华为5G网络助飞智慧煤矿~智能矿山

发布时间: 2022-01-08 14:33:57

去年，国内首个的井下高清视频通话，让这座即将落成的新型智能化煤矿受到了广泛关注。日前，巴拉素煤矿锚定2022年首采工作面移交试生产目标，正在做最后的冲刺。一开始就以实现少人、减人、无人高效开采为目标的规划和建设，让巴拉素煤矿赢在了国内众多煤矿智能化的起跑线上。

延长石油集团为中国从事勘探及开发石油和天然气的四大国有企业之一。2021年，延长石油集团位居《财富》世界500强企业第234位。巴拉素煤矿位于陕西榆横矿区北部的中西部，是延长石油矿业公司的千万吨级新建煤矿，地质储量50亿吨，第一年设计年产能1000万吨，第二年1500万吨，在延长石油“油化并举、煤气电并重、新能源新材料并兴”的发展战略中，巴拉素煤矿项目可谓举足轻重。

延长石油巴拉素煤矿按照智能系统化、系统智能化的高起点规划理念，全面应用5G和F5G技术生态，将智能化的基因植入到矿井设计、建设、生产、运营的整个环节，提升煤矿安全生产经营整体水平，建设世界一流智能化煤矿，实现生产全过程、作业全流程、井上下全方位的智能化。巴拉素煤矿智能化方案由王国法院士团队负责设计，并入选国家首批智能化示范煤矿。

“煤矿要以高起点规划，在建设时就要有智能化的理念。”陕西延长石油（集团）有限责任公司副总经理范京道在初到延长石油任职时就明确提出，要将巴拉素煤矿建设为世界一流智能化示范矿。

安全生产可视化远程监理在大型厂矿（发电厂、钢厂、石油石化炼化、化工园区等有危险工种岗位等工矿企业）中的应用，各类防爆安全帽、工作记录仪等，图传加数传，危险气体采集，工人心率等体征信息采集，与工单等信息结合，统一后台汇聚。https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=29

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一位工程师回忆，从建矿之初，巴拉素煤业公司工作群里召开会议的信息不断，智能化建设研讨会就占据50%。“几乎公司所有的会议室都被我们使用过，没办法，智能化建设方面太多的问题需要研究讨论，很多新型软件需要培训，时间紧，任务重，我们只有一刻不停……”

在煤矿在智能化建设规划中认为网络是关键核心技术和最重要的基础设施，“通过融合IP工业网络、F5G和5G等网络技术，我们不仅要实现把高清画面低延时地传输到地面的各个角落，还要实现通过手机APP查看井下生产实时画面，并且井下设备工况数据通过传感器和工控软件由先进的网络到达地面，操作人员通过实时画面和设备工况可以准确无误地进行操作……”巴拉素煤矿智能化项目负责人称。

2021年，煤矿选择了华为作为智能化矿山建设的战略合作伙伴，为新建的煤矿提供端到端网络解决方案，其中涉及5G、F5G全光工业网、网络安全、高端路由器、园区交换机和井上井下Wi-Fi 6等全系列产品，涵盖井上井下安全生产网，井上办公区、生活区网络，视频监控网，以及整网等级保护安全方案。华为为巴拉素煤矿的生产调度、安全管控等提供一个高速、安全、可靠的信息传输平台。

整体设计上，巴拉素智能矿山方案融合了诸多先进的网络技术：基于F5G和IPv6+技术框架技术，部署了工业光环网（IOR）、SRv6、网络切片、iFIT等关键技术，实现业务快速部署，高可靠承载以及智能运维。比如，F5G作为新一代固定网络基础设施，具有大带宽、低时延和全光联接的特点，为矿井打造了一条安全可靠的信息化高速公路；此外，IPv6不仅能满足大量传感器、设备IP地址需求，而且响应国家IPv6流量提升要求，在国内众多煤矿智能化建设中起步即领先，为下一代网络演进打下了坚实的基础。

煤矿井下环境差、设备维护困难，用于煤矿井下的网络设备必须简单、可靠、免维护、易维护。巴拉素智能矿山建设选择F5G承载井下的视频业务，以无源光纤替换有源设备，基于两层点到多点网络架构，F5G的头端节点部署在井上机房，在井下末端部署华为星光天机T863E承载视频回传业务，末端和头端间长达数10公里的距离，都由无源光器件组成，极大简化了网络部署和运维，提升了井下作业的安全性。另外，华为推出的预连接技术，实现光器件在井下的快速连接，避免了井下熔纤机的使用，保证了井下网络部署的安全性。

再如，井下融合承载网采用了华为NetEngine 8000系列路由器建设超宽50GE环网，网络切片实现多业务一网承载，业务互不干扰，就像在一条宽阔的马路上划分出一条条专用的BRT通道。通过不同的网络切片承载不同的业务，从而保障瓦斯监控、工业控制、语音通讯等高优先级业务流量不受其他业务流量突发的影响，使得远程控制更加平滑流畅，语音和视频更加清晰，实现井下业务的可靠通信。同时，让井下实现了Wi-Fi 6无线接入，实现一站接入移动语音、视频通信、传感器等业务。

巴拉素煤矿通过华为的iFIT随流检测技术，网络的健康度、业务流量的传输质量都可以在集控中心的大屏上看得一清二楚。一旦业务的传输质量发生下降，工作人员还可以进行预测性的分析维护，几分钟就能定位出网络哪个位置发生了问题，无需运维人员下井逐一插拔光模块查找问题，极大地提升了运维效率。华为推出了创新的DQ ORP方案，通过标记光路和无源光器件，基于图像识别点亮光纤网络，实现了光链路和器件的精准可视化，井上对井下网络质量、断纤位置等信息一目了然，目前光路诊断技术定位精度可达米级，进一步提升了90%的运维效率，减少了井下排障时间，提升了作业安全性。

值得一提的是，由于井下环境复杂多变，施工条件极为复杂，巴拉素煤矿还采用了华为Wi-Fi 6+5G协同方案，提供煤矿井下无线全覆盖，节省接入层布线和运维开支，让井下人员通信实时可达，也为井下的大量传感器提供了安全可靠和稳定网络接入。

除了井下的煤矿生产网之外，巴拉素井上的职工福利区、矿区办公、园区安防和地面视频监控等业务选择了华为的F5G技术，基于三层变两层的全新网络架构，通过一张全光网络，满足了井上多种业态对于网络的诉求，不光节省机房与布线成本，更加快了网络部署的效率。

在融合IP、F5G、5G等网络技术的支撑下，井下设备将实现互联互通以及联动控制。而且智能采煤将通过AI实现人机状态全感知，达成趋势性预测，而非监测到问题才进行信息反馈，极大提升安全性。

“未来，巴拉素煤矿井下作业人员或将减少20%以上，设备运行效率或将平均提高3成，年成本预期下降10%以上，人员效率将提升1倍以上。”

在万物互联互通、实时感知，如何保障设备安全，也是衡量一个煤矿智能化程度的重要参考指标，国家出台了《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》等系列文件作为指导思想、设计原则和建设思路。在此基础上，巴拉素煤矿与华为一起，通过HiSec一体安全解决方案，构建了安全立体化纵深防御体系，不仅符合等保2.0的三级要求，而且做到全网安全态势敏锐感知，安全威胁快速检测与处置，确保全程“可知、可控、可管、可查”，变静态为动态，变被动为主动，为巴拉素煤矿信息系统及工业控制系统网络提供严密安全保障。

从设计之初，XX素煤矿就站在智能化的“智高点”，并携手华为为代表的ICT技术企业，坐在大数据、云、AI等技术的快车上以“双5G”的速度冲刺。