5G技术在煤矿自动化行业中应用背景分析

     互联网的快速发展以及国家“互联网+”概念的提出，拉响了无数行业产业革新的新时代新篇章，煤矿行业也不例外，煤炭行业数字化加快转型，建设智慧矿山将成为发展趋势。

一方面，煤矿数字化转型的过程中，传统的有线通信向有线、无线融合通信升级已成为大势所趋。

      同时，煤矿安全生产的重要性越来越突出，以及煤矿产业升级的现实需求，在互联网时代里，把“互联网+”煤矿安全应用到煤矿安全生产管理工作中，建立一个可靠高效的数据采集和信息传输系统显得尤为重要。 

      另一方面，基于煤矿复杂的工作环境、大型设备的数据监控、视频监控等的要求不断提高，而IPRAN网络在基于IP宽带通信网络之上实现了高带宽无线业务的接入，适应了信息化建设对传输承载网络的需求，实现信息化矿山模式，避免信息孤岛。

      针对煤炭工业网络存在的问题, 工业互联网产业联盟在《工业互联网网络连接白皮书》中指出:在工业互联网体系架构中，网络是基础，为人、机、物全面互联提供基础设施，促进各种工业数据的充分流动和无缝集成。

      工业网络主要承载控制类、采集类和交互类业务，各类业务对网络的性能要求也不相同，如承载控制类业务的网络需要具备低时延、高可靠、高同步精度的能力；承载采集业务的网络需要具备高密度接入、低功耗的能力；承载交互类业务的网络需要具备高传输速率的能力。

      图1给出了煤矿的发展过程。伴随着即将到来的工业4.0时代，5G作为众多类型边缘网络中的一种，应对工业网络的上述性能要求显得游刃有余，煤炭工业生产环节中需要大量的数据，生产将越来越依赖数据，数据则必须依赖通道，这些工业数据的传输必须有工业级网络的保障。5G网络的大带宽、海量连接和超低时延可靠通信将为工业控制提供必要条件。例如：

      a)   智能安控重要环节，靠井下巡检机器人实现，但制约该环节发展的是井下距离有限的光纤通信，亟需5G数据网络来支撑。

      b)   矿山地下巷道狭窄，信号距离短，电磁干扰强，井下无人驾驶采煤装备亟需5G局域无线网传输数据将实现精准定位。

      c)   矿山地下无人驾驶运输车，以高速宽带无线移动通信系统为核心，亟需5G网络对井下行车定位精准导航。