5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6融合組網(wǎng)技術(shù)在智慧礦井中的應(yīng)用

楊 康，成 曦，董金鑫，楊小強(qiáng)，黃偉國(guó)

(中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019)

0 引言

現(xiàn)階段中國(guó)社會(huì)發(fā)展已進(jìn)入智慧互聯(lián)時(shí)代，通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的更新迭代不斷推動(dòng)礦產(chǎn)行業(yè)的高速發(fā)展，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及，據(jù)此衍生的各種行業(yè)應(yīng)用也為礦井內(nèi)部的無(wú)人開(kāi)采提供了極大的可能性，“智慧生產(chǎn)”遠(yuǎn)程可視化、無(wú)人探礦、智慧綜采工作面、智慧爆破采礦等高危險(xiǎn)建設(shè)目標(biāo)也將逐步實(shí)現(xiàn)，且相關(guān)行業(yè)資源大量存儲(chǔ)與共享也為從業(yè)技術(shù)人員日常自主學(xué)習(xí)提供保障。

即使目前5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6技術(shù)都是智慧互聯(lián)時(shí)代的前沿技術(shù)，但5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實(shí)際建設(shè)中還存在成本控制等方面的問(wèn)題，WiFi6技術(shù)的信號(hào)強(qiáng)度也存在技術(shù)限制。因此，只有將二者相互融合進(jìn)行組網(wǎng)，才能揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為礦井的勘探、爆破及開(kāi)采等作業(yè)提供便捷，發(fā)揮智慧產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

1 5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)分析

從技術(shù)層面說(shuō)，現(xiàn)今社會(huì)已進(jìn)入5G網(wǎng)絡(luò)智慧互聯(lián)時(shí)代。而且5G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的最終方向是萬(wàn)物互聯(lián)，其主要的3大技術(shù)特點(diǎn)是：極高的速率、極大的容量與極低的時(shí)延。依托于5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是使用云生化的設(shè)計(jì)思路，使用控制面與用戶面分離(CUPS)設(shè)計(jì)方法，因此5G網(wǎng)絡(luò)可以基于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)及MEC技術(shù)達(dá)到滿足各個(gè)行業(yè)用戶差異化需求的目的。ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)定義了5G網(wǎng)絡(luò)中的3大應(yīng)用場(chǎng)景，即移動(dòng)寬帶增強(qiáng)(eMBB),大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)和低時(shí)延高可靠(uRLLC)[1]。結(jié)合目前的行業(yè)發(fā)展，eMBB已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，且衍生產(chǎn)品及方案都較為成熟，已形成產(chǎn)業(yè)化，而mMTC及uRLLC相關(guān)的產(chǎn)業(yè)仍在技術(shù)儲(chǔ)備及驗(yàn)證階段，尚未形成產(chǎn)業(yè)化。

WiFi6技術(shù)是近年無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議最新的演進(jìn)和擴(kuò)展，最初的名稱為HEW(高效無(wú)線局域網(wǎng))。WiFi6的設(shè)計(jì)方法與常規(guī)的WiFi有很多的區(qū)別，現(xiàn)行的WiFi協(xié)議主要目的在于為用戶提供更高的峰值速率；但WiFi6可以通過(guò)其協(xié)議名稱HEW(高效無(wú)線局域網(wǎng))分析出其重點(diǎn)主要在高效,是為了能夠最大限度地發(fā)揮當(dāng)前可用的頻譜資源，以此為用戶提供更高的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)速率。WiFi6使用的5大核心技術(shù)，使其對(duì)于高密集業(yè)務(wù)需求和高吞吐業(yè)務(wù)需求具有良好的解決能力。

同時(shí)得益于核心網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模塊化架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，5G已做到控制面和數(shù)據(jù)面分離、核心網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)分離。因此5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6協(xié)同組網(wǎng)對(duì)接入終端的適配難度變低，而且核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元和無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)須進(jìn)行復(fù)雜的功能擴(kuò)展[2]，上述條件為5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6融合組網(wǎng)提供了更大的便利。

