智慧矿山行业解决方案课件.ppt

中国联通泰安市分公司,山东能源新汶矿业集团,英文目录标题:33-42pt颜色:R204G51B0字体:Arial英文目录副标题:25-32pt颜色:R204G51B0字体:Arial中文目录标题:33-42pt颜色:R204G51B0字体:黑体中文目录副标题:33-40pt颜色:R204G51B0字体:黑体英文目录正文:20-30pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:TimesNEWRoman中文目录正文:20-30pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:宋体,“智慧矿山”解决方案,基于WCDMA制式与物联网技术,行业需求分析,系统解决方案,项目商业模式,应用推广前景,目录,煤炭企业的安全背景煤炭行业信息化概况安全生产要求与需求智慧矿山重点内容,目录,第一部分应用开发背景,改革开放后，中国煤炭工业发生了巨大变化。煤炭产量2000年12.99亿吨，2013年37亿吨，居世界首位。从业人员达到2100万人。,应用开发背景,煤炭行业生产概况,中国近年来矿难数量、死亡人数,2010年，100多起死亡246人10人以上死亡的13起,2010年,2011年，52起，死亡340人,2012年，82起仅山西省死亡人数83人,2012年,2011年,3.12“贵州省水城矿业集团格目底矿业公司马场煤矿煤与瓦斯突出事故22人遇难,3.11“黑龙江省龙煤集团鹤岗分公司振兴煤矿发生溃水溃泥事故18人被困,目前,2013.3.11,2.28“河北省冀中能源集团张家口矿业集团公司艾家沟煤矿发生火灾事故12人死亡,2013年：3月29日，吉林省八宝煤矿特别重大瓦斯爆炸事故调查报告：造成36人遇难，企业瞒报7人（经群众举报后核实），12人受伤。,应用开发背景,是本人出生地，大学毕业前三年工作所在单位，遇难人员中有我小学同学煤矿安全事故主要因素：水、火、瓦斯等自然因素,不可避免，但大多可防范,煤矿安全事故对矿工生命造成重大威胁,应用开发背景,煤炭行业信息化概况,煤炭行业发展和信息化发展存在一手硬一手软行业发展速度与规模无与伦比，煤矿安全信息化却极不相衬,新矿集团信息化发展经历：从无到有，从小到大嵌入式芯片、单机应用、网络应用数据库、数据仓库管理信息系统（MIS)、企业资源管理系统(ERP)决策支持、商业智能（BI）,应用开发背景,42亿元,245亿元,4028万吨,2046天,安全天数,安全产量,销售收入,销售利润,煤炭行业信息化概况-新矿集团信息化应用,应用开发背景,基于数据仓库的仪表盘应用,中国联通煤炭行业信息化应用,面临挑战：,2011年中国电信集团在山东能源枣矿集团，由山东省副省长参加的“智慧矿山”推介会，中国联通作为与会单位参会,存在机遇：,2011年中国移动集团在山东能源兖矿集团，召开“智慧矿山”推介会，并在北京举行发布会，各种媒体进行了大量报道,未能进行广泛推广也未能进行后续有效的可持续性研发,电信、移动没有形成根本的、最为适用的解决方案技术制式、设备体积、功率功耗、传输介质不足，没能很好地解决矿井安全生产关键问题,应用开发背景,煤炭安全生产之问,宏观层面：顶层设计能力不足对煤矿的深入理解长期的有效积累系统集成创新对产业链的深度整合能力微观层面：基层创新要素不全方案应符合井下煤炭行业与环境特点设备应便于移动，线路易于布放,为什么？三大运营商，及全国那么多相当实力的国有煤矿，却少有能开发出真正“实用、管用”的井下3G通信与人员精确定位系统呢？