04 霍州力拓煤业5G专网及万兆环网项目

所在地市：临汾市

参与单位：山西霍州力拓煤业有限公司、中国移动通信集团山西有限公司

技术特点：霍州力拓煤业“MEC+OneCyber+智矿通+万兆环网+井下5G”项目有效解决了煤矿井下人员通信、传感器信息采集、井下视频监控、井下远程控制等场景的网络需求。

一、企业简介

霍州力拓煤业有限公司自成立以来，一直致力于煤炭行业的创新发展，不断引进和应用新技术，提升企业的核心竞争力。始终坚持以科技创新为引领，推动煤炭产业的转型升级。

在与中国移动通信集团山西有限公司的紧密合作下，霍州力拓煤业有限公司成功实施了5G专网及万兆环网项目，为煤炭行业树立了一个技术革新的典范。该项目不仅提升了矿区的安全生产水平，也为企业带来了显著的经济效益和社会效益。

展望未来，霍州力拓煤业有限公司将继续秉承“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，加大科技研发投入，推动煤炭行业的智能化、绿色化、可持续发展。同时，公司也将积极拓展新的业务领域，寻求更多的合作机会，为煤炭行业的繁荣发展贡献更多的力量。

二、案例背景

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、5G通信技术等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿综采、开拓、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。

国家产业政策

2018年2月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》提出，2020年建成100个初级智能化示范煤矿，2025年全部大型煤矿基本实现智能化。

2020年3月，国家发改委等八部委共同印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，指出“煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑”。

煤炭行业新基建

煤矿“新基建”是指以5G、数据中心、人工智能、工业互联网等新技术在煤矿应用所必需进行的数字基础设施建设。煤矿“新基建”不仅仅是指传统意义上的先进通信网络、数据中心等信息基础设施，还应拓展包括大数据服务、云计算服务、物联网及工业互联网平台，以及智能传感器、煤矿机器人等各类智能装备，为煤矿智能化建设奠定基础。

三、实施方案

1.整体架构

霍州力拓重点打造智矿通5G网络覆盖，为全面建设智能矿山打下坚实的网络通讯基础。创新地以“井下尊享+井上专享一张5G网”为底座，提供语音+数据一张网。

（1）核心网部分：井下和园区5G基站通过数据专线、语音专线连接到智矿通核心专网，为井上下用户提供专网数据和语音业务。

（2）传输部分：通过自建SPN全光工业环网综合承载矿区无线和有线的视频、控制、传感等各类业务数据，提供安全稳定的传输服务。

（3）无线部分：

井上无线部分：使用移动大网基站，接入智矿通核心网，提供井上智矿通5G专网服务。

井下无线部分：井下自建5G通信设备（隔爆型BBU+RHUB+PRRU）实现井下无线覆盖，为矿井井下各类5G应用场景提供大带宽、低时延、广连接、高可靠的智矿通5G专网服务。

2.主要功能

（1）“智矿通”5G专网可提供专网语音业务和数据业务。

语音功能

支持4/5G融合，承接矿区通信业务，提供数据业务和语音服务，同时可平滑扩容。

实现煤矿专网环境中短号互通、VoNR、VoLTE等语音功能，重新定义了煤矿专网中的井下通话，改变了以往煤矿井下专网仅能实现本地数据传输的单一能力。

数据功能

支持煤矿井下的生产终端包含采煤机、摄像头等，以及其他各种行业终端通过5G CPE或内置的5G模组借助无线大上行技术接入5G专网。

实现典型的数据场景如综采面视频回传、掘进面视频回传、硐室智能巡检机器人信息回传等业务数据回传。

白名单管理

在语音业务上，可以根据煤矿客户需求，满足SIM卡数据白名单管理：

1）提供煤矿专网白名单、权限管理等功能；白名单之内的用户可以访问内网（本地+云端数据平台），VIP用户可以访问外网；

2）井上、井下卡：可以访问内网；

3）VIP手机卡：既可以访问内网，还可以互联访问外网。

（2）OneCyber5G专网运营平台

1）5G专网产品全流程自服务能力

通过卡连接管理、切片管理等功能，辅助客户进行线上业务运营管理，满足客户根据其业务变化及时、自主调整专网服务的需求

2）差异化的专网自运维能力

通过专网质量监测、故障定界等功能，辅助客户对5G专网进行网络质量监测与故障诊断定界，满足其对网络的监管需求

3）开放API接口实现自主开发

将自运维、自服务等平台核心能力与关键数据进行封装，通过能力开放支撑客户进行业务整合与自主应用开发

3.设计理念

在霍州力拓煤业5G专网及万兆环网项目的设计中，我们始终秉持着前瞻性、可靠性、灵活性以及可持续性的设计理念。

首先，前瞻性是重要考量因素。考虑到矿区未来可能的发展和扩展需求，移动公司在网络架构和设备选型上均采用了业界领先的技术和标准，确保项目在未来一段时间内都能保持技术上的领先和竞争优势。

