炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.kkhentai.com)據(jù)中國煤炭報消息，9月11日至17日，全國科普日活動在各地集中開展。2021全國科普日主題為“百年再出發(fā)，邁向高水平科技自立自強”。科技創(chuàng)新是煤炭行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。從今天起，本報開設(shè)“百年再出發(fā)，邁向高水平科技自立自強”欄目，介紹煤炭行業(yè)的“黑科技”和創(chuàng)新成果，弘揚科學(xué)精神，推動煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
有人說，煤炭行業(yè)的數(shù)字化特征可以概括為全聯(lián)接、全感知、全智能。新型傳感器和攝像頭等設(shè)備的應(yīng)用，使煤礦實現(xiàn)了對環(huán)境、設(shè)備和人員狀態(tài)的實時感知;萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)和5G、F5G通信技術(shù)的應(yīng)用，讓煤礦有了信息傳輸?shù)母咚俟?基于AI和大數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用，有利于煤礦在分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上科學(xué)決策。
在這場技術(shù)改革浪潮里，F(xiàn)5G作為通信手段，既連接起井下工作面與地面調(diào)度中心，又讓傳統(tǒng)思維與創(chuàng)新理念產(chǎn)生了碰撞。日前，記者走進全國首家應(yīng)用F5G技術(shù)的煤礦——河南能源化工集團永煤公司陳四樓煤礦，實地探訪礦用F5G的落地過程及應(yīng)用效果。
F5G遇到煤礦
F5G(the 5th Generation Fixed Network)，即第五代固定網(wǎng)絡(luò)，是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會于2020年2月定義的第五代固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。F5G以光纖通信為主，具備超大帶寬、安全可靠、確定性低時延的特點。目前，我國已部署全球最大的F5G網(wǎng)絡(luò)，用戶超過4億人。
F5G緣何與煤礦產(chǎn)生了聯(lián)系?這要從華為公司的光產(chǎn)業(yè)布局說起。今年5月，華為公司發(fā)布了F5G全光工業(yè)網(wǎng)解決方案。這份方案提供全光纖業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，具備安全可靠、極簡部署、可視運維、靈活擴展、邊緣智能等特點，可助力礦區(qū)安全監(jiān)控、遠程生產(chǎn)以及辦公生活。
“聯(lián)接是實現(xiàn)煤炭行業(yè)全感知和全智能的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的窄帶無線通信和以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)無法滿足需求，需要進行全面升級。F5G提供運力，與5G一起提供聯(lián)接力，AI提供智力，計算提供算力，共同構(gòu)成數(shù)字煤礦的基礎(chǔ)設(shè)施。”華為公司相關(guān)人員在今年6月舉辦的全國首個F5G礦山商用發(fā)布會上表示。
這份F5G全光工業(yè)網(wǎng)解決方案，包含了華為公司與陳四樓煤礦開展的井下實踐。一次偶然的機會，陳四樓煤礦調(diào)度室副主任景旭東從雜志上看到了F5G技術(shù)的介紹。其中，“超大帶寬、安全可靠、確定性低時延”讓他印象深刻。
“我們從2016年開始使用萬兆環(huán)網(wǎng)，嘗到了減人提效的甜頭。不過，想要把網(wǎng)絡(luò)延伸到更遠的區(qū)域，我們需要一套移動性強、帶寬更大、更適應(yīng)井下環(huán)境的通信設(shè)備。”景旭東告訴記者。
陳四樓煤礦與華為公司取得了聯(lián)系。針對該礦建立穩(wěn)定、高效的立體式網(wǎng)絡(luò)訴求，雙方共同決定，將F5G工業(yè)光環(huán)網(wǎng)技術(shù)按照煤礦場景設(shè)計。隨后，華為公司開展了專項設(shè)計，并反復(fù)驗證技術(shù)可行性。