,应用开发背景,聚焦六大关键，集成创新,井下3G语音与数据通信人员精确定位井下多介质传输井下基站体积小、功耗小终端煤安要求网络系统安全,防爆、煤安认证（网络设备、电源、终端、系统）,应用开发背景,感,知,智慧矿山采用云计算、物联网、大数据、移动互联网等信息技术融合应用为支撑对矿山信息进行精准化采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作、智能化服务通过整合、分析对安全、生产、调度、监测监控、人员定位、设备故障预警、智能排产等做出智能响应、提供智慧化服务实现生产的安全与高效,传,控,用,（数据采集）,（数据传输）,（智慧处理）,（控制执行）,（应用推送）,智慧矿山内涵,应用开发背景,价值取向和发展定位,“社会价值”：提升煤炭行业和煤炭企业安全生产管理水平、服务能力和矿工安全保障能力,“经济价值”：实现信息化与煤炭工业化两化深度融合，助推煤炭经济的转型升级、煤炭产业的改造升级，推动煤炭产业结构调整和优化，提高技术创新能力,“手段和过程”：决不能为建而建、不为快而快。要充分利用物联网、云计算、通信等信息化技术和手段，切实解决煤炭安全生产过程难题和通病。“阶段性特点”：不同发展阶段，价值取向与发展定位有所不同,价值取向,发展定位,应用开发背景,安全生产需求矿山安全六大系统矿山通信现状WCDMA系统优势系统终端对比,目录,第二部分行业需求分析,煤炭企业安全生产要求与需求,国家要求,“发展绝不能以牺牲人民的生命为代价”（习近平）,7月12日最新调整的国家安委会主任：李克强副主任：张高丽,企业需求,结合-井下3G通讯技术与物联网技术融合-煤矿信息化与安全生产管理重点解决井下通信与人员定位,行业规范,2015年底全面实现,行业需求分析,固话通信调度效率低，调度范围小小灵通系统面临产业链断裂WIFI为数据应用而生，语音通信存在先天障碍新兴信息化、物联网化支持受限传感器数据接口不统一，无法满足统一定位、调度生产要求,1、常规系统集成度不高，功能扩展有限，施工维护繁琐2、井下通讯：小灵通系统-信道容量小3、人员定位：识别率不达标、定位方式不合理、设备可靠性不高4、广播系统：无法精准广播、及时通知到人5、井下逃生：缺乏有效技术手段来辅助人员快速、有效撤离,行业需求分析,新矿集团应用固话通信系统小灵通系统漏泄通讯系统WIFI无线局网,井下通信与人员定位现状,矿井井下有甲烷等易燃易爆气体和煤尘，移动通信设备必须是防爆型电气设备,电气防爆,矿井移动通信设备发射功率一般较小，Femto发射功率比其他设备都小,发射功率,井下空间窄小，通信设备（包括外置天线）体积尽可能小，Femto仅1.5L,设备体积,井下机电设备功率大且相对集中电磁干扰严重，应具备较强的抗干扰能力,抗干扰能力,基站的防护等级是IP54。外壳的材料是Q235钢板,抗故障能力强：系统应具备防尘、防水、防潮、防腐、耐机械冲击等性能,抗故障能力,行业需求分析,防护性能,返回,系统选型关键指标,2011年底国家强制小灵通退网，3G制式优点明确，技术可行！,行业需求分析,通信系统-制式对比,三种技术体制容量，WCDMA优势明显，载波支持语音用户数最多，容量大，便于规划,系统解决方案,通信系统通信能力,行业需求分析,通信系统-系统性能,行业需求分析,通信系统-基站参数,对于数据业务容量，系统的单载波内的数据吞吐量来衡量，WCDMA最强，TD最弱,系统解决方案,通信系统传输速率,功耗大、待机短成本高体积大产业链不完整技术不完善,终端类型少井下可实现视频通话井下可实现彩信、照相、录像等功能可以接入地面移动网络,功耗小、待机长成本低配件和产业链已经断档,小灵通终端,WIFI手机,矿用TD-SCDMA手机,类型丰富功耗小、待机长井下可实现视频通话与移动办公井下可实现照相、录像等功能可以接入地面移动网络,矿用WCDMA手机,行业需求分析,通信系统-终端类型,设备体积最小、发射功率小Femto终端在国内的公网部署上，目前只有联通公司商用了Femto设备，领先于其他两种技术（CDMA、TD-SCDMA）,语音质量最高、数据通信最快依托于电路域语音业务，低时间延、可实现高质量的语音业务通信,产业链最成熟WCDMA是在全球技术最成熟、应用最广泛的蜂窝技术，在3G标准中，数据业务能力最强，可以支持HSDPA14.4Mbps,WCDMAFemto在各制式的井下通信产品中优势明显,行业需求分析,WCDMA产品优势,使用华为Femto基站，利用山东联通AG接入平台节省平台投资，建设企业专网，管理井下基站及手机终端。