2 5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)于多網(wǎng)融合中的應(yīng)用

現(xiàn)階段經(jīng)過(guò)應(yīng)用測(cè)試，當(dāng)下5G上行最大傳輸速率達(dá)10 Gb，下行最大傳輸速率達(dá)20 Gb。WiFi6在80 MHz的帶寬時(shí)，單空間流的最大速率為600 Mb，在帶寬為160 MHz及8條空間流的情況下，最大速率達(dá)9.6 Gb，已經(jīng)能達(dá)到5G網(wǎng)絡(luò)的量級(jí)。對(duì)于用戶側(cè)的網(wǎng)絡(luò)速率，兩者均能夠達(dá)到Gb級(jí)的高標(biāo)準(zhǔn)，而且網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶間的傳輸時(shí)延均能夠達(dá)到ms級(jí)。

兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要區(qū)別在于，5G網(wǎng)絡(luò)在單位時(shí)間內(nèi)帶寬總流量能達(dá)到幾十Tb，而且可以承載的終端用戶更是超過(guò)百萬(wàn)。在eMBB場(chǎng)景情況下，時(shí)延小于4 ms，在uRLLC場(chǎng)景下，時(shí)延小于1 ms。而WiFi6網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延達(dá)到20 ms，高于5G網(wǎng)絡(luò)在eMBB場(chǎng)景及uRLLC場(chǎng)景下的時(shí)延。因此，5G網(wǎng)絡(luò)在超低時(shí)延方面完勝WiFi6網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性極強(qiáng)，跨區(qū)連接快，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)制，即使信息發(fā)送雙方都以500 km/h的高速移動(dòng)時(shí)，仍然能夠進(jìn)行正常的網(wǎng)絡(luò)信息通信?，F(xiàn)階段，我國(guó)投入營(yíng)運(yùn)的高速列車，只要有5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，且用戶終端能夠正常接收到5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，用戶的信息傳輸及數(shù)據(jù)交換都能夠正常實(shí)現(xiàn)。目前，5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫切換的能力，相較而言，WiFi6網(wǎng)絡(luò)的跨區(qū)建立連接相對(duì)較慢。雖然5G網(wǎng)絡(luò)相較于WiFi6網(wǎng)絡(luò)有如此大的優(yōu)勢(shì)，但5G網(wǎng)絡(luò)存在著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)成本高及建設(shè)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，而WiFi6是無(wú)線接入技術(shù)，主要用于室內(nèi)無(wú)線終端上網(wǎng)，具有傳輸速率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)[3]。因此，現(xiàn)階段在系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施方面，WiFi6網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入產(chǎn)出比遠(yuǎn)高于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

前期，我國(guó)礦井的智慧模式一直處于傳統(tǒng)的地形掃描、模型制作及仿真開(kāi)采的虛擬層面。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)普及，智慧礦井漸漸實(shí)現(xiàn)多物理空間的互通，實(shí)現(xiàn)多類型設(shè)備的互通，依托于XR+超高清視頻技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)物理空間之間的無(wú)損對(duì)接。借助AI技術(shù)的能力，甚至能將整個(gè)礦井建立出完成的立體三維圖形，能夠更直觀地觀測(cè)礦山內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際情況。多重技術(shù)在智慧礦井中的融合應(yīng)用，能夠使不同區(qū)域的礦井之間高度整合成為一體，為形成礦山全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的完整智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井開(kāi)拓、采掘、運(yùn)通、分選、安全保障、生態(tài)保護(hù)、生產(chǎn)管理等全過(guò)程的智能化運(yùn)行目標(biāo)[4]，提供有力保障。

依托5G網(wǎng)絡(luò)速度快、延時(shí)低、流量大等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同礦井內(nèi)工作人員的協(xié)同作業(yè)，保障礦井內(nèi)作業(yè)的多角度、多維度、多模式等要求。而將5G網(wǎng)絡(luò)、WiFi6網(wǎng)絡(luò)、XR及VR等技術(shù)進(jìn)行融合，能夠提升礦井管理人員及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的臨場(chǎng)感，打破了礦井作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)域的限制，也能夠在操作與體驗(yàn)的過(guò)程中加強(qiáng)操作感知，有效提升礦井管理人員的管理水平，提高技術(shù)人員對(duì)礦井內(nèi)突發(fā)問(wèn)題的解決能力。同時(shí)，為礦井內(nèi)工作人員創(chuàng)設(shè)實(shí)時(shí)交流平臺(tái)，能夠體現(xiàn)礦井工作的實(shí)時(shí)情況，便于第一時(shí)間了解礦井及礦井內(nèi)工作人員發(fā)現(xiàn)的任何問(wèn)題。