2020年6月，陳四樓煤礦在井下啟動工業(yè)光環(huán)網(wǎng)設(shè)備安裝。今年1月，經(jīng)過不斷施工與調(diào)試，陳四樓煤礦成功在MZ201綜采工作面、2901綜掘工作面和中央變電所部署了工業(yè)光環(huán)網(wǎng)設(shè)備。
“從左邊這個點開始，我們把F5G輻射到右邊這個點。”在調(diào)度中心，景旭東指著礦井拓?fù)鋱D對記者說，“采煤工作面、掘進工作面和中央變電所是井下電力設(shè)備最多，也是最重要的3個場所。而且，井下生產(chǎn)和施工經(jīng)常移動，需要更輕更靈活的設(shè)備。”
打通信息高速公路
今年3月發(fā)布的《煤礦F5G應(yīng)用技術(shù)白皮書》指出，F(xiàn)5G在煤礦的應(yīng)用主要包括三類產(chǎn)品，即光環(huán)網(wǎng)頭端設(shè)備(ORH)、光環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備(ORE)和無源光環(huán)網(wǎng)設(shè)備(ORP)。終端設(shè)備安裝在井下，必須防爆，通過無源光環(huán)網(wǎng)設(shè)備(分光器)與光環(huán)網(wǎng)頭端設(shè)備端口相連。終端設(shè)備連接井下設(shè)備，如攝像頭和傳感器。終端設(shè)備將數(shù)據(jù)上傳到頭端設(shè)備后，調(diào)度中心便能發(fā)出指令指導(dǎo)生產(chǎn)。
記者跟隨相關(guān)人員來到井下。在中央變電所，記者看到，一個體積不大、形似路由器的黑色盒子掛在墻上。調(diào)度室自動化組組員王飛介紹，這是工業(yè)光環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備。設(shè)備底部有幾個插口，新增設(shè)備可通過預(yù)制的光纖即插即用。
王飛告訴記者，預(yù)制的光纖避免了井下熔纖操作;無源分光器替代了有源交換機和防爆箱;只在頭端和終端布置有源設(shè)備的雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可有效降低井下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電火花風(fēng)險。這些增強了F5G在井下應(yīng)用的安全性。
同時，更輕便的設(shè)備降低了工人的勞動強度。王飛舉例：“以前，工人施工鋪設(shè)200米光纜(以輕鎧計算)，2個人需要抬300多斤;現(xiàn)在，預(yù)制光纜每米只有6克，1000米不到20斤，工人可以輕松背過去。”
除了更安全，F(xiàn)5G技術(shù)傳輸?shù)囊曨l畫面還更清晰流暢。通過F5G網(wǎng)絡(luò)，采煤工作面的高精度慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)、掘進工作面的掘進機控制信號、車輛信息和調(diào)度語音等地面輔助信息實現(xiàn)了實時回傳。
“不卡頓對我們來說很重要。只要一發(fā)現(xiàn)卡頓，一種情況是網(wǎng)絡(luò)堵塞，另一種情況是現(xiàn)場設(shè)備肯定停過，那我們就要進行相應(yīng)操作。保證視頻不卡頓，意味著傳輸穩(wěn)定性要高。”景旭東表示。從調(diào)度中心顯示的萬兆環(huán)網(wǎng)與F5G技術(shù)回傳畫面對比圖來看，后者確實更清晰。
F5G技術(shù)在陳四樓煤礦應(yīng)用后，為礦區(qū)辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、井上信息回傳提供了超大帶寬接入。基于光時域反射儀的智能光路診斷，讓礦區(qū)能快速定位光纖鏈路故障，縮短業(yè)務(wù)暫停時間。
“在煤礦智能化建設(shè)中，高端裝備是關(guān)鍵，測控技術(shù)是核心，但傳輸渠道卻是瓶頸。”華為公司相關(guān)人員表示，“F5G的安全、極簡、便捷，提供了一種通信新思路，讓煤礦建設(shè)信息高速公路成為可能。此外，在F5G應(yīng)用的帶動下，未來將出現(xiàn)更多的應(yīng)用場景，為智能化建設(shè)提供更多解決方案。”
“下一步，我們將逐步推行到一些正在建設(shè)的區(qū)域。”景旭東表示。同時，華為公司也與河南、貴州、內(nèi)蒙古等地的煤炭企業(yè)開展合作，加速推進F5G產(chǎn)業(yè)化進程。
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