隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的發(fā)展,煤礦信息化正向信息擴展、高度集成、綜合應用、自動控制、預測預報、智能決策的方向發(fā)展。煤礦井下通信系統(tǒng)是礦井安全防護及生產(chǎn)調(diào)度必不可少的設施,是礦井信息化、智能化和安全生產(chǎn)管理的重要組成部分。將無線通信系統(tǒng)技術(shù)應用于煤礦企業(yè),提高井下無線通信水平,加快井下通信發(fā)展步伐,為煤礦安全生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、提高企業(yè)的管理水平搭建起有效的信息平臺,成為煤礦無線通信發(fā)展的重要任務。由于井下環(huán)境差,巷道分布多,干擾信號源多,對無線的發(fā)展障礙比較大。
礦井5G無線通訊系統(tǒng)是通過運用信息化技術(shù),依據(jù)煤礦企業(yè)自身的行業(yè)特點,建設一套集智能控制、科學管理、多維展現(xiàn)的無線通訊系統(tǒng)平臺,使得設備智能化、信息多維化、控制網(wǎng)絡化,實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像等各類信息的空間、時間一體化,計劃、執(zhí)行一體化,分析、處理一體化,最終實現(xiàn)從“系統(tǒng)集成”到“集成系統(tǒng)”的轉(zhuǎn)變,達到監(jiān)、管、控一體化。鑒于大型煤礦開采地質(zhì)條件復雜、安全隱患多、輔助材料消耗大、不可控因素多、輔助系統(tǒng)多等眾多因素,應著重以安全、生產(chǎn)、效益為核心;以管理為手段;以5G無線通訊系統(tǒng)為根本,輔助企業(yè)領導決策,最終構(gòu)成現(xiàn)代化管理平臺。礦井5G多基站無線通訊系統(tǒng)以煤礦的先進管理理念, 以無人化、少人化煤礦的設計理念,旨在為煤礦的安全生產(chǎn)提供良好的技術(shù)條件和保障。
總而言之,隨著煤礦生產(chǎn)自動化和信息化程度的提高,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)和語音通信,必定不能滿足煤礦安全生產(chǎn)和無線可視多媒體服務的需要。而5G的高帶寬,低時延的特性,能有效滿足大部分煤礦企業(yè)的管理應用,因此我司與中國移動達成戰(zhàn)略合作,開發(fā)完成由井上公網(wǎng)核心網(wǎng)與井下礦用隔爆型5G中繼器、礦用隔爆型5G控制器與礦用隔爆兼本質(zhì)安全型5G基站等產(chǎn)品組成的5G無線通信系統(tǒng),用于建立信息化、自動化、智能化的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng),全過程對煤礦開采進行礦用5G視頻監(jiān)控系統(tǒng)來管理,確保煤礦開采安全生產(chǎn),助力提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。
該系統(tǒng)接入運營商網(wǎng)絡,通過運營商傳輸網(wǎng)絡接入基站設備,井下設立若干基站,以無線方式延伸網(wǎng)絡,通過無線通信手段,實現(xiàn)井上井下生產(chǎn)調(diào)度管理以及信息交流等功能。 5G 技術(shù)的應用,為煤礦智能化、定位監(jiān)測管理、數(shù)字化視頻監(jiān)控以及各種井下傳感器數(shù)據(jù)的采集傳輸與綜合處理,提供了一個共用的平臺,為實現(xiàn)語音、定位、視頻、數(shù)據(jù)的多網(wǎng)合一,以及生產(chǎn)調(diào)度、應急救援、安全監(jiān)控、礦企管理提供了良好的應用基礎。該套系統(tǒng)由井下礦用隔爆型中繼器Z1、礦用隔爆型基站控制器、礦用隔爆型中繼器 Z2 、礦用隔爆型基站、礦用隔爆型直流穩(wěn)壓電源、調(diào)度臺等設備組成。
1、公網(wǎng)、專網(wǎng)共用一套基站系統(tǒng),配置簡單、調(diào)試方便、節(jié)約成本。
2、支持有線、 5G 、 WIFI6 等高清攝像頭連接,實現(xiàn)井下視頻回傳、安全監(jiān)控等管理應用。
3、獨有的 AR 眼鏡配置,極大改善井下檢修過程無法有效監(jiān)管,現(xiàn)場巡檢任務機械繁瑣,專家支持無法有效保障等行業(yè)痛點。
4、系統(tǒng)配置高、中、低多款 5G 礦用本安型手機,輕松實現(xiàn)井下拍照、攝像、錄音、應急調(diào)度與音、視頻等通訊應用。
