В разрезе связи: преимущества выделенных сетей для добывающей промышленности

Цифровизация помогает ускорить, упростить, сделать менее затратными процессы в любой отрасли. А в промышленности «цифра» решает ещё и вопросы безопасности. Но чтобы голосовая связь, датчики и видеокамеры эффективно работали на шахте или разрезе, нужна качественная цифровая инфраструктура.

Один из главных трендов последних лет — выделенные промышленные сети PLTE (Private LTE). Они же дают возможность в недалёком будущем задействовать роботов и другие технологии, помогающие сэкономить ресурсы и вывести человека из опасной зоны.

Первыми цифровую трансформацию производства начали промышленные гиганты. Решая важные технологические задачи, выделенную сеть у себя уже развернули или строят гиганты российского машиностроения, металлургии и добывающей промышленности.

Значительная доля российских сетей PLTE — в портфеле МТС. В угольном Кузбассе компания развернула «выделенку» на железорудной шахте и угольном разрезе. Почему PLTE — оптимальная среда для передачи данных в открытых и закрытых выработках, объясняет директор компании в Кемеровской области Руслан Бекиров.

Эволюция промышленной коммуникации

В июне «КАМАЗ» представил первый самосвал-беспилотник «Юпитер 30», у которого нет водительской кабины. Машина создана, чтобы перевозить горную массу или руду без непосредственного участия человека — он полностью выводится из опасной зоны. Самосвал работает автономно, полагаясь на датчики, камеры и радары. 

Чтобы, в частности, этот проект состоялся, телекоммуникационный оператор и Камский автозавод в начале 2020 года протестировали на заводе в Набережных Челнах первую в России пилотную промышленную сеть 5G. Опытная эксплуатация «Юпитера 30», по заявлению производителя, пройдёт на разрезе «Черниговский» в Кемеровской области.

«Исторически для передачи голоса на всех разрезах использовались УКВ или транковые радиостанции — так называемая технологическая связь, — комментирует разраьотку Руслан Бекиров. — Для того, чтобы её наладить, нужно арендовать частоты у государства и развернуть локальную радиосеть. Затем начала применяться мобильная связь стандарта GSM (2G) уже не только для звонков, но и, например, для получения данных с карьерной техники. Многочисленные датчики помогают понять, как работает машина здесь и сейчас, в каком она состоянии и, соответственно, когда пришло время её ремонтировать».

Горняки знают, что желательно делать это заранее, а не когда сломалось — второе намного дороже. Телеметрия помогает бороться с простоями. Более того, компании-производители стимулируют владельцев собирать и анализировать данные о технике.

Так, мировые лидеры по выпуску карьерных самосвалов и экскаваторов, например Liebherr, дают расширенные гарантийные права покупателям, которые мониторят состояние двигателя. Да, владелец ежемесячно платит за телеметрию, но с учётом стоимости годового обслуживания оказывается в плюсе.

Чтобы передать данные об уровне топлива в баке одного-двух самосвалов пропускной способности сети GSM вполне достаточно, а вот с десятков объектов одновременно — уже проблематично. Не говоря уже о передаче видео с обзорных камер (с тех же беспилотников). Ведь диапазон и ёмкость сети делятся на все устройства.

В поисках более совершенной среды передачи данных угольные компании внедряли Wi-Fi, но столкнулись с серьёзными проблемами, продолжает собеседник издания. Технология очень плохо работает с подвижными объектами: самосвалами и экскаваторами, — не позволяет управлять скоростями и частотами, не гарантирует должный уровень скорости и сигнала.

Наконец, Wi-Fi — это больше indoor-технология, которая на открытых пространствах не обеспечивает нужного радиуса покрытия. В сотовой же сети можно его регулировать.

В карьере и в штреке

Если 2G не хватало ёмкости для передачи данных, то современный стандарт LTE ориентирован как раз на IP-трафик, поясняет эксперт. И не имеет значения, что именно передаётся: голос, видео или телеметрия. А главное, LTE отлично работает с подвижными объектами. Кроме того, можно расставлять приоритеты: выбирать, какие данные мы передаём в первую очередь.

«Чем технология LTE хороша конкретно для подземных выработок? Wi-Fi работает в прямой видимости. Если горизонт уходит чуть в сторону, сигнал не «добивает» до цели. В случае с сотовым оборудованием мы можем распространить и отразить сигнал. Поэтому шахта по добыче железной руды в Таштагольском районе Кемеровской области, входящая в одну из крупнейших металлургических и горнодобывающих компаний, отдала предпочтение PLTE. Мы построили её для предприятия в 2021 году, — комментирует директор МТС в Кемеровской области. — Вторую выделенную сеть в добывающем секторе региона сейчас разворачиваем на угольном разрезе в Междуреченске. Там есть технологическая связь, но разрез очень большой. К тому же отвалы меняют рельеф, что влияет на распространение радиоволн. Предприятию приходилось постоянно передислоцировать и модернизировать свою систему радиосвязи. Это очень дорого: нужно содержать отдельный штат сотрудников, постоянно обновлять оборудование. Мобильная связь, рассчитанная на покрытие больших территорий, снимает этот вопрос».

Сам себе оператор

В LTE голос, видео и данные передаются IP-пакетами. И что немаловажно — в закрытом контуре. Большинство промышленных компаний предпочитает, чтобы данные оставались внутри корпоративной среды и доступ извне к ним был закрыт. PLTE как раз решает эту задачу. Базовые станции работают внутри сети предприятия и взаимодействуют только с его сервером.

Этот подход кардинально отличает выделенную сеть LTE от коммерческой сети оператора: исключается её неконтролируемое использование сотрудниками. Сеть полностью подчиняется правилам, регламентам и политикам безопасности предприятия.

«PLTE — это закрытая, только ваша сеть, — акцентирует внимание Руслан Бекиров. — Это отдельные SIM-карты с уникальными для предприятия настройками. Наряду с информационной безопасностью гарантируются параметры качества обслуживания для различного типа трафика.

Запуская выделенную LTE, мы рассчитываем количество абонентов, единиц техники и стационарных объектов, понимаем, какой нужен будет трафик и, соответственно, какой частотный диапазон для этой локации нужно выделить. Так как никто снаружи к вам подключиться не сможет, скорость в сети не снизится».

Ещё несколько слов о преимуществах выделенной LTE в добывающей промышленности. На её базе легко построить специальную сеть интернета вещей стандарта Nb-IoT. Она позволяет получать информацию от большого количества устройств — любых датчиков — с минимальным расходом трафика и энергии.

На одном заряде IoT-устройства могут работать без подзарядки до 10 лет. Гаджетов в промышленности используется всё больше, и сеть Интернета вещей подхватывает эту тенденцию.

В шаге от роботизации

На базе LTE-сети возможны зональное и точное позиционирование персонала и техники, видеонаблюдение с аналитикой, машинное зрение, диспетчеризация, удалённый помощник по технологии дополненной реальности и многие другое. Для роботизации же LTE не даёт нужной скорости для передачи тяжёлых исходящих данных. Но она готова к апрейду до 5G — новую инфраструктуру строить не придётся.

5G ещё сильнее заточена под IP-трафик и по своим свойствам приближена к оптоволокну. Скорость, заложенная в технологии связи пятого поколения, позволяет роботизировать бурение и другие работы, а значит, убрать людей из опасной зоны, как и в случае с беспилотными самосвалами.

Резюмируя, отметим, что в промышленности LTE — это главная артерия для передачи данных (от голоса до тяжёлого видео), телеметрии, Интернета вещей и задел на будущее для роботизации. 

Перейти на страницу проекта "В помощь шахтеру"