其次，可靠性是项目成功的关键。深知矿区生产对通信网络的依赖程度极高，因此，在设计和实施过程中，移动公司特别注重网络的稳定性和可靠性。通过采用冗余设计、故障自动切换等技术手段，确保了网络的高可用性和低故障率。

此外，灵活性也是我们在设计中考虑的重要因素。由于矿区的生产环境复杂多变，因此，移动公司采用了模块化的网络架构和可配置的设备，使得网络可以根据实际需求进行灵活调整和扩展，满足矿区不同场景下的通信需求。

最后，注重项目的可持续性。在设计和实施过程中，移动公司充分考虑了环保和节能的要求，采用了高效节能的网络设备和绿色通信技术，降低了项目的能耗和碳排放，为矿区的可持续发展做出了贡献。

综上所述，霍州力拓煤业5G专网及万兆环网项目的设计理念充分体现了前瞻性、可靠性、灵活性和可持续性的要求，为矿区的安全生产和智能化管理提供了坚实的通信基础。随着项目的深入实施和不断优化，将为矿区的未来发展注入新的活力和动力。

4.项目方案

打造 5G 智慧矿区新一代高速、智能基础通信设施与云平台，满足未来可持续的智能化提升与信息化需求。本项目包括 5G 无线网、传输网、核心网等内容，其组网图如下：

建设内容如下：

（1）省中心：移动核心机房部署智矿通；

（2）矿区：部署 MEC 边缘云、5G 基站和 SPN 全光工业环网。示意图如下：

四、实施成效

霍州力拓煤业打造 5G 智慧矿区新一代高速、智能基础通信设施与云平台，满足未来可持续的智能化提升与信息化需求。为实现煤矿井下高速、稳定的数据传输，解决运维人员不足、综掘工作面应用视频数据实时上传地面对工作面采煤机设备的远程操作等问题。创新性的利用智矿通实现了煤矿专网环境中短号互通、VoNR、VoLTE等语音功能，改变了以往煤矿井下专网仅能实现本地数据传输的单一能力。同时借助5G-PTN万兆传输与已有网络建设融合，解决井下融合组网问题，并最大化复用已有网络投资。具体成效如下：

1. 对井下不同类型的终端做白名单控制管理：为实现井下安全生产，针对煤矿企业配置不同的手机卡进行不同等级的接入及通信限制：普通 ToC 手机卡进入矿区井下无法实现正常通信；井下普通隔爆手机卡可以在矿区井下正常语音通信，但无法与矿区以外通信；井下 VIP 隔爆手机卡可以在矿区内互相呼叫，通过语音专线进行外呼，并可以访问互联网或内网。

2. 矿区内部及外部可以实现短号互通：井下普通隔爆手机卡用户、井下 VIP 隔爆手机卡用户可使用短号进行语音通话。

3. 业务共享：多个矿山企业可共享同一个平台，同一矿山企业组成一个集团群组，同群组的内可互通，不同集团群组间相互隔离。

4. 依托边缘 MEC，将 5G 网络与煤矿业务深度融合，一方面实现本地数据分流到本地网络，不仅保障矿区数据高安全性，节省上行带宽资源，另一方面 MEC 的边缘部署可以减小数据传输距离，降低传输时延，满足高清视频监控、5G 智能采掘、5G无人驾驶、5G 巡检机器人等低时延、带宽的业务诉求。

五、创新亮点

1、利用5G-PTN万兆传输与已有网络建设融合，解决井下融合组网问题，适应井下复杂的工作环境，并最大化复用已有网络投资。

2、通过5G网络大带宽、低时延的特性，为井下割煤机等设备的提供远程控制通道。

3、利用超千兆上行5G网络的特点，工作面部署4K摄像仪，实现远程实时监控煤矿井下工作面应用场景;

4、智矿通实现了煤矿专网环境中短号互通、VoNR、VoLTE等语音功能，重新定义了煤矿专网中的井下通话，改变了以往煤矿井下专网仅能实现本地数据传输的单一能力。

六、案例图片

变电所SPN/RHUB/BBU 

变电所PRRU及天线

运输顺槽PRRU及天线