手持3G手机在井下为矿用内部网鉴权号，上井后手机接入联通公网，两网自动切换。与现有的有线调度系统直连主系统具有调度强插、强拆、群呼功能，企业专网与运公网通过数据中继直连，实现授权电话互通。丰富井下传输手段传输部分利用光缆、电缆混合组网，井下大巷采用光缆连接，采掘工作面采用现有的调度电话线连接。确保任意点信号快速覆盖，线路故障能及时修复。拓展手机终端智能信息应用在完成3G手机通话、短信，可视电话及基础上，实现设备监测报警、安全管理、移动办公、导航及安全隐患、三违等井下信息适时采集。实现井下物联网应用实现井下作业人员、移动设备（机车、胶轮车、单轨员、特种运输车辆），在井下重要出入口、三岔口准确统计，实现采掘工作面、重要生产地点人员、设备精确定位。对3G通讯、人员定位、井下广播等系统整合,行业需求分析,系统建设思路-井下通信,1,2,3,4,5,6,将人员定位功能与井下手机集成到一起使其具备手机功能（语音通话、视频通话、短信、视频、数据传输等），人员定位读卡功能（地点标志定位卡放在巷道或工作面上实现10米左右精确定位；重要出和口、三岔口使用有源定位器实现准确清点人数）、广播功能（利用手机短信、语音短信功能对特殊信息采用报警铃声和自动播报）。2利用短信群呼和语音群呼，实现语音智能广播井下管理人员使用带定位功能的智能手机，其他人员使用带定位功能的员工机，一是通过短信、语音短信功能和无线群呼功能实现3分钟通知井下所有人员的要求。3准确清点上下井及各个区域的人数使用安装在上下井口、三岔口等重要出入口有源定位器。4实现区域人员的精确定位在采掘工作面、人员聚集区、安全条件差的区域每10-20米安装地点标志定位卡。5在井口安装人像识别等考勤设备分辨井下人员身份,行业需求分析,系统建设思路-人员定位,1,2,3,4,5,方案概述系统方案功能介绍设备展示方案优势,目录,第三部分系统解决方案,小灵通方案可自成系统建成专网无数据传输功能,方案选择,WiFi方案可自成系统建成专网但通话质量不稳定,CDMA2000方案直放站方式通讯容量受限制大型矿井布放有困难,TD-SCDMA方案基站拉远方式体积较大，不便安装容量受限,布放困难,体积小、功耗小、功率小、容量大，传输灵活,WCDMAFemto方案,系统解决方案,方案选择,英文目录标题:33-42pt颜色:R204G51B0字体:Arial英文目录副标题:25-32pt颜色:R204G51B0字体:Arial中文目录标题:33-42pt颜色:R204G51B0字体:黑体中文目录副标题:33-40pt颜色:R204G51B0字体:黑体英文目录正文:20-30pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:TimesNEWRoman中文目录正文:20-30pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:宋体,系统解决方案,整合产业链上下游，实现基于3GWCDMA通信技术与物联网技术的“智慧矿山”,方案概述,井下通信采用标准Femto网络架构，实现井下、上通信结合井上下传输使用矿区自有工业以太环网，部署方便、成本较低,组网简单，井上下通信互联互通,同一终端,空口同制式,利用现有IP传输,RNC功能下移,专用移动核心网,系统解决方案,井下通信-系统逻辑图,矿用手机,广,域,网,井,下,矿山内部采集,监控系统,IOS,安卓,IPAD,PC,外,网,局,域,