露天矿山大多坐落在人烟稀少、自然条件恶劣的偏远地区，信息化程度不高且从业人员信息化程度较低，技术力量比较薄弱。随着露天矿山的生产自动化和信息化水平的提高，对于无线通信网的需求也日益增强。为了满足矿山生产的需要，提供生产效率，降低运营成本，计划进行露天矿山的无线网络覆盖。

政策背景

国家能源局 国家矿山安全监察局关于印发《煤矿智能化建设指南（2021年版）》的通知：

为贯彻落实《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源﹝2020﹞283号），科学规范有序开展煤矿智能化建设，加快建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，需要通过不断的技术革新与完善管理来持续提高露天矿山的安全生产效能，信息化技术在一定程度上可以减少和优化露天矿山实地作业人数，同时对于可能产生的事故进行更为灵敏、更为全面的监控与管理,在保障露天矿山安全生产层面上具有独特的优势。

需求分析

结合露天矿生产工艺流程，应用自动控制、智能感知等技术对钻机、挖掘机、自卸卡车、破碎机、带式输送机、排土机、推土机等设备及其它基础设施进行数字化改造，完善工业网络及信息安全建设，通过生产设备的自动化、集成化、智能化改造逐步替代人工操作，实现节能减排、减员增效，提高劳动生产率和资源综合利用率

通讯、调度系统：露天矿行政通讯、调度通讯、无线通讯系统之间互联互通，优先建设5G通讯网络，搭建矿山物联网平台，提升网络的布局布点与覆盖范围；实现对采、运、排生产系统的调度指挥、远程监控功能，实现安全生产、调度管理等信息的显示、报警、记录，实现车辆实时定位、行车管理、配矿、车辆调度、信息发布、运输计量、违规违章监测、轨迹查询、统计报表等功能。

露天矿山现状分析

露天矿山采矿中，导致无线网络通信质量不佳的原因很多，主要包括一下几个方面：

1、由于露天矿山特殊的开采环境，信号随着距离的增加而衰减，特别是在矿山中心深处，信号的衰减更加严重，进而导致数据的传输失真、丢失。（金属矿对无线还有较大的信号反射和干扰问题）

2、在生产环境上，设备主要在露天开釆条件下使用，面临灰尘大、温差大、高温、严寒和雨雪等恶劣自然环境的影响。

2、高速移动性：在生产方式上，露天矿人员及设备分布零散且具有低速移动性，生产过程封闭性差，易受到自身不同部门和外来人员的干扰。在采矿场地中，有许车辆、设备和人员需要进行移动，这也大大影响了无线通信的稳定性

3、电磁干扰：各种类型的机械设备，电气设备作业时均会造成大量的电磁干扰，进而影响了无线通信信号的稳定性

4、在安全环境上，露天矿边坡和排土场的稳定性直接关系到露天矿的安全生产与经济效益。

5、天气条件：在极端天气条件下，比如下雨、大雪或者大风等，无线通信信号的稳定性将更为脆弱

露天矿山通信技术比较

1、有线光纤：通信稳定、保证网络高带宽；铺线成本高、施工周期长、维护成本较高。适用于光纤骨干网。

2、数传电台：低速、带宽较低；无法进行全方位的宽带视频监控，点对点通信，不能组成网络。

3、对讲机：工作在超短波频段(VHF30〜300MHz、UHF300〜3000MHz),不受网络限制，提供一对一、一对多的通话方式，通话成本低；仅提供语音半双工通信。适用于生产调度电话。

4、WLAN：工作频率为2.4&5.8GHz开放频带，无须向无管会申请和注册，传输速率高（WiFi4：2.4G 300Mbps、WiFi5： 2.4G&5.8G 1200Mbps、WiFi6： 2.4G&5.8G 1800*3000Mbps、WiFi7： 2.4G&5.8G 3600Mbps），单基站覆盖半径(300-500m左右)，支持基站间阀值漫游和双频智能漫游、带宽高、组网成本低，适合于语音、数据、视频融合业务。

5、4G移动通信网：专网频点1.4&1.8GHz，无须向无管会申请和注册，在20M频宽下：最高150Mbps的下行速率，50Mbps的上行数据速率，空口时延10ms；单基站覆盖半径5Km，专业切换算法，支持基站间平滑切换，保持网络的连续性，移动性好，支持350KM/H。投入少、施工简单，适合于语音、数据、视频融合业务。

