2021年国家能源局综合司下达了能源领域行业标准制修订计划项目“煤矿用5G通信系统通用技术条件”（项目编号：能源20210130），并确定由中国矿业大学（北京）等为起草单位，负责标准的编写制定工作。中国矿业大学（北京）孙继平教授作为标准起草工作组组长，负责整体技术方案和指标的确定。标准起草工作组通过多种途径广泛收集了与煤矿用5G通信系统有关的技术资料，全面掌握了现有煤矿用5G通信系统有关的应用和技术情况，在分析研究和试验验证的基础上，确定了煤矿用5G通信系统的技术要求、试验方法等内容，形成了《煤矿用5G通信系统通用技术条件》（征求意见稿）。本文根据《煤矿用5G通信系统通用技术条件》（征求意见稿）进行整理。

      1） 系统应具有远程控制、监控、定位、监视和语音等不同业务承载功能。

      2） 系统应具有支持采煤机、掘进机、电铲、挖掘机、无轨胶轮车及电机车等远程控制功能。

      3） 系统应具有支持矿用运输车辆应急远程接管功能。

      4） 系统应具有支持摄像机音视频的远程实时传输功能。

      5） 系统应具有支持监控设备、传感器、车辆辅助驾驶等数据采集功能。

     6） 系统应具有语音通话功能，符合MT/T 1115的要求。系统宜支持VoNR或VoLTE融合语音，可集成矿用融合调度系统。

      7） 系统应具有端到端切片功能，提供差异化的切片资源分配、特性组合等，满足远程控制、监控、视频和语音等差异化的业务性能要求，符合YD/T 3973的要求。

      8） 系统应支持SA组网方式，支持5G NR的通信制式，所使用的频段应符合国家无线电监测中心发布的有关规定。

      9） 系统宜支持5G LAN以太网通信，符合 YD/T 3615的要求。

      10） 系统应具有应急惯性运行功能，当矿区专网与通信运营商公用网络失联时，本地业务可持续在线作业。

      11） 系统应具有设备级冗余保护功能，当单个物理端口故障时，数据业务不中断。

      12） 系统应具有核心网双设备冗余保护功能，当主设备故障时，切换备用设备继续提供服务。

      13） 系统应具有核心网控制面传输机密性和完整性保护功能，保证核心网控制面的安全。

      14） 系统应具有终端认证、检查和限制接入系统非授权终端的功能，支持煤矿企业安全服务器对终端的认证。

      15） 系统应具有防止终端攻击系统和合法终端功能。

      16） 系统网管应具有核心网、传输设备、基站控制器、基站和终端集成一体化管理的功能。

      17） 系统网管应具有网络性能和业务服务性能集中监控功能。

      18） 系统网管应具有异常可视告警与故障定位功能。

      19） 系统网管应具有矿用5G网络资源评估功能，当煤矿增加新业务或更多终端接入5G网络时，应能评估5G网络资源利用率，并给出是否可上新业务的报告。

      20） 系统应具有备用电源。

      1） 基站无线覆盖半径。井工煤矿的基站无线覆盖半径（无遮挡）应符合表1要求。露天煤矿的基站无线覆盖半径（无遮挡）应符合表2要求。

表1  井工煤矿的基站无线覆盖半径（无遮挡）

表2  露天煤矿的基站无线覆盖半径（无遮挡）

      2） 有线传输距离。基站到基站控制器的有线传输距离≥10 km。基站以级联方式连接基站控制器时，总传输距离≥20 km。

      3） 系统容量。系统最大接入终端数量≥20 000个。

      4） 发射功率。井工煤矿的基站和终端无线发射功率≤6 W；露天煤矿的基站发射功率≤320 W；露天煤矿的终端无线发射功率≤6 W。

      5）接收灵敏度。基站无线接收灵敏度≤−95 dBm；终端无线接收灵敏度≤−85 dBm。

      6） 工作频率。无线工作频率应在下列频段中选取（井工煤矿优选700～900 MHz）：700 MHz、800 MHz、900 MHz、1.9/2.1 GHz、2.6 GHz、3.3 GHz、3.5 GHz、4.9 GHz、6 GHz等。

      7） 带宽。基站接入的多用户的上行和下行平均吞吐率应满足表3要求。

表3  多用户的上行和下行平均吞吐率

      8） 网络时延及稳定性。对于井工煤矿，在1 Mbit/s和 20 Mbit/s上行业务运行时，系统平均时延应小于20 ms，且端到端时延稳定性应小于 100 ms 的概率不低于 99.99%。对于露天煤矿，在 1 Mbit/s 和 30 Mbit/s上行业务运行时，系统平均时延应小于20 ms，且端到端时延稳定性应小于100 ms的概率不低于99.9%。

       9） 丢包率。单用户的丢包率≤0.01%。

      10） 小区切换时延。单用户从基站A小区切换到基站B小区的切换时延≤100 ms。

      11） 移动台蓄电池连续工作时间。移动台蓄电池连续工作时间应不小于 11 h，其中，通话时间应不小于 2 h。

      12） 基站、基站控制器及传输设备备用电源工作时间。在电网停电后，备用电源向基站、基站控制器及传输设备连续供电时间≥4 h。

       孙继平（1958—），男，山西翼城人，教授，博士，博士研究生导师，中国矿业大学（北京）原副校长；获国家科技进步奖和技术发明奖二等奖4项（第1完成人3项）；作为第1完成人获省部级科技进步特等奖和一等奖8项；作为第1完成人主持制定中华人民共和国煤炭行业、安全生产行业和能源行业标准48项；作为第1发明人获国家授权发明专利100余件；主持制定《煤矿安全规程》第十一章“监控与通信”；被SCI和EI检索的第1作者或独立完成论文100余篇；作为第1作者或独立完成著作12部；作为国务院煤矿事故调查专家组组长参加了10起煤矿特别重大事故调查工作；E-mail:sjp@cumtb.edu.cn。

孙继平.煤矿用5G通信系统标准研究制定[J].工矿自动化，2023，49（8）：1-8.

SUN Jiping.Research and development of 5G communication system standards for coal mines[J].Journal of Mine Automation，2023，49（8）：1-8.