5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6網(wǎng)絡(luò)已在2019年就投入使用，能夠在同等單位時(shí)間內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)。雖然5G網(wǎng)絡(luò)相較于WiFi6網(wǎng)絡(luò)更能夠滿足廣大用戶的需求，但從WiFi6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)分析，即使WiFi6技術(shù)走在最前沿，仍沒(méi)有就單個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，反而強(qiáng)調(diào)的是在多終端接入時(shí)，能實(shí)現(xiàn)高速度、低延時(shí)的傳輸，就此而言，5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6網(wǎng)的出發(fā)點(diǎn)是一致的。雖然WiFi6網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用時(shí)，由于技術(shù)瓶頸，各WiFi信號(hào)存在相互干擾的問(wèn)題，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)300 M/s的理論值，但是在現(xiàn)階段，終端用戶在實(shí)際使用過(guò)程中已經(jīng)超過(guò)了有線千兆網(wǎng)絡(luò)，因此，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)超過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代已經(jīng)拉開(kāi)了序幕。

3 5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)在多網(wǎng)融合中的混合設(shè)計(jì)實(shí)踐

現(xiàn)今，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的智慧互聯(lián)時(shí)代，從2019年開(kāi)始，5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)面世，并于2020年正式面向市場(chǎng)，陸續(xù)普及到社會(huì)的各個(gè)角落。在此大環(huán)境下，各界對(duì)5G及WiFi6的爭(zhēng)論從未停止。然后，就目前我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的方向來(lái)看，5G與WiFi6必將走上相互融合、共同發(fā)展的道路。

從2019年提出的兩項(xiàng)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)分析，5G與WiFi6技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的一道分水嶺。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用確保了在未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展中，即使設(shè)備終端數(shù)量遠(yuǎn)超過(guò)目前使用的設(shè)備數(shù)量，也不會(huì)因網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題而出現(xiàn)延遲等問(wèn)題。在此之前，因信號(hào)擁塞或信號(hào)質(zhì)量較差等問(wèn)題而導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)使用過(guò)程中流量消耗較多的問(wèn)題，也將在5G與WiFi6融合組網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用下有效解決，網(wǎng)絡(luò)擁塞的時(shí)代將慢慢成為歷史。

4 5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)在智慧礦井中的多網(wǎng)融合應(yīng)用

4.1 5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)在智慧礦井中的建設(shè)體現(xiàn)

在礦產(chǎn)行業(yè)持續(xù)發(fā)展的今天，基于互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的線上平臺(tái)也逐漸成熟。為了實(shí)現(xiàn)智慧礦區(qū)，運(yùn)用多元化、高科技的設(shè)備與技術(shù)優(yōu)化礦產(chǎn)開(kāi)采是當(dāng)前礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展方向，5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)為智慧礦井提供了有利的基礎(chǔ)設(shè)施。

2022年，新疆某地計(jì)劃開(kāi)采占地面積100平方公里的礦藏，計(jì)劃通過(guò)投資700萬(wàn)元資金進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能力建設(shè)，用來(lái)發(fā)展智慧礦區(qū)，有望實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)量500萬(wàn)噸的目標(biāo)，是新疆“十四五”規(guī)劃期的重點(diǎn)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)勘察評(píng)定，針對(duì)此礦井現(xiàn)有員工居住區(qū)、控制指揮室、員工工作區(qū)、員工作業(yè)區(qū)、礦區(qū)地面部分、礦井內(nèi)井道及礦井內(nèi)作業(yè)區(qū)等區(qū)域，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特性及不同區(qū)域的業(yè)務(wù)需求，計(jì)劃采用5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6多網(wǎng)絡(luò)融合的方案對(duì)礦區(qū)進(jìn)行整體規(guī)劃建設(shè)。

