方案既能够依托5G通信技术实现井下信号和各种控制指令低延时传输,减少了信息传输时间,又能够结合4G、工业万兆环网的低成本控制,提高了决策效率、经济效益,提升了矿井综合管理能力,实现了麦捷煤业井下无人化、少人化、远程化、智能化采煤,为类似矿井的智能化建设提供了经验借鉴。

煤矿监控平台中对5G无线通信系统的应用

近年来,煤矿生产机械化、自动化水平不断提高,参考监控平台具有的安全性价值,还需对煤矿监控平台进行5G无线通信的升级,使其具有更高效的监控及通信能力,以便降低事故的发生率。为此,结合A矿实际先阐述5G无线通信系统“三高、两低、一平”的设计目标,然后分析核心为TD-LTE技术的5G无线通信系统,同时对系统的传输组网、应用总体和硬件安装进行设计讨论。最后经过实际的试验,证实该监控平台的通信系统有着良好的监控调度及数据交互能力,整体的经济、安全效益较高,可以促进矿企的发展。

基于矿用5G技术的采煤机智能化技术

通过综述当前专家学者及工矿企业对“矿用5G+煤矿智能化”技术的研究与应用,得出其进展长足但仍然存在应用场景和生态匮乏的结论。针对采煤机智能化方面存在全面感知能力较弱、远程控制时效性低、通信系统可靠性差的技术短板,构建基于采煤机的矿用5G通信系统。以单一采煤机通信系统为研究对象,分别阐述了采煤机5G通信系统架构、采煤机5G CPE安装方式、综采工作面5G基站布设方式。基于5G技术具有的大宽带、低延时、广连接的特性,展望5G技术应用于采煤机后,可拓展采煤机在煤机云端控制、海量数据传输、故障远程诊断等智能化方面的应用。

井下铲运机无人驾驶系统发展及5G应用

铲运机无人驾驶是智能矿山建设的重要组成部分,为了实现高海拔高寒地区井下无人采矿,通过梳理国内外铲运机无人驾驶系统发展现状,分析铲运机自主行驶系统相关理论和关键技术,从地下铲运机轨迹偏差预测技术、自主行驶多偏差控制技术和防碰撞预测与控制技术等方面进行了归纳总结。以西藏华泰龙矿为例,采用最新网络通信技术5G,建设了5G+铲运机无人驾驶系统。对铲运机无人驾驶系统在高海拔高寒地区的发展具有重要意义。

5G技术在煤矿智能化建设中的应用

随着信息技术的持续发展,煤炭行业逐渐探索智能化建设,以提高运营效率和安全生产水平。5G技术作为新一代移动通信技术的代表,以其高速率、低延时、高可靠性等特点,为煤矿智能化建设提供了有力支持。首先,详细介绍了5G技术的基本概念、特点和优势。然后,着重探讨了5G技术在煤矿智能化建设中的具体应用,包括在通信网络、物联网、自动化生产、智能安全、人工智能等方面的应用。最后,分析了5G技术在煤矿智能化建设应用中存在的挑战,提出了解决问题的可行性措施。

基于5G通信技术的煤矿井下供电自动化监控系统设计

文章提出了一种基于5G通信技术的煤矿井下供电自动化监控系统设计方案,旨在解决传统供电监控系统存在的实时性差、故障诊断不及时等问题。该系统通过高效的数据采集、传输、处理以及执行模块,实现对煤矿井下供电设备的实时监测与控制。实验结果表明,该系统在提高供电系统的实时性、可靠性、故障诊断准确率方面取得了显著成效,为确保煤矿的安全生产提供了有力保障。

基于5G+的专网建设支撑煤矿无人化场景的研究

5G作为新兴连接技术,已经成为传统垂直行业进行智慧化建设的助推剂,而要想真正提升企业的生产、运营和管理效益,5G技术需要融入到企业的主生产流程中去,这也对5G技术的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。本项目以5G技术在窝兔沟煤矿的建设实践为出发点,探讨在技术运用过程中如何从组网、特性、硬件等方面来提升网络的时效性和稳定性,以此总结的方法论可作为其它相似场景下5G+建设的参考样本,助力5G+建设蓬勃发展,扬帆远航。

基于5G网络的无人驾驶运输技术在兴盛露天煤矿的应用

对基于5G网络的无人驾驶运输技术进行了分析,探究了矿山无人驾驶运输技术的网络基础及架构,提出了5GtoB在矿山无人驾驶运输场景的应用策略,研究了基于5G网络的露天矿山无人驾驶运输技术方案,并对其进行了应用实践。兴盛露天煤矿基于5G网络的无人驾驶运输技术在应用上可靠、稳定,提高了矿山生产技术水平,为智慧矿山打下了坚实的基础。

