露天矿5G基站油电混合技术研究

露天矿5G基站油电混合技术研究

李硕宝

中国电信集团投资有限公司  河北分公司。河北省 保定市 071000

摘要：随着5G系统的发展和应用，移动通信技术的不断升级为人们的生活和工作带来了极大的便利，但同时基站电磁辐射也成为人们关注的重要问题之一。基站是保证信息传输的重要建设，而为了保证基站的正常运行，保障基站周边居民电磁辐射处于国家标准范围内，需要对基站进行监测。对5G基站电磁辐射水平的研究目前尚处于初步发展阶段，目前国内已颁布HJ1151—2020《5G移动通信基站电磁辐射监测方法》对5G基站电磁辐射测试的监测仪器、监测因子、监测布点、监测时长、监测高度和监测读数等基本测试要求制定了新的标准。在新标准的要求下，原有的监测数据处理方法已不能较好地满足5G基站的需求。

关键词：露天矿；5G基站；油电混合技术研究

引言

无线通信系统的构建对提升矿井综采作业效率有着重要影响，自上世纪80年代我国大力发展矿业后，井泄露通信、透地通信、PHS通信、3G通信技术等先后在露天矿开采作业中发挥着重要作用，但是随着矿井作业环境愈发恶劣、条件越发严苛，对无线通信系统的应用提出更高要求。而在我国通信技术持续创新的背景下，4G、WIFI等技术逐渐成为矿井无线通信系统构建的主流选择，可满足矿井下开采作业的开展实际通信需求。但在煤炭行业智能化建设背景下，特殊且复杂的作业环境要求通信系统具备低时延、并发量大、传输速率高等特点，并做到传输期间实现安全防爆、网络覆盖、抗干扰以及传输绕射等方面。5G技术的应用则可实现对井下无线通信系统时延、传输、连接等方面的创新，正因此，探讨5G技术在露天矿中的应用，对助力露天矿智能化、集成化、自动化建设有着重要影响。

1监测数据处理装置

为使承载监测数据处理程序方便工作人员使用，依据监测数据处理方法设计了监测数据处理装置。装置结构包括获取模块、处理模块、查询模块、计算模块、电子设备、处理器、存储器、输入装置、输出装置等部件。获取模块用于获取待处理的特征量并记为第一特征量，将与第一特征量对应的采集时刻记为第一时刻，特征量为基站频段的电场强度Es。处理模块用于基于第一时刻和时间处理规则得到处理时间段，特征量按照采集时刻排列，且各个相邻采集时刻的时间间隔均相同，第一时刻为处理时间段的终止时刻。查询模块用于查询采集时刻在处理时间段内的对应特征量，并组成特征量组。计算模块用于计算特征量组的滑动平均值，并保存滑动平均值。电子设备可以是台式计算机、笔记本电脑、服务器（实体服务器或云服务器）等，甚至也可以是手机或平板电脑等，包括处理器、存储器、输入装置和输出装置。其中处理器的数量可以是一个或多个，通过总线或其他方式连接其余设备；存储器主要包括存储程序区和存储数据区，其中存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序，存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等；输入装置可以用于接收获取的相关数据；输出装置可以包括文档或显示屏等显示设备。同时，通过数据线不仅实现主机（处理模块、查询模块、计算模块、电子设备、处理器、存储器等）和数据获取模块的数据传输，还实现了主机与获取模块的分离；由于数据线的长度大于或等于天线的监测高度，因此可以用单手举托天线或将天线放置于符合要求的监测位置处，然后可以将主机放置于基准面上，从而减小工作人员单手承受的质量，以减轻工作人员的压力，进而提高相对数据的精确度。该装置是一款设计独特的选频测量系统，通过以上测量方法及相关装置，对高频尤其是共建基站的复杂电磁场进行安全分析和环境测量。测量范围可覆盖最新应用的广播、移动基站和NB-IoT物联网工业领域。通过不同电磁辐射源的频谱特征峰找到不同电磁辐射源的贡献值，从而在比核辐射监测更为复杂的电磁环境中得到精准的结果，这个在环境监测纠纷及公众情绪维稳时能起到判定性作用。