网,内,网,防火墙,人员,定位,调度,广播,视频,监控,环境,监控,安全,预警,2,G,/,3,G,/,WLAN,网管平台,数据库,3,G,移动终端综合信息,平台,井下各种,传感设备,智,能,终,端,实,现,远,程,监,控,大屏幕,系统解决方案,人员定位-系统逻辑图,合理规划，实现井下区域全覆盖，保证井下语音、数据业务,FE连接线,FE连接线,Femto终端,Femto终端,Femto终端,Femto终端,Femto终端,Femto终端,600米,200米,200米,系统解决方案,Femto-基站布放图,矿用控制中心,核心网,IntranetFE,井上BTS,居民区,办公区,终端,井上,井下,井下,交换机,femto基站,femto基站,femto基站,femto基站,井下终端,井下终端,井下终端,井下终端,防爆摄像头,地标器,地标器,地标器,射频触发器,射频触发器,射频触发器,射频触发器,交换机,矿用阅读器,矿用阅读器,环境监控,井上井下联合组网，集中管控，自成体系,矿区企业网,井上,系统解决方案,人员定位系统连接图,通风井,环形组网,交换机,交换机,交换机,交换机,交换机,femto基站,femto基站,地标器,地标器,地标器,地标器,地标器,地标器,射频触发器,射频触发器,矿用阅读器,井下组网,系统解决方案,人员定位-系统示意图,语音通信,人员定位,人员考勤,井下调度,井下广播,应急避险,系统扩展,语音通信,人员定位,人员考勤,在井下区域和巷道中（比如井下主要巷道、交叉道口、必经之路等重要位置）放置一定数量的地标器和区域定位器典型情况下每隔800米布置一台基站，可保证网络覆盖范围内定位手机。地标器布置于交叉道口和关键区域入口。区域定位器可长期自主供电且安装便利，可根据井下情况随时随地增加定位点，提高系统的定位精度。普通下井人员携带KT274-S2矿用本安型定位手机、煤矿管理人员携带KT274-S1矿用本安型智能定位手机当井下人员进入井下以后，只要在井下网络覆盖范围内，手机内的定位模块在任何时刻被任意地标器或区域定位器触发后，基站都可以接收到定位信号，并上传到信息工作站，经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时可把它动态显示（实时）在监控中心的大屏幕或电脑上，并作好备份。井上人员可随时了解井下人员的状态。管理者在井上可在大屏幕上或电脑，也可在井下智能定位手机上查看某一区域，人员情况统计，并能实时观察到井下工作人员即时位置。一旦井下发生事故，可根据电脑或手机中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，实时帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。,井下调度,井下广播,应急避险,井下人员进入限制区域时经手机自身判断后进行报警，并上传系统在井上监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。井下发生突发情况，井下人员可通过所携带的定位手机发出警报或紧急通话，地面接收到报警启动紧急预案。在发生井下通信链路中断的情况下，通过定位手机本身实现脱机定位功能，并计算出最佳的逃生线路显示在手机地图上，帮助被困人员逃生。