5G智慧矿山的关键技术和创新应用

随着生产智能化的推进,5G网络技术在智慧矿山中的应用成为行业内的研究热点。智能化控制对通信网络提出了极高的要求,原先的4G通信网络不足以满足产业智能化升级对通信网络的延时性、移动性、可靠性、终端接入数量、抗干扰等方面的严格要求,5G通信网络所具有的低延时、高移动性、高可靠性、抗干扰强、支持海量终端接入的特点,完全可满足工业互联网智能化产业升级对通信网络的需求。基于实际项目的需求,深入讨论了5G在铁矿智能化升级中的一些关键技术,系统地给出了5G专网在铁矿中的实施方案,实施结果证明了方案的可行性。同时,在5G专网下结合实际作业中的一些问题,重点研究了智能化监控、管理相关的创新应用,以此来提升矿山作业的安全性和生产效率,推动矿山行业的智能化发展。研究结果对进一步推进我国5G+工业互联网建设具有重要的参考价值。

5G技术在煤矿智能化建设中的应用

随着信息技术的不断发展,在煤矿智能化建设中5G技术也已经实现了初步应用。目前井下通信技术主要为Wi-Fi技术4G技术,但是仍存在延时长、带宽低、稳定性差等问题。本文对5G技术及其应用优势进行分析,能够充分解决上述问题。并对利用5G技术的应用远程实时控制、生产虚拟交互、高精度实时定位等进行简单阐述,旨在提高5G技术在煤矿智能化建设中的应用。

5G通信技术在智能化煤矿的应用研究

随着科技的不断进步,5G通信技术已经成为当今社会的焦点议题之一。在智能化煤矿领域,5G作为新一代通信技术标准,不仅仅是传输速率的提升,更是一场关乎工业未来的革命。它不仅是数据传输的工具,更是实现智能化、自动化的关键驱动力。5G的高带宽、低时延、大连接数等特性,为煤矿行业带来了前所未有的机遇。该文探讨了5G技术在智能化煤矿中的应用,探讨其在提高安全性、提高生产效率和促进科技创新方面的作用。

5G通信技术在综采工作面的应用研究

运用5G新技术赋能煤炭工业转型升级,能够提升自动化、智能化水平,降低资源消耗,保障安全生产,实现煤炭行业质量、效率和动力方面的变革。该文就5G通信技术在综采工作面方面的应用展开了相关研究,通过深入分析井下采煤工作面的难点,致力于为煤炭企业打造新的经济增长点,延展产业与价值链,开拓新的盈利增长空间。

基于5G专网的智慧煤矿建设方案研究

随着加快煤矿智能化发展指导意见的出台,智慧煤矿的建设势在必行,基于5G专网智慧煤矿建设的必要性、建设方案和应用场景,详细介绍了5G专网智慧煤矿无线接入网、承载网和核心网三层网络建设方案。对方案实施后在远程监控、远程控制和无人化作业等三大方面的应用前景做了深入浅出的解析,为智慧煤矿的建设提供了可行性的建设方案。

基于北斗+5G技术的煤矿运输车辆定位控制

现有主流运输车辆定位方案一般是借助自身传感器采集环境信息,再与地图匹配,从而估计车辆位置。然而,传统车辆定位方法往往应用于单一场景,在真实的煤矿生产交通环境中,地域限制、自车运动状态变化、光线变化、车辆拥堵等复杂场景下,传感器感知信息会受到干扰,导致定位轨迹信号误差增大甚至失败。为了摆脱传统的传感器检测模式的弊端,提出基于北斗卫星+5G技术的煤矿运输车辆自动定位控制器设计方法。设计一种基于北斗卫星技术与5G蜂窝网络融合的车辆定位技术,对煤矿运输车辆展开定位;针对信号源头的随机干扰问题,设计用于车辆定位信号校准的模糊PID控制器,并通过模糊PID控制器完成车辆定位轨迹信号校准。实验结果表明,北斗+5G的模式在煤矿运输车辆自动定位控制中,定位控制精度更好、稳定性更好、实际应用效果比传统的传感器模式更佳。

矿用5G智能终端数据交互和共享规范研究

5G技术是实现矿山智能化建设的基础,针对不同厂商之间的矿用5G智能终端与管控平台很难实现互通的问题,需要统一和规范5G系统中的数据交互和共享流程。给出了“5G+智能矿山”的部署架构,即矿用5G智能终端通过井上下5G基站、交换机和5G核心网,与包含管控平台的服务器实现数据交互和共享。介绍了矿用5G系统中传输的消息类型、消息传输格式、消息组成和消息连接方式等。针对矿山领域的具体应用场景,将矿用5G系统中的数据分成语音数据、视频数据、传感数据和控制类数据等,并给出了矿用5G智能终端在不同应用场景下传输的数据类型。分析了矿用5G智能终端及管控平台应具备的能够满足数据交互的基本传输能力,指出矿用5G智能终端与管控平台数据交互时的流程包括设备信息查询与上报、设备升级、日志采集、告警下发及处理和平台配置下发及处理等。给出了矿用5G智能终端数据共享的参与实体、安全等级和流程(包括数据的汇聚、申请、授权、提供和反馈)。通过实施标准化流程,在保证通信可靠性的同时,简化了“5G+智能矿山”系统架构下的数据交互和共享流程,以加速矿山智能化建设。

