一种基于5G网络的智能矿山作业方法与流程

本技术涉及智能矿山，特别涉及一种基于5g网络的智能矿山作业方法。

背景技术：

1、随着现代工业技术不断进步与发展，使得矿业发展也愈发蓬勃，为了更好地进行矿山管理、高效采掘、安全生产等，智能矿山逐渐受到矿产企业研发人员的重视。智能矿山能够提升产业层次、创新能力、质量效益，是矿产企业发展必由之路，其推动我国矿山建设向安全、高效、经济、绿色与可持续发展方向迈进，当前正处于智能矿山发展和建设的关键时期。

2、在露天矿山，当前工艺流程主要包括穿孔、爆破、铲装、运输等环节，依赖于人工驾驶钻机、电铲、矿卡、电机车等移动装备完成工作；在地下矿山，当前作业面主要依赖于人工驾驶凿岩台车、撬毛台车、铲运机、地下矿卡等移动装备完成作业，由于作业环境恶劣（高温、辐射、昏暗、粉尘等），采面人员工作危险性高，劳动强度大，同时由于设备的使用依赖于工人的经验，相关数据无法及时采集以指导生产，设备的综合利用效率比较低，配矿的精准性和效率也亟待提升。因此，智能矿山概念应运而生。然而矿山的智能化也有待提升，进一步实现矿山的物理空间和信息空间融合，以将矿山的生产、经营、管理、控制等实现一体化，实现各个系统工作面的协同优化。

3、现有的智能矿山方案，其无人化规模有限，作业现场无人化、少人化落实程度不高，无法避免岗位职工接触职业病危害因素，特别是深凹边坡塌方带来的人身风险，进一步无法实质上改善员工工作环境，也无法实现本质化安全生产；此外，现有的智能矿山方案关注于单体设备的智能化，设备之间的连接缺少系统性考虑，无法从系统角度支撑精益生产，现有技术无法使得这种智能矿山方案实现落地，进而无法保障降本增效、优化人力资源、提高劳动生产率以及提升企业竞争力的效果。因此，亟待一种切实可行，且真正实现做到系统化的智能矿山方案以解决上述问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种基于5g网络的智能矿山作业方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