該建設(shè)方案中，從建設(shè)投入及網(wǎng)絡(luò)特性出發(fā)，針對(duì)礦區(qū)地面部分考慮5G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、低時(shí)延且能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫切換的能力，對(duì)礦區(qū)地上100平方公里全區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，便于后續(xù)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)智慧礦區(qū)相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)、礦區(qū)內(nèi)智慧運(yùn)輸、礦區(qū)內(nèi)無(wú)人監(jiān)控、礦區(qū)內(nèi)無(wú)人巡邏等功能；針對(duì)員工居住區(qū)、控制指揮使、員工工作區(qū)等人員或機(jī)器密集區(qū)域，考慮建設(shè)WiFi6網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)固定區(qū)域內(nèi)高密度用戶，為后續(xù)智慧礦區(qū)的用戶業(yè)務(wù)需求、指揮中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合做準(zhǔn)備，在能夠提供同等網(wǎng)絡(luò)能力的同時(shí)，相較于采用5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有效節(jié)省了建設(shè)投資；針對(duì)礦井內(nèi)井道采用5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)整條井道進(jìn)行覆蓋，最大限度地發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋的能力，為后續(xù)井道內(nèi)無(wú)人運(yùn)輸、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳送、無(wú)人監(jiān)控、無(wú)人作業(yè)等智慧礦山作業(yè)提供基礎(chǔ)保障。

通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6多網(wǎng)混合組網(wǎng)研究評(píng)估，經(jīng)相關(guān)專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)試仿真，結(jié)合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)運(yùn)營(yíng)商建設(shè)報(bào)價(jià)，在需要實(shí)現(xiàn)同等網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力的情況下，若全量采用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)預(yù)計(jì)投資約1500萬(wàn)元左右，相較于目前使用5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6多網(wǎng)混合建設(shè)，投資額約為2倍左右，因此經(jīng)相關(guān)部門綜合評(píng)定及結(jié)合網(wǎng)絡(luò)仿真效果，最終明確5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6多網(wǎng)混合組網(wǎng)為最優(yōu)建設(shè)方案，并依此實(shí)施。

4.2 5G網(wǎng)絡(luò)及WiFi6技術(shù)在智慧礦井中無(wú)人運(yùn)輸?shù)捏w現(xiàn)

無(wú)人運(yùn)輸是現(xiàn)階段多個(gè)行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用體現(xiàn)，不僅包含了機(jī)器通信、高精度地圖數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等礦區(qū)運(yùn)輸?shù)幕竟δ埽€涉及智能路徑規(guī)劃及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。每一輛無(wú)人運(yùn)輸車，無(wú)論在礦井內(nèi)還是在礦區(qū)內(nèi)，都會(huì)配置網(wǎng)絡(luò)專屬ID，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)調(diào)取車輛運(yùn)行情況，合理規(guī)劃運(yùn)輸路線。通過(guò)礦區(qū)內(nèi)或礦井內(nèi)的各類傳感器、設(shè)備及車輛自身的GPS及攝像頭，進(jìn)行運(yùn)輸車輛的信息讀取、運(yùn)輸車輛實(shí)時(shí)信息查詢以及人工遠(yuǎn)程操控等操作，最終將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息提交到智慧礦區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)中。因此，要保障無(wú)人運(yùn)輸能夠在礦井中充分發(fā)揮作用，凸顯其便捷性，就需要礦井內(nèi)必須具備良好的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源，無(wú)論是數(shù)據(jù)傳輸速度、數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)還是數(shù)據(jù)吞吐量都必須達(dá)到相應(yīng)的行業(yè)指標(biāo)。如果出現(xiàn)礦井內(nèi)網(wǎng)絡(luò)速度慢或者數(shù)據(jù)傳輸存在高時(shí)延等問(wèn)題，就會(huì)發(fā)生無(wú)人運(yùn)輸事故，輕則無(wú)人運(yùn)輸行為終止，重則無(wú)人運(yùn)輸車輛碰撞，影響礦區(qū)正常開(kāi)采運(yùn)輸，從而嚴(yán)重影響到礦井內(nèi)的開(kāi)采運(yùn)輸效率，直接導(dǎo)致大量經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)階段受限于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及投資成本，礦井內(nèi)運(yùn)輸工作多為人工控制運(yùn)輸車輛完成，存在安全隱患且效率不高。