6、5G移动通信网：公网频点，在100M频宽下：可根据不同的帧格式配置实现不同上下行速率。DDDDD DDSUU:下行速率800M+，下行速率200M+；DSUUU下行速率350M+，上行速率600M+；空口时延1ms，单基站覆盖半径1Km；专业切换算法，支持基站间平滑切换，保持网络的连续性，移动性好，支持500Km/H。独立组网成本最高，适合于语音、数据、视频融合业务。

综合上述，传统通信网络可以部分解决露天矿的通信问题，但无法避免如功能单一、成本高、带宽窄、施工难度大等缺陷。无线通信在可靠性、可用性和抗毁性等很多方面超出了传统的有线通信方式，尤其在一些特殊的地理环境下，更是体现出了其优越性。下面针对几种无线通信技术组网单独说明。

方案设计

通过与矿山专业人员的深入沟通，结合客户工作需求，我们为客户推荐云波通信YB68系列无线WLAN通信系统：以VoIP协议为基础开发的YB-UCP融合通信调度平台，基于5G、4G、WLAN、MESH无线技术的矿用本安型无线基站，结合矿用本安型手机等设备组成的融合通信调度、视频监控、监测定位于一体的系统，对井下机车内的语音、视频等进行实时监测，打造直观展现、智能告警的实时监控系统，实现井下机车的精准定位、安全探测、信号灯闭锁、道岔联锁、风门联锁、语音广播、视频监测、数据监测、防掉道预警并自动停车等核心功能，最终实现井下机车的无人驾驶。

系统架构

矿用机车WLAN无线通信系统，由核心系统设备、传输层、终端设备组成。拓扑结构如下图：

1、核心系统设备

监控中心由融合通信调度平台、触摸屏调度台、视频主机等组成。系统软件包含矿用机车综合业务管理系统平台软件、客户端软件、移动端APP软件。

融合通信调度平台：实现电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务功能。帮助指挥调度人员通过多媒体方式实现指挥调度，并且能够与各种业务系统进行高度集成，提高指挥调度的智能化和自动化水平。

2、传输层

1）、主干传输：主干传输网络，建议采用光纤网络，如果现场不合适，可以采用云波通信的WiFi6、WiFi7室外型无线网桥基站作为主干无线传输设备。

●  采用高通（Qualcomm）高性能802.11be芯片，最高速率可达4500Mbps

●  支持5150～6425MHz

●  一体化18dBi双极化板状天线，最远可达3公里

●  1个10G，SFP 光口，1电口10/100/1000/2500M

●  室外型防风、防雨、防晒、防尘、防震以及散热设计

2）、基站覆盖：采用YB68-A6室外型Wi-Fi无线基站

●  采用高通（Qualcomm）高性能802.11ax芯片，最高速率可达3000Mbps；

●  组网灵活：支持AP模式，MESH模式；

●  高速率：拥有2.4GHz 574Mbps、5.8GHz 2402Mbps的传输速率；

●  支持PoE供电：支持802.3at PoE供电，方便施工与维护；

●  防雷：10/700组合波浪涌测试，共模6KV，差模2KV；静电防护：接触放电6KV，空气放电8KV；

●  室外型防风、防雨、防晒、防尘、防震以及散热设计。

3）、车载终端：采用YB68-C6室外型Wi-Fi无线客户端

●  采用高性能802.11be芯片，最高速率可达3000Mbps；

●  组网灵活：支持Client、Client-Router模式，机身小巧，适合安装在移动端提供无线通信；

●  2个千兆电口WAN/LAN，1个RS232，1个RS485串口，单本安电路设计；

●  高速率：拥有2.4GHz 574Mbps、5.8GHz 2401MbpsMbps的传输速率；

●  双频漫游：互备智能快速漫游技术，无需AP支持，AP之间最优漫游恢复时间<20ms(漫游和环境紧密关联，具体以实测为准)；

●  可选DIN卡轨式、室外型、本安型、防爆型，满足多种网络场景的需求。

3、终端设备

前端设备主要包括：防爆手机、无线防爆执法记录仪、防爆气体检测仪、防爆平板等，可根据矿用机车现场实际需要进行配置。