5、系統(tǒng)基站采用全光纜連接,可就近接入環(huán)網(wǎng),也可自組環(huán)網(wǎng)(萬兆接入),與競品相比,基站體積更小,重量更輕。
KT639(5G)-Z1礦用隔爆型中繼器
PTN:以分組業(yè)務為核心并支持多業(yè)務提供,實現(xiàn) 面向連接的分組轉(zhuǎn)發(fā)和傳送功能。
中繼器總體結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)平面、中繼平面、管理平面組成。
支持電信級以太網(wǎng)、時分復用和IP業(yè)務承載。
供電電源:額定電壓:127VAC工作電流:≤8A*2
光發(fā)射功率:(-15~0)dbm
尺寸:748*643*313mm
重量:約210 kg
KT639(5G)-K礦用隔爆型基站控制器
BBU:基帶處理單元上下行數(shù)據(jù)基帶處理,調(diào)制、解調(diào)、編解碼信號傳輸功能,上聯(lián)傳輸,下聯(lián)RHUB信令處理、資源管理和操作維護功能1BBU帶4RHUB
供電電源:a)額定電壓:127VAC b)工作電流:≤8A
光發(fā)射功率:(-15~0)dbm
尺寸:748*643*313mm
重量:約210kg
T639(5G)-Z2礦用隔爆型中繼器
中繼器Z2配合控制器以及基站使用,用于支持5G覆蓋接收控制器發(fā)送的下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給各基站,并將多個基站的上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給控制器
內(nèi)置PoE供電電路,通過PoE向基站供電
中繼器Z2主要包括高速接口模塊,CPRI數(shù)據(jù)處理單元和PoE供電單元
重量:約150 kg
供電電源:輸入電壓:127VAC
尺寸:748*585*260mm
KT639(5G)-F礦用隔爆兼本安型基站
PRRU:射頻拉遠單元,5G信號覆蓋收發(fā)基帶數(shù)據(jù),實現(xiàn)與BBU的通信天饋射頻信號放大、濾波模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換
覆蓋距離:200米(無遮擋)
工作電壓:127VAC
工作頻段:1800MHz/2600MHz
CPRI接口數(shù)量 :1
工作溫度 :-5°C~+55°C
相對濕度:5%~95% RH
相對濕度:5%~95% RH
工作氣壓 :70kPa ~ 106kPa
尺寸:350*250*220mm
重量:約45kg
KZC127(5G)礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器
支持5G 、WIFI6無線網(wǎng)絡,兼容4GLTE全網(wǎng)通4副外接4G/5G天 線 ,2根wifi天線
具有自診斷和故障指示功能;具有電源、工作狀態(tài)、通信狀態(tài)指示功能
工作電壓:127VAC
千兆光口:
a)接口數(shù)量:2路
b)傳輸方式:TCP/IP全雙工(單模1310nm)
c)傳輸速率:1000Mbps
d)光發(fā)射功率 :( -15~0)dbm
e)最大傳輸距離:10KM
千兆網(wǎng)口:
a)接口數(shù)量:8路
b)傳輸方式:TCP/IP全雙工
c)傳輸速率:1000Mbps
尺寸: 360*355*170mm
重量:約20KG
KDW127/48B礦用隔爆型直流穩(wěn)壓電源
交流輸入電源: 127V/50Hz
額定輸出功率: 800W
額定輸出電壓: 直流48±10%V
額定工作電流: 16A
備用電源功能交流電停電時,備用電池立即自動投入工作
備 用 電 源 采 用 每 組 1 5 節(jié)140000mAh鎳氫電池串聯(lián),每節(jié)電池容量1.2 V/14 Ah ,4組電池組,共72V/14AH電池組組成
轉(zhuǎn)換時間:≤10ms
尺寸:498*265*220mm
重量:約150kg
KT639(5G)礦用無線通信系統(tǒng)應用設備介紹
KT639(5G)-S礦用本安型手機
攝像頭像素:4000萬像素+4000萬像素+800萬像素
分辨率:FHD+2400x1176像素
額定工作電壓:DC 3.7V
屏幕材質(zhì):AMLED
屏幕尺寸:6.55英寸
網(wǎng)絡制式:全網(wǎng)通,支持4G、5G網(wǎng)絡
重量:185g
尺寸:158.1×73.1×8.8mm
內(nèi)存:8+128G
擴展存儲 : NM存儲卡,最大支持256GB
