生產控制業務走“快車道”,視頻業務分配至“寬車道”,日常數據上傳分流到“普通車道”
煤礦企業布設井下信息“高速公路”
日前,山東能源集團聯合華為公司研發的井下新一代工業生產環網在其三級單位李樓煤業完成布設,李樓煤業由此成為國內首個“全業務切片”礦井。
2024年12月,國家礦山安全監察局印發《煤礦工業視頻安裝及聯網接入規范(試行)》的通知,針對采煤工作面、掘進工作面、重要災害治理點、井下主要硐室以及地面關鍵位置等場所,要求“無視頻不作業”。
要滿足“無視頻不作業”的要求,網絡就必須跟上。過去,網絡架構異常復雜:首先是煤礦普遍采用三張以上二層交換網絡,承載井下生產數據、視頻感知、安全感知等業務,導致井下線纜敷設困難、網絡建設和運維投入巨大;其次是網絡承載的業務之間相互影響,還存在普遍性的網絡風暴問題,一旦發生會使業務受到大面積影響;再次,傳統網絡沒有統一管理,缺少有效的排障手段,必須依賴工人下井排障,維修效率低,嚴重影響正常生產作業。此外,隨著智能化業務深化,無死角視頻的大帶寬需求、電力系統防越級跳閘的低時延要求、安全系統的高可靠保障等差異化需求更加凸顯。
2022年底,山東能源云鼎科技攜手華為技術團隊開啟為期兩年的技術攻堅,成功研發以SRv6、FlexE硬切片技術為底座的“切片網絡”。
“傳統網絡好比一條車道固定的老路,所有車輛擠成一團,極容易出現堵車,而我們的切片網絡更像一條井井有條的高速公路,能根據‘車輛’類型和‘車速’劃分專用車道。生產控制業務走‘快車道’,視頻業務分配至‘寬車道’,日常數據上傳則分流到‘普通車道’,互不干擾。”云鼎科技產品線產品經理許羽斌形象地比喻道,“當某條‘車道’帶寬不足時,系統還能實時擴容,整個網絡系統既通暢又穩定。”
據許羽斌介紹,切片網絡實現了“一網承載、安全可靠、智能運維”三大核心突破:切片網絡將原本分散的多張網絡合并,具備5萬兆大帶寬,將相關對象定位、安全防護等業務接入切片網絡,實現一網承載礦井全業務,可滿足未來5至10年的智能化發展需求;每個切片都是獨享帶寬資源,能夠保證業務之間的隔離傳輸,互不影響,而且一旦某條鏈路斷開,可通過智能路由實現網絡路徑快速切換,保障網絡安全可靠;配備智能化管理平臺,主動識別網絡中存在的問題,分鐘級定位故障點,大大提高了運維效率。
據了解,李樓礦業的網絡架構以前每天要巡檢多張網絡,費時又費力。采用切片網絡后,李樓煤業的生產網絡架構得到了優化,視頻畫面延時平均低于10毫秒,業務故障處理時間減少約50%,故障影響時間降低約70%。
井下隔爆型匯聚路由器,采用快插設計,通信線纜即插即用;具有50G接口帶寬,整機體積小,方便安裝部署。
“要致富,先修路。切片網絡就是一條通往礦山信息化、智能化的路。”據參與此次技術攻關的華為工程師介紹,“此次切片網絡研發采用的切片技術路線性能強大,而且設備都是自主創新,從生產到測試也都是在國內完成。”
“自試點運行以來,未發生一起因環網風暴導致的大面積斷網事故。”李樓煤業相關負責人對切片網絡給予高度評價。
井下接入路由器,本安型設計,外殼小巧方便安裝和移位;搭配整體式背板,安裝美觀;自帶指示燈板,方便日常運維有行業專家指出,綜合承載網的成功應用,不僅解決了礦山智能化的底層通信難題,更通過技術標準化為能源行業提供可復制的數字化轉型模板。
據悉,該解決方案目前已啟動在山東能源所屬新巨龍、金雞灘等多個礦區的復制推廣,更被國家能源局納入《煤礦信息綜合承載網通用技術規范》,有望成為智能礦山建設的標配網絡方案。