煤矿用5G通信系统标准研究制定

为满足煤矿远程监控、视频监视、数据采集、语音通信等需求,煤矿用5G通信系统应具有下列功能:(1)远程控制、监控、定位、监视和语音等不同业务承载功能。(2)采煤机、掘进机、电铲、挖掘机、无轨胶轮车及电机车等远程控制功能。(3)矿用运输车辆应急远程接管功能。(4)摄像机音视频的远程实时传输功能。(5)监控设备、传感器、车辆辅助驾驶等数据采集功能。(6)语音通话功能,支持矿用融合调度系统。(7)端到端切片功能,满足远程控制、监控、视频和语音等差异化的业务性能要求,提供对应的端到端切片资源。(8)支持SA组网方式,支持5G NR的通信制式。(9)支持5G LAN以太网通信。(10)应急惯性运行功能,当矿区专网与通信运营商公用网络失联时,本地业务可持续在线作业。(11)设备级冗余保护功能,当单个物理端口故障时,数据业务不中断。(12)核心网双设备冗余保护功能,当主设备故障时,切换备用设备继续提供服务。(13)核心网控制面传输机密性和完整性保护功能,保证核心网控制面的安全。(14)终端认证、检查和限制接入系统非授权终端的功能,支持煤矿企业安全服务器对终端的认证。(15)防止终端攻击系统和合法终端功能。(16)核心网、传输设备、基站控制器、基站和终端集成一体化管理的功能。(17)网络性能和业务服务性能集中监控功能。(18)异常可视告警与故障定位功能。(19)矿用5G网络资源评估功能,当煤矿增加新业务或更多终端接入5G网络时,应能评估5G网络资源利用率,并给出是否可上新业务的报告。(20)备用电源。煤矿用5G通信系统的主要技术指标应满足下列要求:(1)上行速率为20 Mbit/s,无线工作频段为700~900 MHz时,井工煤矿的基站无线覆盖半径(无遮挡)≥500 m;无线工作频段为其他工作频段时,井工煤矿的基站无线覆盖半径(无遮挡)≥150 m。当上行速率为30 Mbit/s时,露天煤矿的基站无线覆盖半径(无遮挡)≥400 m。(2)基站到基站控制器的有线传输距离≥10 km。(3)系统最大接入终端数量≥20000个。(4)井工煤矿的基站和终端无线发射功率≤6 W;露天煤矿的基站发射功率≤320 W;露天煤矿的终端无线发射功率≤6 W。(5)基站无线接收灵敏度≤-95 dBm;终端无线接收灵敏度≤-85 dBm。(6)无线工作频率应在700 MHz、800 MHz、900 MHz、1.9/2.1GHz、2.6 GHz、3.3 GHz、3.5 GHz、4.9 GHz、6 GHz等频段中选取(井工煤矿优选700~900 MHz)。(7)在制式为TDD、帧结构为1D3U1S时,基站接入的多用户的上行平均吞吐率≥600 Mbit/s,下行平均吞吐率≥250 Mbit/s。(8)对于井工煤矿,在1 Mbit/s和20 Mbit/s上行业务运行时,系统平均时延应小于20 ms,且端到端时延稳定性应小于100 ms的概率不低于99.99%;对于露天煤矿,在1 Mbit/s和30 Mbit/s上行业务运行时,系统平均时延应小于20 ms,且端到端时延稳定性应小于100 ms的概率不低于99.9%。(9)单用户的丢包率≤0.01%。(10)单用户从基站A小区切换到基站B小区的切换时延≤100 ms。(11)移动台蓄电池连续工作时间应不小于11 h,其中,通话时间应不小于2 h。(12)在电网停电后,备用电源向基站、基站控制器及传输设备连续供电时间≥4 h。

金属振子结构在矿井5G辐射场中的安全功率分析

煤矿井下存在瓦斯等易燃易爆气体,5G无线通信系统基站天线辐射出的电磁波被井下金属结构吸收,在金属结构断点处产生放电火花,当电火花能量达到瓦斯气体的最小点火能时可能发生爆炸,限制了5G技术在煤矿井下的应用。为了评估5G无线通信基站射频功率的安全性,通过分析金属结构耦合电磁波的方式,得到射频功率、最大辐射场强与距离的关系;以最小点火能为安全判定标准,得出天线负载的接收功率小于2.625 W时,可确保不会引起瓦斯爆炸;分析得出煤矿井下应优先选择700 MHz作为5G工作频段;通过分析方向性系数,得出应选择臂长与波长比为0.65的对称振子天线金属结构进行研究,对称振子天线金属结构安全电场强度为202.9 V/m,最小安全距离为0.2 m。仿真结果表明:在距离发射天线小于0.2 m的区域电场分布极不均匀,在距离发射天线大于0.2 m的区域电场分布较均匀;在距离发射天线大于0.2 m的区域导致瓦斯爆炸的最小射频功率为27.45 W。

5G专网在露天矿远程采运中的研究与应用

少人化、无人化是矿山发展的必然趋势。基于5G专网的移动性、低时延、大带宽、高可靠特性,结合物联网传感器、边缘计算等关键技术,针对某露天矿采运开展智能化研究,实现了露天矿采运环节钻机、电铲、矿卡远程操控,为5G+工矿行业应用、远程无人化作业提供了有效实践。