日前，山東能源集團(tuán)聯(lián)合華為公司研發(fā)的井下新一代工業(yè)生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)（又稱“切片網(wǎng)絡(luò)”）在其三層單位李樓煤業(yè)完成布設(shè)，李樓煤業(yè)由此成為國(guó)內(nèi)首個(gè)“全業(yè)務(wù)切片”礦井。同時(shí)這也標(biāo)志著山東能源集團(tuán)的礦山智能化建設(shè)取得重大突破，行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)再添新動(dòng)力。
面向未來(lái)
央企國(guó)企100%自主創(chuàng)新
“這既是對(duì)上級(jí)監(jiān)管部門(mén)文件的落實(shí)，也是礦山高質(zhì)量安全生產(chǎn)的內(nèi)在要求。”李樓煤業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
據(jù)悉到2027年，央企國(guó)企需實(shí)現(xiàn)100%自主創(chuàng)新，覆蓋處理器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等全產(chǎn)業(yè)鏈。
此前，國(guó)外企業(yè)壟斷了約80%的國(guó)內(nèi)礦用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，礦山企業(yè)的交換設(shè)備大部分都由其供應(yīng)。近年來(lái)，鑒于國(guó)際形式的不穩(wěn)定性和多變性，進(jìn)一步加大了供貨風(fēng)險(xiǎn)，且在信息安全方面也會(huì)面臨巨大的隱患。
傳統(tǒng)工業(yè)環(huán)網(wǎng)
面臨巨大的傳輸挑戰(zhàn)
2024年12月，國(guó)家礦山安全監(jiān)察局印發(fā)《煤礦工業(yè)視頻安裝及聯(lián)網(wǎng)接入規(guī)范（試行）》的通知，針對(duì)采煤工作面、掘進(jìn)工作面、重要災(zāi)害治理點(diǎn)、井下主要硐室以及地面關(guān)鍵位置等場(chǎng)所，要求“無(wú)視頻不作業(yè)”。
要滿足“無(wú)視頻不作業(yè)”的要求，網(wǎng)絡(luò)就必須跟上。可在過(guò)去，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)異常復(fù)雜：煤礦普遍采用三張以上二層交換網(wǎng)絡(luò)，承載井下生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻感知、安全感知等業(yè)務(wù)，導(dǎo)致井下線纜敷設(shè)困難、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維投入大；二層網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)之間相互影響，還存在普遍性的廣播風(fēng)暴問(wèn)題，一旦發(fā)生會(huì)使業(yè)務(wù)受到大面積影響；且傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有統(tǒng)一管理，缺少有效的排障手段，必須依賴工人下井排障，維修效率低，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)作業(yè)。此外，隨著智能化業(yè)務(wù)深化，無(wú)死角視頻的大帶寬需求、電力系統(tǒng)防越級(jí)跳閘的低時(shí)延要求、安全系統(tǒng)的高可靠保障等差異化需求更加凸顯。
攻關(guān)：建成井下信息高速公路
為攻克一系列難題，2022年底，山東能源云鼎科技攜手華為技術(shù)團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟為期兩年的技術(shù)攻堅(jiān)，成功研發(fā)以SRv6、FlexE硬切片技術(shù)為底座的“切片網(wǎng)絡(luò)”。
“傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)好比一條車道固定的老路，所有車輛擠成一團(tuán)，極容易出現(xiàn)堵車，而我們的切片網(wǎng)絡(luò)更像一條井井有條的高速公路，能根據(jù)‘車輛’類型和‘車速’劃分專用車道。生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)走快車道，視頻業(yè)務(wù)分配更寬的車道，日常數(shù)據(jù)上傳則分流到普通車道，互不干擾。” 山東能源云鼎科技產(chǎn)品線許羽斌形象地比喻道，“當(dāng)某條‘車道’帶寬不足時(shí)，系統(tǒng)還能實(shí)時(shí)擴(kuò)容，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)既通暢又穩(wěn)定。”
