近日，河北万策企业管理服务有限公司在 5G + 工业互联网赋能智慧矿山领域取得显著成果，引发行业广泛关注。为此，我们专访了该公司矿山服务部总工程师王伟博士，深入了解这一技术在智慧矿山建设中的应用与突破。
记者：王博士，您好！传统矿山生产面临诸多难题，河北万策为何会选择以 5G + 工业互联网技术来赋能智慧矿山呢？
王伟博士：你好！矿业作为国家基础性产业，传统生产模式确实存在不少痛点。比如安全风险高，井工矿有瓦斯爆炸、透水等灾害，露天矿存在边坡坍塌风险，人工在危险区域作业更是隐患重重；生产效率也偏低，各环节信息不通畅，设备自动化程度低，依赖人工操作导致协同性差；还有环境污染和资源浪费问题，开采产生的粉尘、废水等污染环境，选矿技术落后又造成资源浪费。
而 5G 和工业互联网技术的发展给我们带来了机遇。5G 的高速率能快速传输大量数据，像高清视频监控和设备运行数据；低时延可保证远程控制指令实时下达，实现精准操控；大连接能支持海量设备接入，满足矿山众多传感器和智能设备的联网需求。工业互联网则能构建网络、平台、安全三大体系，实现矿山全要素连接，平台还能提供数据处理、分析等功能，安全体系保障数据和系统安全。两者融合，能有效解决传统矿山的难题，推动矿山转型升级，所以我们选择了这条技术路径。
记者：请您具体介绍一下 5G + 工业互联网在智慧矿山中的关键技术应用原理吧。
王伟博士：好的。从 5G 网络技术来说，其采用全新架构，包括接入网、核心网和承载网。接入网用 Massive MIMO 技术提升频谱效率和容量，保障矿山复杂环境的信号覆盖；核心网的服务化架构支持网络切片，能根据远程操控、视频监控等不同业务需求，提供定制化网络性能；承载网用 SPN 等技术，提供低时延、高带宽和灵活的网络切片能力。
工业互联网平台有边缘层、IaaS 层、PaaS 层和 SaaS 层。边缘层采集数据并初步处理，再通过 5G 等网络上传；IaaS 层提供基础设施；PaaS 层提供开发工具等服务；SaaS 层则是各类矿山应用软件。在数据管理与分析上，先通过传感器和智能设备采集多源数据，用 5G 等方式传输，再用分布式存储技术和不同数据库管理数据，最后用大数据分析技术挖掘数据价值，比如预测设备故障、优化生产流程。
两者融合的技术也很关键，5G+MEC 边缘计算把计算等能力放在网络边缘，能在矿区本地快速处理数据，减少传输时延和带宽压力，还能及时决策控制设备；网络切片技术将 5G 网络虚拟化为多个独立逻辑网络，为不同业务场景提供相应的网络保障，提高资源利用率和服务质量。
记者：河北万策构建的智慧矿山系统架构是怎样的呢？
王伟博士：我们的矿山一体化智能综合管理系统采用分层分布式架构，分为感知层、传输层、平台层和应用层。
感知层是基础，有各类传感器、智能设备和执行器。传感器监测环境和设备状态，像瓦斯、温湿度传感器，设备振动传感器等；智能设备如智能凿岩台车、无人矿卡等，能自主感知和决策；执行器则根据指令操作设备。
传输层负责数据传输和指令下发，以 5G 为主、工业以太网为辅。5G 满足大量数据快速传输，尤其适合移动设备；工业以太网用于固定设备连接。还有网络安全防护设备保障数据安全。
平台层是核心，由工业互联网平台和大数据中心组成。工业互联网平台提供数据存储、处理等功能；大数据中心整合各子系统数据，进行深度分析，为应用层提供支持。
应用层有多个智能化系统，像智能开采、运输、选矿系统，安全监测预警系统等，通过调用平台层资源实现智能化管理。
记者：在设备智能化方面，河北万策有哪些创新应用呢？
王伟博士：在设备智能化子系统，我们有 AI 视觉掘进机器人和氢燃料电池矿卡等创新应用。
AI 视觉掘进机器人搭载先进 AI 视觉识别技术，能实时识别岩层情况，自动调整掘进参数，还能自动支护，作业效率比传统人工提升 40%，减少了安全风险和人工劳动强度。
氢燃料电池矿卡以氢气为燃料，零排放，能量转换效率高、噪音低。它配备自动驾驶系统，通过多种传感器感知环境，结合高精度地图实现自动行驶等功能，还能利用 5G 网络与调度中心通信，优化运输路线，提高效率。
记者：系统集成化和管控远程化在智慧矿山中是如何实现的，又有什么优势呢？
王伟博士：系统集成化方面，我们建了矿山大数据中心，整合地质、生产、设备、安全等各环节数据，统一数据标准，进行清洗、转换和集成，集中存储管理，再用大数据分析挖掘价值，为决策提供支持。比如分析地质和生产数据优化开采方案，提高矿石回收率。
还有数字孪生技术，建立矿山物理实体的数字化模型，包括地形、设备、工艺流程等，实现虚拟映射，模型与实体实时同步。管理人员通过模型能实时监测、模拟分析和优化决策，矿长还能通过 VR 全景系统远程指挥，应急响应时间缩短到 10 秒以内，大幅提升管理效率。
管控远程化依托 5G+MEC 网络架构，在矿区部署 5G 基站，实现各区域网络覆盖，结合 MEC 边缘计算，让数据在本地快速处理，保障远程监控和操作的实时性与准确性，减少人员在危险区域作业时间，提高应急响应速度。
记者：目前这项技术在实际应用中取得了哪些成果呢？
王伟博士：从实际应用来看，成果很显著。生产效率大幅提升，设备智能化和系统集成化让各环节协同更顺畅，比如智能开采和运输系统提高了开采和运输效率，生产调度更精准。
安全方面也更有保障，安全监测预警系统能实时分析传感器数据，及时预警安全隐患，远程操控减少了人员在危险区域的作业，降低了安全事故发生率。
在能耗和环保上，氢燃料电池矿卡零排放，智能选矿技术提高矿石回收率，减少废弃物排放，降低了能耗和环境污染，推动矿山绿色发展。
记者：未来，河北万策在 5G + 工业互联网赋能智慧矿山方面有什么规划呢？
王伟博士：未来，我们会继续深化技术研发与应用。一方面，持续优化现有系统，提升设备智能化水平和系统集成度，让数据分析更精准，决策更智能。另一方面，拓展技术应用场景，探索在更多矿山环节实现智能化，比如进一步完善数字孪生模型，实现更全面的虚拟仿真和优化。
同时，我们也希望与行业内的企业、科研机构加强合作，共同推动 5G + 工业互联网技术在矿业的普及和发展，为智慧矿山建设提供更多技术参考和实践经验，助力整个矿业行业向智能化、绿色化转型，实现可持续发展。