,系统扩展,系统解决方案,客户端软件系统功能,系统解决方案,手机客户端-应用主界面,井口考勤机,改造后Femto基站,通信电缆,基站本安外壳,系统解决方案,地标器,系统主要设备展示,矿用本安手机,区域定位器,核心网服务器组群,通信调度台,高度技术创新和技术融合，将无线通讯、人员定位、智能广播、无线调度、车辆调度、无线数据传输能高度集成,高度集成、功能强大,技术领先、成熟可靠,定位创新、突破瓶颈,模式创新、安装简单,采用目前技术最成熟、性能最优越的3G技术，真正实现井下3G语音通讯和数据传输的高可靠性和高性能,基于多频RFID技术和创新解决方案，真正解决井下人员定位系统自动考勤准确性、可靠性，定位数据上传实时,定位实现方式革命性创新，无需布线,按需要放置定位器实现精度定位要求，定位器长期（3年以上）免维护,系统解决方案,方案优势,脱机工作、紧急逃生,智能广播、快准到人,电缆传送、专利技术,建设灵活、扩展性强,紧急情况下，即使井下供电中断、通讯线路中断，也可借助手机和定位器，实现自我井下定位、逃生线路导航,真正实现智能广播功能，在特定区域可实现报警广播，同时可满足在几秒内广播通知井下所有人员,使用电话线可实现2M/6公里的数据传输能力，可解决在工作面等特殊场所使用光纤存在的方便性等问题,系统可分步建设，同时系统具备强大的功能拓展性，可方便的实现以井下物联网为模型的更多种应用,在地面模拟完成了井下人员精确定位测试。定位精度为56米,完成系统t第三方认证后，取得防爆证即，华丰井下设备安装调试,完成手机终端本安认证、防爆认证，并取得进工信部网许可证,在华丰煤矿井下布放64套基站与多处定位地标器，开展“智慧矿山”试点建设,配合国家安全生产抚顺矿用设备检测检验中心完成无线系统的现场功能测试,完成WCDMA通话功能现场测试，测试距离单基站半径覆盖400米左右；与华为配合，完成基站控制器与主系统联调、升级,在泰安联通完成无线小型主系统和AG平台的IP联调（该IP方式的联网使用属于国内第一次），完成Femto基站全部功能测试,与新矿集团研讨矿井下Fetmto基站的应用，最终确定方案为：用小型主系统代替华为的Ps/Cs基站大型系统,2012年1-3月整体方案确定,2012年4月通信平台联调,2012年5-6月基站覆盖测试,2012年8-9月系统功能测试,2012年9月人员定位测试,2012年10月系统防爆认证,2012.8-13.5终端本安认证,2013年6-9月井下试点建设,系统解决方案,项目里程碑,相关设备已全部取得认证合格证书，煤安认证全部到位,系统解决方案,系统设备证书,系统解决方案,返回,系统接口,与生产调度系统接口,与安全监测系统接口,与地面通信系统接口,与机电管理系统接口,与井下紧急避险系统接口,与矿井压风系统接口,与矿井供水系统系统接口,客户细分客户关系渠道通路价值主张关键业务,目录,第四部分项目商业模式,合作伙伴（KP）,关键业务(KA),关键资源（KR）,价值主张（VP）,客户关系（CR）,渠道通路（CH）,客户细分（CS）,成本结构（CS）,收入来源（RS）,项目商业模式,九方面要点,项目商业模式,客户关系（CR）,客户细分（CS）,主要客户群1.国有煤矿2.地方煤矿3.非煤矿山,1、联通各省级分公与各省能源集团建立良好的战略合作关系2、联通各地市级分公司与各矿业集团建立合作关系3、联通各县级分公司与各地方煤矿建立良好的客户关系,渠道通路（CH）,各级集团客户销售团队是推广主要渠道,价值主张（VP）,1、通过建设“智慧矿山”实现移动电信客户规模转网，带动3G业务发2、实现煤炭行业信息化应用重大突破，扭转行业竞争中被动局面以新矿集团华矿试点为例，可实移动用户转网400户，100M宽带一条。正式商用后，可实现转网上千户,关键业务(KA),井下3G通信井下人员精确定位,关键资源（KR）,1、井下Femto基站2、光纤宽带接入专线3、省级AG平台,合作伙伴（KP）,收入来源（RS）,1、ICT收入-Femto转售收入2、光纤宽带租线收入3、3G套餐收入4、带动煤工家属3G或2G通信收入,成本结构（CS）,1、AG平台接入成本2、光纤宽带接入成本3、手机成本4、采购华为Femto基站成本,九方面要点,项目合作模式投资界面：矿业集团投资建设井下专网租用专线实现专网与联通AG平台互联Femto设备通过ICT方式建设业务发展：联通公司与矿业集团签订合作协议，每个矿发展客户2000-3