電池容量:2000mAh
支持NFC
WIFI:雙頻wifi,支持wifi6
KT639(5G)-S1礦用本安型手機
攝像頭像素:4800萬像素+800萬像素+200萬像素+200萬像素
分辨率:FHD+ 2400x1080像素
額定工作電壓:DC 3.7V
屏幕材質(zhì):OLED
屏幕尺寸:6.55英寸
網(wǎng)絡制式:全網(wǎng)通,支持4G、5G網(wǎng)絡
重量:185g
手機尺寸:160x75.4x8.6mm
內(nèi)存:8+128G
擴展存儲 : NM存儲卡,最大支持256GB
電池容量:2000mAh
支持NFC
WIFI:雙頻wifi,支持wifi6
KT639(5G)-S2礦用本安型手機
像素:400萬像素+2000萬像素
拍攝特色:自動對焦,人臉識別,連拍功能,HDR
額定工作電壓:DC 3.7V
電池容量:2000mAh
WIFI( WLAN):支 持 wifi,2.4G/5G雙頻
IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax
定 位 系 統(tǒng) :支持GPS ,GLONASS,北斗,Galileo,
屏幕類型:升降全面屏,多點觸摸,電容屏
屏幕尺寸:6.67英寸
屏幕分辨率:2400×1080 FHD+
屏幕材質(zhì):AMOLED
網(wǎng)絡制式:支持4G、5G網(wǎng)絡
重量:213g 內(nèi)存:8+128G
尺寸:163.3×75.4×9.1mm
礦用本安型5G/WIFI6攝像儀
像素:800萬/1200萬像素
鏡頭:2.8-12mm@F1.2
傳感器類型:1/1.8”Progressive Scan CMOS
日夜轉(zhuǎn)換方式:ICR紅外濾片式
額定工作電壓:DC 12V
支持5G/WIFI6無線通訊
支持異常偵測、人臉抓拍、智能補光
支持道路監(jiān)控、Smart事件、過線計數(shù)、智能報警
礦用本安型AR眼鏡
行業(yè)首款頭(盔)戴式混合現(xiàn)實AR眼鏡
雙目衍射光波導顯示技術(shù)
5G、WIFI6、藍牙通信模組
全語音操控,解放雙手
數(shù)字化運維檢修
智慧巡檢
遠程專家協(xié)作
Ai識別
智能測溫
典型應用場景
虛擬交互
實時控制
遠程協(xié)同運維
巡檢和安防
生產(chǎn)遠程實時控制:
5G 低延時的特性為生產(chǎn)實時性控制難題的解決提供了基礎支撐,基于 5G 的井上全功能的遠程控制將會實現(xiàn)。
井下遠程協(xié)同運維:
未來井下裝備的智能化程度會越來越高,系統(tǒng)也愈加復雜,傳統(tǒng)的維修工人已難以獨立完成維修工作,需借助遠程專家協(xié)助完成?,F(xiàn)場的音視頻信息可通過 5G 網(wǎng)絡傳輸至遠端,相關(guān)的虛擬模型也可虛擬至現(xiàn)場設備上,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可實現(xiàn)專家與現(xiàn)場工人同樣的視場和操作,甚至還可以用機器人代替人在井下完成維修。
基于 5G 的虛擬交互應用:
虛擬現(xiàn)實(VR)與增強現(xiàn)實( AR) 是能夠徹底顛覆傳統(tǒng)人機交互內(nèi)容的變革性技術(shù),在煤礦的應用未來可期。其應用可分為3個階段:①主要用于三維建模和虛擬展示,如現(xiàn)在的裸眼3D等技術(shù),其基本需求為 20 Mbps帶寬 +50 ms延時。②主要用于互動模擬和可視化設計等,如多人井下培訓系統(tǒng),其基本需求為 40 Mbps 帶寬+20 ms延時。③主要用于混合現(xiàn)實、云端實時渲染和虛實融合操控,如虛擬開采、協(xié)同運維等,其基本需求為100 Mbps ~ 10Gbps 帶寬+2 ms 延時要求,需 5G 或更先進技術(shù)才可滿足。
井下巡檢和安防:
基于 5G 的定位、高速數(shù)據(jù)傳輸和端端物聯(lián)將助力實現(xiàn)井下的高效巡檢和安防。 通過這一網(wǎng)絡可實時定位井下的裝備和人員,可實時傳輸和共享井下的安全信息,智能終端的主動推送功能自動識別其他移動終端設備并按需推送相關(guān)信息,實現(xiàn)井下信息的泛在感知和共享。 相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳下發(fā)的利用方式,5G 模式下的數(shù)據(jù)利用更高效、延時更短、可靠性更高、經(jīng)濟性更好。
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