“新基建”概念及 5G 技术在采矿设备中的应用

2 “新基建”概念及 5G 技术在采矿设备中的应用

2.1 生态文明建设背景下对采矿设备的要求

随着近年来我国对环境保护的重视程度日益提升，露天采矿活动中的开采设备，必将朝着清洁化、智能化、集约化的方向发展。但当前相当一部分开采设备仍旧粗放，严重破坏自然资源，不可避免地成为了重点监察和整改的对象。宏观上来说，开采设备的落后，将会制约行业的转型升级和产业的结构改革;而从微观上而言，具体到每个企业，面对当前市场的收购、整合浪潮，传统企业如果不能及时转变自己的经营理念，在这次浪潮中，只能被动地成为被整合收购的对象。企业应当坚持在开发中保护、在利用中治理的原则，从采矿设备入手，加大对采矿设备的改进改造力度，做到既节能减排，又确保经济效益[2]。

2.2 “新基建”概念与 5G 技术

“新基建”概念中所提到的大数据中心，可以使采矿设备实现全计算、全覆盖、全联通，上下联动，实时监测，有效监测设备运转情况，便于制定灵活的检修、维修方案，降低故障率，延长生产时间，提高生产效率。“新基建” 概念是创新发展的必然要求，是相对于传统基建的一种全新概念，主要包含了 5G 基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、电动汽车充电桩、大数据中心等公共服务项目。它的提出在短期内可以应对疫情影响实现稳增长，中长期可以推动转型升级，构建新的大数据时代。例如矿山 5G 基站的建设以及采矿设备大数据中心的构建，将全面助力打造智慧矿山，实现透明化、无人化。5G 技术的发展来自于对移动数据日益增长的需求。随着移动互联网的发展，越来越多的设备将会接入移动网络中，新的服务和应用层出不穷，5G 网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。面对这一发展潮流，矿山开采设备可以在智能化、大型化、无人化的发展方向动脑筋、下功夫，利用 5G 技术的高速度、大带宽、高容量等特点，使采矿设备适应工业潮流，实现转型升级。5G 技术不再是单纯的强调基础网络建设，而是要进一步深化行业融合、打造重点应用，不仅考虑人与人也考虑人与物、物与物，意味着更多场景(增强移动宽带场景、低功耗广覆盖场景、低延时高可靠场景)，更多指标，更强性能。5G 建设的全方位加速，将对采矿设备的发展提出更高的要求，给予更全面的配套支持，指出更明确的市场方向。具体而言，5G技术可以加快设备的信息传输速度和信息容量，便于采集存储设备的运行数据，利用搭建的大数据平台形成设备运行数据库，从而便于企业的设备管理人员利用数据库中的大量数据形成设备运行报告，综合分析设备的运行状况，统筹安排设备的检维修，特别是可以着重分析设备在日常生产中的能耗情况、环保指标，从而提升整个生产活动的智能化，清洁化。

2.3 应用场景

1)场景一：高清视频检测

利用 5G 大带宽、低延时的特点，通过各生产设备高清采集终端实时采集高清视频回传至地面监控平台，并基于视觉技术实现人员行为异常、设备故障、环境突发等不安全因素智能识别。主要组成部分有：前端设备(高清摄像头负责视频的采集工作和制作)、传输设备(负责设备必要的接口转换，达到矿区内远距离传输)、中心控制分析平台(负责对异常场景进行分析及警告，并对数据进行集中存储和集中展示)。

2)场景二：设备实时监测和关键部件的分析优化a.利用传感器装置(温控传感器、压力传感器、振幅传感器等)进行数据采集，根据不同设备不同部位的运转特性，将采集到的数据通过 PLC 编程，转换成图像反映在显示终端上，通过之前搭建的大数据平台，系统自行分析运转状态，及时报警;管理人员也可根据图像的波动实时监测设备运转情况，综合判断，灵活制定设备的检修、维修计划，延长设备的使用寿命，提高生产时间。b.通过搭建的数据库中的数据，利用有限元分析，判断日常设备运行过程中容易出现损耗的部位，并将分析结果反馈于日常生产中，从而及时检查设备的运行状况。

3)场景三：设备资料和档案管理

设备资料和档案管理是指通过对设备管理与维修领域内所产生的数据，进行收集、处理加工和解释，使其成为对管理决策有用的信息。它包括对数据进行收集、分类、排序、检索、修改、存储、传输、计算、输出(报表或图形)等整个过程[4]。通过建立相应的程序或系统，统一对资料和档案进行管理。