2露天矿5G基站油电混合技术

2.1露天矿智能化应用5G技术的必要性

相关科研人员在进行5G网络技术的研发早期，主要形成和确定的应用场景为三类，其中高级移动宽带具有较强的可靠性和通信稳定性，能够利用科学有效的技术方案和措施来解决在进行宽带安装业务过程中面临的各种问题。其中包含的两个可靠通信技术为低延迟通信和多机通信，低延迟通信方案主要作用于露天矿开采过程中挖掘机和采矿车辆的控制，并将其与矿山的位置之间做好科学地安排，多机通讯再进行解决时，主要可以适用传感器等相关科技手段来进行信息的收集，可以提高整个设备控制的安全性。所以，在进行智能采煤的发展过程中，利用5G通讯技术的优势较为明显，主要表现在该技术能够提高整个露天矿开采流程的效率和速度，但现阶段露天矿开采企业单位内使用的技术并不能满足需求，甚至可能会造成数据传递的误差和延误性，整体信息传播的速度也极低。然而，由于网速的限制，可能就会对机器视觉产生一定的误差，不能及时生成高清视频来满足操作人员的观察和监督，甚至可能会影响后期的辨识度，严格限制整体的远程操控体系，这些都表明5G技术相较与4G技术更能满足当代露天矿行业发展的主要需求。在对wifi网络热点进行具体分析之后发现，该热点即容易与网络之间形成断裂，从而可能会造成信息的干扰，而且可能会受到周围环境干扰，而产生覆盖面降低的效果，带宽也无法真正满足再进行实际需求时所需要的视觉应用需求。

2.2露天矿智能化应用5G技术的可行性

露天矿操作人员在进行具体的智能化应用体系的升级过程时，采用5G无线技术网络后，面临的主要挑战有：①高频无线信号可能会受到影响而急剧增大。②定向承载能力和差分能力可能会标准之间产生较大的误差。这些面临的问题，会随着技术的不断更新而得以解决。所以，多天线阵列和微基站技术能够有效的辅助5G成为当前整个露天矿智能化应用过程中的中心主导力量。现阶段，对矿山内部的网络部署进行分析时，发现现有的网络依然为4G网络。在对网络和网络构架进行不断升级之后，发现5G网络主要包含宏基站和微基站两种类型方式。前者能够在较高的压力下，实现发射功率的逐渐上升，发射效率也会提高，但是对于那些传输功率较低的项目来说，依然是微基站具有较高的优势。大部分露天矿单位为提高吞吐量和网络发展速度通常都会使用5G维基站来进行网络部署，不仅可以降低资源消耗能耗，还能够为工作人员的生命安全提供较高的保障。5G这技术可以有效的帮助地下露天矿在生产过程和综采工作面的布置过程中这些问题的解决，尤其是能够减缓来自外界环境的压力，需要进行不同类型应用环境的开发。例如，对于地下空间较为狭小的地带而言，由于空间限制，这时候在进行网络选择时就需要慎重，需要利用的网络结构是有线光纤骨干+密集的5G微基站混合模式，能够做好传输工作的实施监督，将信号频率控制在可控范围之内，具有较高的合理性和科学性，能够实现网络隔离做好数据的安全保障。

结语

①有线骨干网络和5G网络相互连接能够实现当前互联网网络结构的整体部署，提高信息传输的高效率，还能够满足现阶段地下信息传输的实际需求。②5G维基站会随着生产设备的更新而逐渐优化，从而可以提高资源的利用率，帮助井下和工面的工作人员做好煤炭远程操控工作。③按需进行应用场景的设置和排序，才能够更好地部署和规划网络资源。④利用平台集成方式来进行基础的奠定，对大数据应用进行不断升级，才能够真正提高远程协调操控的科学性。

参考文献

[1]霍振龙,张袁浩.5G通信技术及其在露天矿的应用构想[J].工矿自动化,2019,46(3):1-5.

[2]周子涵.浅谈5G技术在智慧矿山建设中的应用前景[J].科学技术创新,2019(14):45-46.

[3]刘佩艳.5G技术在露天矿智能化中的应用研究[J].山西电子技术,2019(6):67-68+75.

[4]李艺,刘春平,武晓雪.基于5G技术的智能矿山研究及应用[J].中国煤炭,2019,46(11):42-48.

[5]刘晓嫣.5G技术下的智能露天矿及智能感知系统[J].广播电视网络,2019,27(10):71-73.