我国地下专网通信技术取得突破性进展 为安全生产构筑"隐形生命线"

问题——地下空间为何长期“听不见、叫不应” 地面通信网络加速升级的同时,地下数十米至数百米的矿井巷道、地铁隧道、综合管廊和人防工程,仍长期属于通信覆盖薄弱区域。地下作业空间封闭狭长、分支复杂、环境恶劣,一旦发生冒顶、透水、火灾、瓦斯爆炸等事故,通信链路可能因断电、设施受损或信号衰减而中断,直接影响人员疏散、救援协同和风险处置效率。对高危行业而言,通信“不断联”不仅影响生产组织,更关乎生命安全和公共安全。 原因——介质强衰减与公网特性决定“天然短板” 地下通信难,首先受物理环境限制。高频电磁波在岩石、土壤和含水地层中损耗大,地下空间遮挡明显、多径效应突出,信号强度与时延稳定性难以保证。其次,公众通信网络强调广域覆盖与资源共享,面对地下这种高度定制化场景,往往难以做到按需建设和专用保障。在涉密或高风险行业,数据传输还需要更高的安全性与可控性,单靠公网难以满足专用调度、抗毁通信和安全隔离等要求。 影响——从“看得见的效率”到“看不见的安全” 通信能力不足会让井下调度指挥、人员定位、设备状态回传等关键环节出现盲区,影响日常生产的精细化管理。更大的风险在突发事件处置:救援需要尽快掌握人员分布、通风与瓦斯参数、通道可通行情况等信息,一旦通信中断,现场信息难以及时汇总,指挥决策可能滞后,救援组织成本和人员风险随之上升。随着智慧矿山、智能隧道建设加速,高清视频回传、远程操控、海量传感接入对网络提出更高要求,地下通信能力已成为行业数字化转型的重要基础设施。 对策——专网化、分层化与多技术融合成为主线 业内普遍认为,面向地下复杂场景,建设独立可控的地下专网是提升可靠性与安全性的关键路径。地下专网通常与公众网络相对独立,可在公网拥塞或故障时保障核心业务,并围绕覆盖连续、时延可控、抗毁可靠、安全隔离进行定制化设计。 从技术路径看,当前地下专网呈现“有线打底、无线补盲”“窄带保底、宽带增效”的组合趋势: 一是泄漏同轴电缆等漏缆方案在隧道、巷道等线性空间应用较成熟。沿线敷设具辐射能力的电缆,可实现连续稳定覆盖,适合人员移动通信和常规数据业务。但该方案依赖前期布线,遭遇坍塌、火灾等灾害时设施可能受损,对未覆盖区域也难以快速补齐。 二是透地通信等特低频手段更多用于应急“兜底”。其不依赖基站和线路,在设施受损情况下仍可提供最低限度的语音或短消息能力,适用于矿难救援、地震应急和人防指挥等场景,但带宽有限,难以承载视频等大流量业务。 三是5G地下专网正成为智能化升级的“骨干网”。通过井上核心处理与井下拉远覆盖、微基站补点等方式,并结合边缘计算,实现数据就地处理、低时延控制与多终端接入,支撑远程操控、智能巡检、高清视频监控和多传感融合等应用。对煤矿、地铁运维等行业而言,这类网络有助于提升少人化、无人化作业能力与风险预警水平。 四是面向更深地层的低频磁感应等新方案正在探索。不同于传统射频传播,该类技术利用磁场耦合提升对岩层的穿透能力,具备小型化、低功耗等潜在优势,未来有望与现有体系互补,用于极端场景的短距通信或关键链路增强。 前景——从“能通信”迈向“可感知、可控制、可追溯” 随着地下空间开发利用强度提升,地下通信将从单一语音联络,升级为融合定位、感知、视频、控制与安全管理的一体化网络底座。下一阶段主要体现在三上:一是提升网络韧性,通过多链路冗余、分区隔离、抗毁设计与应急供电保障,降低灾害情况下失联概率;二是强化安全体系,围绕关键行业推进端到端加密、可信身份、数据分级与本地闭环处理,提升可控性;三是推进标准与协同,推动矿山、轨道交通、综合管廊等行业频谱使用、接口规范、终端兼容与应急联动上形成更统一的体系,促进规模化部署与运营。

地下空间的现代化治理,既要拓展深部空间,也要把安全能力同步下沉。通信不是附属配置,而是连接现场与指挥、风险与处置、设备与人员的关键纽带。以多技术协同的地下专网补齐短板、增强韧性,将为高危行业安全水平提升和城市地下空间稳定运行提供更有力的支撑。