【中国电信】5G智慧矿山终端融合白皮书（2023）_22页_4mb

中国电信发布《5G智慧矿山终端融合白皮书》，旨在通过5G技术与矿山行业的深度融合，推动智慧矿山建设。以下是核心内容总结：

1. 背景与目标
中国提出“四个革命、一个合作”能源安全战略，明确5G为煤矿智能化基础设施。到2035年，我国将实现无人化、少人化智慧煤矿体系。5G技术凭借大带宽、低时延、广覆盖特性，加速行业应用落地，但面临成本高、碎片化、适配差等痛点。中国电信提出“终端软硬解耦、设备云化”技术路线，目标是实现终端标准化、规模化，降低研发成本，促进行业终端市场发展。

2. 终端融合发展策略

• 终端软硬解耦：分离硬件通用功能（通信、计算、存储等）与定制化软件，通过通用硬件降低研发门槛，软件模块化满足多行业需求。中国电信已在OpenHarmony、FreeRTOS等系统开发协议库组件，支持150+工业协议，实现终端快速接入与功能扩展。
• 设备云化：将终端的控制、计算、存储等能力迁移至云平台，构建设备-边缘云-中心云三层架构。通过云化降低硬件复杂度，提升运维效率，支持远程控制、智能监控等场景，例如采煤机、矿卡、巡检机器人等设备的云端协同控制。
• 5G新特性需求：包括5GLAN（提供IPVRF和Ethernet服务）、高精度定位（水平/垂直误差<3米）、高精度网络授时（误差≤1μs）、超级上行（提升上行容量）、高功率发射（Class15达29dBm）等技术，满足矿山复杂环境下的高可靠性与高效通信需求。

3. 矿山典型业务场景与终端需求

• 露天矿：需远程控制矿卡、电铲、无人机巡检、视频AI监控等，终端要求低时延、高带宽（如10-14Mbps/路视频回传），支持厘米级定位及恶劣环境中运行。
• 井工煤矿：涵盖综采面、掘进面、硐室、巷道等场景，终端类型包括“三机”（采煤机、刮板运输机、液压支架）、巡检机器人、有轨电机车、监控摄像头等，需满足本安/隔爆要求，并支持高精度定位与多设备协同控制。
• 非煤矿场景：如皮带运输、变电所巡检、泵房监测等，终端需具有AI识别、环境适应性（防水、防尘）及多协议兼容能力。

4. 终端技术要求与标准

• 通信功能：支持NR SA模式，覆盖频段n78/n1/n5等，需满足上行增强（SUL、1D3U）、下行载波聚合（如n78+100MHz）等需求，终端峰值速率理论达1485Gbps（n78），实际应用需兼顾不同场景的速率与时延要求。
• 安全与维护：支持自动接入平台、软件OTA升级、故障检测与拓扑定位，需满足电磁兼容性标准（如YD/T968、GB17626系列）及安全防护（介质安全、网络通信安全、数据隐私保护）。
• 定位与授时：需兼容4G/5G+GNSS、WLAN、地磁信标等定位技术，支持DL-TDOA、UL-AoA等高精度算法，并通过5G网络授时弥补GPS信号弱场景下的缺陷。

5. 典型应用终端案例

• 远程控制矿卡：采用激光雷达、毫米波雷达等实现远程驾驶与精准停靠，支持多摄像头视频回传及边缘计算与云端协同。
• 矿用巡检机器人：具备自主导航、多传感器融合（如激光避障、甲烷检测）、井下自动充电能力，可替代人工巡检并覆盖皮带、变电所、泵房等场景。
• 5G工业融合网关：支持工业协议转换（如Modbus、OPC UA）、多设备接入及云端智能调度，兼具防雷、防水等防护能力。
• 智能信息矿灯：集成照明、定位、音视频采集与无线通信功能，支持低照度摄像、多参数监测（心率、血压等），用于井下应急调度与安全监控。
• 5G组网型政企网关：支持5G/4G双模，提供多协议VPNS（GRE、L2TP等）、MESH组网及工业级防护，覆盖远程办公、设备调试等场景。

6. 产业展望
中国电信计划联合产业链，推动三大目标：

• 建立跨行业标准体系，解决碎片化问题；
• 深度融合终端与网络/平台，实现“端-网-云-用”协同；
• 试点创新应用（如5G+无人驾驶、云化监控），加速5G技术在矿山场景的成熟与落地。

通过“5GInside合作计划”，中国电信与终端厂商共同研发低成本、高兼容性产品，构建开放生态，提升5G与工业技术融合能力，助力矿山行业数字化转型。