2、根据本技术实施例的第一方面，提供了一种基于5g网络的智能矿山作业方法，包括：

3、基于目标矿山关联的5g专网，将所述目标矿山的矿山设备的作业信息，发送至预设的边缘控制中心；

4、根据所述边缘控制中心调用所述目标矿山的矿山模型，并通过所述矿山模型与所述作业信息，生成设备控制指令；

5、通过所述5g专网，将所述设备控制指令发送至所述矿山设备；

6、响应于所述设备控制指令，所述矿山设备调整作业动作。

7、可选地，所述基于目标矿山关联的5g专网，将所述目标矿山的矿山设备的作业信息，发送至预设的边缘控制中心包括：

8、基于所述目标矿山的地形数据，构建与所述目标矿山关联的所述5g专网；

9、根据预设的改装原则，对所述目标矿山的矿山设备进行改装；

10、通过所述5g专网，建立所述矿山设备与所述边缘控制中心之间的通信；

11、通过所述5g专网，将所述作业信息发送至所述边缘控制中心。

12、可选地，所述根据预设的改装原则，对所述目标矿山的矿山设备进行改装包括：

13、为所述矿山设备加装上位感知系统与下位操作系统，其中，所述上位感知系统采集所述矿山设备的作业信息，所述下位操作系统调整所述矿山设备的所述作业动作。

14、可选地，所述基于目标矿山关联的5g专网，将所述目标矿山的矿山设备的作业信息，发送至预设的边缘控制中心包括：

15、基于所述上位感知系统，采集所述矿山设备关联的所述作业信息，其中，所述作业信息包括所述矿山设备的环境信息、位姿信息以及动作信息；

16、通过所述5g专网，将所述作业信息上报至所述边缘控制中心；

17、将所述作业信息存储至所述边缘控制中心的数据存储库。

18、可选地，所述基于所述上位感知系统，采集所述矿山设备关联的所述作业信息包括：

19、通过所述上位感知系统中的图像采集传感器，采集所述矿山设备关联的所述环境信息；

20、通过所述上位感知系统中的姿态采集传感器，采集所述矿山设备关联的姿态信息；

21、基于所述5g专网进行定位信息通信，确定所述矿山设备关联的位置信息，并结合所述姿态信息，得到所述位姿信息；

22、通过所述上位感知系统中的读取模块，读取所述矿山设备关联的动作信息。

23、可选地，所述根据所述边缘控制中心调用所述目标矿山的矿山模型包括：

24、接收所述目标矿山的地形数据，根据所述地形数据构建所述矿山模型；

25、基于预设的地形采集策略，驱动预设的地形采集设备采集所述目标矿山的地形修正数据；

26、根据所述地形修正数据，对所述矿山模型进行更新；

27、响应于所述边缘控制中心发送的模型调用指令，调用所述矿山模型。

28、可选地，所述基于预设的地形采集策略，驱动预设的地形采集设备采集所述目标矿山的地形修正数据包括：

29、响应于接收的地形采集指令，确定所述地形采集指令中包含的目标位置信息；

30、调用所述矿山模型，结合所述目标位置信息，生成所述地形采集设备的运行路径；

31、驱动所述地形采集设备沿所述运行路径行动，并通过所述地形采集设备采集所述地形修正数据。

32、可选地，所述根据所述边缘控制中心调用所述目标矿山的矿山模型，并通过所述矿山模型与所述作业信息，生成设备控制指令包括：

33、根据所述边缘控制中心调用所述矿山模型；

34、发送所述矿山模型与所述作业信息至远程操作平台；

35、根据所述远程操作平台，接收针对所述矿山模型与所述作业信息的用户操作指令，并根据所述用户操作指令生成设备控制指令。

36、可选地，所述根据所述边缘控制中心调用所述目标矿山的矿山模型，并通过所述矿山模型与所述作业信息，生成设备控制指令包括：

37、根据所述边缘控制中心调用所述矿山模型；

38、获取与至少一个协同矿山设备具备对应关系的至少一个协同作业信息；

39、基于所述至少一个协同作业信息、所述作业信息以及所述矿山模型，生成与所述矿山设备关联的目标设备控制指令，以及与所述至少一个协同矿山设备具备对应关系的至少一个协同设备控制指令，其中，

40、所述目标设备控制指令与所述至少一个协同设备控制指令构成所述设备控制指令。

41、可选地，所述响应于所述设备控制指令，所述矿山设备调整作业动作包括：

42、响应于所述目标设备控制指令，所述矿山设备调整作业动作；

43、响应于所述至少一个协同设备控制指令，关联的所述至少一个协同矿山设备调整作业动作，完成所述矿山设备与所述至少一个协同矿山设备的协同作业。

44、可选地，所述响应于所述至少一个协同设备控制指令，关联的所述至少一个协同矿山设备调整作业动作，完成所述矿山设备与所述至少一个协同矿山设备的协同作业包括：

45、读取任意一个协同设备控制指令，确定该协同设备控制指令中包含的设备编号信息、作业时间信息、作业动作信息；

46、根据所述设备编号信息，确定对应的协同矿山设备为目标协同矿山设备；

47、根据所述作业时间信息，确定作业时间点，并根据所述作业动作信息，在所述作业时间点调整所述目标协同矿山设备的作业动作，直至全部协同矿山设备调整作业动作后，完成所述矿山设备与所述至少一个协同矿山设备的协同作业。

48、可选地，所述响应于所述设备控制指令，所述矿山设备调整作业动作包括：

49、基于所述下位操作系统中的控制器与电控执行机构，调整所述矿山设备的位移动作、养护动作与工作动作，其中所述作业动作包括所述位移动作、所述养护动作与所述工作动作。

50、可选地，所述矿山设备通过所述5g专网与所述边缘控制中心通信的过程中，通过预设的通信监测模块对通信质量监测，当所述通信质量低于预设的通信质量指标时，向所述边缘控制中心发送预警指令，并控制所述矿山设备停机。

51、可选地，所述矿山设备在接收到手动操作指令的情况下，停止响应所述设备控制指令，直至接收到手动操作停止指令。

52、本技术提供的基于5g网络的智能矿山作业方法，基于目标矿山关联的5g专网，将所述目标矿山的矿山设备的作业信息，发送至预设的边缘控制中心；根据所述边缘控制中心调用所述目标矿山的矿山模型，并通过所述矿山模型与所述作业信息，生成设备控制指令；通过所述5g专网，将所述设备控制指令发送至所述矿山设备；响应于所述设备控制指令，所述矿山设备调整作业动作。实现矿山生产过程的自动化、集中化、远程化、可视化、在线化，实现生产现场的实时监控及实时掌控，对生产相关的设备数据及时采集，提升设备的综合利用效率，提升配矿精准性和效率。

53、此外，还实现矿山的物理空间和信息空间融合，以将矿山的生产、经营、管理、控制等实现一体化，实现各个系统工作面的协同优化。保障了矿场作业现场无人化、少人化，避免岗位职工接触职业病危害因素，特别是深凹边坡塌方带来的人身风险，改善员工工作环境，实现本质化安全生产，达到了保障降本增效、优化人力资源、提高劳动生产率以及提升企业竞争力的效果。