煤矿5G通信系统的安全性研究

常 琳，郑慧莹，李 鸣

（1.安标国家矿用产品安全标志中心有限公司，北京 100013；2.中国矿业大学 矿山数字化教育部工程研究中心，江苏 徐州 221000；3.中国矿业大学 计算机科学与技术学院，江苏 徐州 221000）

第5代移动通信技术（简称5G）通信速率高、容量大、可靠性高、时延低，已经在地面得到广泛的使用[1]。但是目前矿用5G系统还没有成功下井应用，一方面是由于煤矿井下特殊环境的制约，更重要的是因为矿用5G系统的安全性还缺乏定量的分析。

煤矿井下的环境复杂，开采过程中的风险也多种多样，瓦斯泄漏、煤尘爆炸、水灾、火灾等都有可能对工作人员造成生命威胁。为了确切掌握井下作业人员的位置、综合调度、快速通知、远程控制等，需要建立一套完善的移动通信系统[2]。

有线通信的优势是短距离的传输速度快、准确性高并且应用起来相对安全无害，无线通信的优势是信息传递过程较为方便快捷且成本较低。现在我国使用的无线网络结构，是由无线通信与有线通信结合而成。在环境条件恶劣的矿井中，通常将无线通信与有线通信相结合，既可以在有线介质施工困难的地方快速传播信号，又可以减少信号干扰带来的影响[3]。

煤矿井下的无线通信系统发展经历了小灵通、WiFi、3G和4G通信。小灵通技术依托联通的CDMA技术，将其应用到矿井下，由于充分考虑了矿井的实际情况，无线小灵通设备可靠性强，性能高，建设成本低，并且抗干扰能力强。但是因为小灵通不能提供作业人员定位且通信质量不稳定，它目前已经不适用于井下移动通信系统了。……