矿井无线传输测试分析与矿用5G优选工作频段研究
作者
孙继平1 , 彭铭1, 刘斌2
作者单位
1.中国矿业大学(北京) 人工智能学院,北京 100083;2.国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 羊场湾煤矿,宁夏 银川 750408
一
研究背景
目前通过理论分析和电磁仿真研究矿井无线传输衰减的较多,但误差较大;矿井现场测试分析的较少,难以满足优化无线工作频段及无线通信基站和定位分站布置的需求。因此,笔者进行了350 MHz~6 GHz较大频率范围的煤矿井下无线传输测试,并对测试结果进行了分析研究,揭示了矿井无线传输特性,提出了煤矿井下无线通信系统的优选工作频段。
二
研究成果
1) 拐弯巷道中频率越低,无线传输衰减越小,其中350 MHz~900 MHz频段的无线传输衰减最小,矿用无线通信系统的工作频段应优选350 MHz~900 MHz。
2) 分支巷道中频率越低,无线传输衰减越小,其中350 MHz~900 MHz频段的无线传输衰减最小,矿用无线通信系统的工作频段应优选350 MHz~900 MHz。
3) 辅助运输大巷中700 MHz~900 MHz频段的无线传输衰减最小,矿用无线通信系统的工作频段应优选700 MHz~900 MHz。
4) 掘进巷道中700 MHz~900 MHz频段的无线传输衰减最小,矿用无线通信系统的工作频段应优选700 MHz~900 MHz。
5) 综采工作面中433 MHz~1 300 MHz频段的无线传输衰减最小,矿用无线通信系统的工作频段应优选433 MHz~1 300 MHz。
6) 综合考虑拐弯巷道、分支巷道、辅助运输大巷、掘进工作面、综采工作面的无线传输衰减,矿用无线通信系统的工作频段应优选700 MHz~900 MHz。
7) 在巷道断面相同的情况下,拐弯巷道中的无线传输衰减小于分支巷道;支巷发射的分支巷道中的无线传输衰减小于主巷发射的分支巷道。巷道拐弯和分支均增加了无线传输衰减。为减小巷道拐弯和分支对无线传输的影响,无线通信基站和定位分站及其天线应设置在拐弯巷道的拐点和分支巷道的分支点。
8) 研究成果已被中华人民共和国能源行业标准NB/T 11546—2024《煤矿用5G通信系统通用技术条件》、NB/T 11523—2024《煤矿用5G通信基站》和NB/T 11547—2024《煤矿用5G通信基站控制器》应用。
作者简介
孙继平,教授,博导,中国矿业大学(北京)原副校长。三十多年来一直从事煤矿监控与监视、定位与通信、信息化与智能化、电气安全与事故应急救援等方面的研究和创新工作,是煤矿监控、通信、定位、监视领域技术引领者和行业标准制定者。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9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130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。
引用格式
孙继平,彭铭,刘斌. 矿井无线传输测试分析与矿用5G优选工作频段研究[J]. 工矿自动化,2024,50(10):1-11, 20.
SUN Jiping, PENG Ming, LIU Bin. Analysis of wireless transmission tests in mines and preferred working frequency bands formining 5G[J]. Journal of Mine Automation,2024,50(10):1-11, 20.
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