據(jù)許羽斌介紹，切片網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了“一網(wǎng)承載、安全可靠、智能運(yùn)維”三大核心突破：切片網(wǎng)絡(luò)將原本分散的多張網(wǎng)絡(luò)合并，具備5萬(wàn)兆大帶寬，將相關(guān)對(duì)象定位、安全防護(hù)等業(yè)務(wù)接入切片網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)承載礦井全業(yè)務(wù)，可滿足未來(lái)5至10年的智能化發(fā)展需求；每個(gè)切片都是獨(dú)享帶寬資源，能夠保證業(yè)務(wù)之間的隔離傳輸，互不影響，而且一旦某條鏈路斷開(kāi)，可通過(guò)智能路由實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路徑快速切換，保障網(wǎng)絡(luò)安全可靠；配備智能化管理平臺(tái)，主動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題，分鐘級(jí)定位故障點(diǎn)，大大提高了運(yùn)維效率。
“以前每天要巡檢多張網(wǎng)絡(luò)，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。采用綜合承載網(wǎng)后，李樓煤業(yè)的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)得到了優(yōu)化，視頻畫(huà)面延時(shí)平均低于10毫秒，業(yè)務(wù)故障處理時(shí)間減少約50%，故障影響時(shí)間降低約70%。”許羽斌表示。
為保證切片網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性，李樓煤業(yè)邀請(qǐng)了中煤科工常州院進(jìn)行全網(wǎng)測(cè)試，最終通過(guò)了苛刻的功能和性能測(cè)試。李樓煤業(yè)成為國(guó)內(nèi)首個(gè)通過(guò)測(cè)試的“全業(yè)務(wù)切片網(wǎng)絡(luò)”礦井。
“我們達(dá)成了對(duì)原有產(chǎn)品的超越。”許羽斌說(shuō)，國(guó)外品牌主導(dǎo)的工業(yè)以太網(wǎng)不支持5G系統(tǒng)傳輸、業(yè)務(wù)硬隔離，無(wú)法徹底規(guī)避網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴問(wèn)題，帶寬最大只有10G且難以滿足長(zhǎng)期演進(jìn)需求。
華為在通訊領(lǐng)域的深厚技術(shù)沉淀保證了方案在性能、穩(wěn)定性以及安全性的大幅提升，為后續(xù)業(yè)務(wù)演講提供了保證。
“要致富，先修路。切片網(wǎng)絡(luò)就是一條通往礦山信息化、智能化的路。”據(jù)華為專家介紹，“此次切片網(wǎng)絡(luò)研發(fā)采用的切片技術(shù)路線先進(jìn)性很強(qiáng)，而且設(shè)備都是自主創(chuàng)新，從生產(chǎn)到測(cè)試也都是在國(guó)內(nèi)完成，安全上可保無(wú)虞。”
“自試點(diǎn)運(yùn)行以來(lái)，未發(fā)生一起因環(huán)網(wǎng)風(fēng)暴導(dǎo)致的大面積斷網(wǎng)事故。”李樓煤業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)綜合承載網(wǎng)給予高度評(píng)價(jià)。
共建標(biāo)桿：有望向全國(guó)推廣
“我們此次與云鼎科技的聯(lián)合攻關(guān)，也是要把李樓煤業(yè)的項(xiàng)目打造成一個(gè)標(biāo)桿，然后向全國(guó)推廣。”華為專家表示。據(jù)悉，該解決方案目前已啟動(dòng)在山東能源所屬的新巨龍、金雞灘等多個(gè)礦區(qū)的復(fù)制推廣，更被國(guó)家能源局納入《煤礦信息綜合承載網(wǎng)通用技術(shù)規(guī)范》，有望成為智能礦山建設(shè)的標(biāo)配網(wǎng)絡(luò)方案。
有行業(yè)專家指出，綜合承載網(wǎng)的成功應(yīng)用，不僅解決了礦山智能化的底層通信難題，更通過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化為能源行業(yè)提供可復(fù)制的數(shù)字化轉(zhuǎn)型模板。隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略推進(jìn)，此類融合創(chuàng)新正加速傳統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的智能化迭代，為能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。
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