依據(jù)目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況及礦產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，地下礦井內(nèi)、地上礦區(qū)內(nèi)、礦產(chǎn)加工廠等場(chǎng)所將陸續(xù)使用5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)技術(shù)。利用5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，對(duì)礦區(qū)空曠區(qū)域及礦井作業(yè)井道區(qū)域進(jìn)行廣覆蓋，如圖1所示，對(duì)集中作業(yè)區(qū)、人員駐留區(qū)及人員辦公區(qū)采用WiFi6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋。在合理利用產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)的前提下優(yōu)化組網(wǎng)，降低投資。實(shí)現(xiàn)5G+WiFi6融合組網(wǎng)技術(shù)完成礦區(qū)全覆蓋的目標(biāo)。以5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建設(shè)的智慧礦井，通過(guò)智慧礦井平臺(tái)統(tǒng)計(jì)整合收到的無(wú)人運(yùn)輸車的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控反饋，依托于5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速可靠的無(wú)人運(yùn)輸行為，大大提高了整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的效率，大幅降低了生產(chǎn)成本。

圖1 5G于Wifi6混合組網(wǎng)在無(wú)人運(yùn)輸中的應(yīng)用模型

4.3 人員安全

智慧職業(yè)健康是當(dāng)代各個(gè)行業(yè)發(fā)展的關(guān)注重點(diǎn)，企業(yè)的根本是人，一切生產(chǎn)離不開(kāi)人，因此人員是企業(yè)最寶貴的財(cái)富。智慧職業(yè)健康在智慧礦井結(jié)構(gòu)中充當(dāng)著重要的角色，常見(jiàn)的主要為礦井環(huán)境監(jiān)控及自動(dòng)矯正、礦井內(nèi)人員檢測(cè)及定位。通俗來(lái)講，就是礦井負(fù)責(zé)人可以通過(guò)井下工作人員隨身攜帶的設(shè)備，經(jīng)智慧礦井平臺(tái)實(shí)時(shí)了解井下操作人員的井內(nèi)具體位置，了解井下工作人員的身體狀態(tài)、工作時(shí)長(zhǎng)，結(jié)合礦井內(nèi)其他智能檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)了解井內(nèi)工作環(huán)境、井下操作人員健康狀況，依靠智慧礦井大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，保證井內(nèi)操作人員的操作環(huán)境安全，確保人員生命健康。

在智慧礦產(chǎn)中，如圖2所示建設(shè)組網(wǎng)模式，以5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過(guò)各種傳感器、視頻監(jiān)控、GPS系統(tǒng)及智慧管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)管理人員在管理中心實(shí)時(shí)了解井下工作人員的位置、人員狀態(tài)、井下環(huán)境、井下環(huán)境指標(biāo)等信息，通過(guò)智慧礦井大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)記錄并分析，便于管理人員能隨時(shí)了解及查閱各項(xiàng)信息。遇到突發(fā)事件時(shí)，相關(guān)管理人員能夠第一時(shí)間通過(guò)智慧礦井管理平臺(tái)發(fā)送相關(guān)指令及決策，大大縮短事故周期，能夠有效規(guī)避事故發(fā)生后產(chǎn)生的危害，也從另一方面確保了企業(yè)效益的最大化。

圖2 5G于Wifi6混合組網(wǎng)在人員安全中的應(yīng)用模型

5 結(jié)語(yǔ)

雖然，5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6技術(shù)普及時(shí)間不長(zhǎng)，但要將其優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮，仍需要技術(shù)積累，使得二者相互融合、相互補(bǔ)充。而且此項(xiàng)技術(shù)在智慧礦區(qū)的建設(shè)應(yīng)用中，還有著極大的潛力可挖掘。只有合理地運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)與WiFi6技術(shù)的特性，做到礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，確保網(wǎng)絡(luò)的安全與暢通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)及AI系統(tǒng)對(duì)礦區(qū)內(nèi)各設(shè)備終端及相關(guān)人員進(jìn)行差異化智能管理，形成礦區(qū)全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、協(xié)同控制的完整智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井開(kāi)拓、采掘、運(yùn)通、分選、安全保障、生態(tài)保護(hù)、生產(chǎn)管理等全過(guò)程的智能化運(yùn)行[5]，為智慧礦區(qū)的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。