煤炭行業(yè)技能大師石大鵬新疆維吾爾自治區(qū)煤礦智能化專家沈陽市優(yōu)秀科技工作煤科工集團沈陽設計研究院有限公司數(shù)字與智能產(chǎn)業(yè)中心

副總經(jīng)理北斗賦能智繪礦山露天礦空間智能技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會2@25年聯(lián)合大會2025JointConference

Nanchang,China中國能源研究會CHINA

ENERGY

RESEARCHSOCIETY中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationofChina◆IEEE④Ps&Enargy

Socia露天礦空間智能露天礦空間智能技術應用案例

技術發(fā)展趨勢目錄C

0

N

T

E

N

T

S露天礦空間智

能技術進展露天礦空間智

能技術現(xiàn)狀中國能源研究會CHINA

ENERGY

RESEARCHSOCIETY中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationof

China◆IEEE露天礦空間智能技術現(xiàn)狀中國能源研究會CHINA

ENERGY

RESEARCHSOCIETY中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationof

China◆IEEE露天礦空間智能體系統(tǒng)一性

高精度

全要素集成二維地圖

三維地表模型

三維地質模型多種感知設備

多模態(tài)感知數(shù)據(jù)

能力資源算法資源云資源1.1什么是露天礦空間智能技術利

用空間信息技術

(如北斗/GNSS、

三維激光掃描、無人機航測、物聯(lián)網(wǎng)感知)、

人工智能(

Al算法、計算機視覺)和數(shù)字孿生等技術，對露天礦地質環(huán)境、設備、人員、設施等一切要素進行高精度、全時空、多維度的感知與分析，構建統(tǒng)一的露天礦地理信息底座。遙感衛(wèi)星導航衛(wèi)星多類型無人機/載人機地面感知設備監(jiān)控設備核心價值核心輸出核心構成IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會“天-空-地-內(nèi)”空間立體感知網(wǎng)絡中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

IEEE2@25年聯(lián)合大會2025

Joint

Conference多源數(shù)據(jù)融合多感知手段多資源共享中國能源研究會1.2北斗系統(tǒng)在露天礦生產(chǎn)管理中的支撐作用北斗系統(tǒng)是中國自主建設和運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，致力于為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航、授時和短報文服務，在煤炭行業(yè)中，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為我國重要的時空基礎設施，展現(xiàn)了在提升生產(chǎn)效率、安全管理及智能化轉型方面的巨大潛力。Position定位煤礦生產(chǎn)Navigation導航精準定位與高效管理復雜地形、設備、人員精準定位，實時監(jiān)控，應急救援快速定位被困人員。

無人駕駛礦卡調(diào)度無人礦卡高精導航、環(huán)境感知與智能調(diào)度。北斗高精度時間服務支撐煤礦自動化設備協(xié)同作業(yè)，減少人為操

作誤差，大幅提升安全性和效率。為礦山安全生產(chǎn)提供精準的時空信息服務2@25年

IEEE

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聯(lián)合大會

能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會08能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會高精度時間同步中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

IEEETime

授時中國能源研究會IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會定位基準

數(shù)據(jù)供給

分析計算

安全保障1.3空間智能技術如何驅動露天礦智能化發(fā)展

空間智能技術采剝計算與邊坡校核

車輛定位與智能調(diào)度安

全

排

土矢量地圖與三維模型鉆孔定位與智能驗孔精準定位與動態(tài)監(jiān)管復墾監(jiān)管與長勢分析監(jiān)測預警與智能巡檢安全巡查與爆破分析中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

IEEE2@25年聯(lián)合大會中國能源研究會設

計穿孔開采生態(tài)時空定位統(tǒng)一基準難信號覆蓋弱

定位精度低

體系不完善協(xié)同共享獨立平臺多標準不統(tǒng)一

業(yè)務聯(lián)動差

綜合管控難數(shù)據(jù)生產(chǎn)生產(chǎn)效率低多源融合難

數(shù)據(jù)冗余大

安全管理難智能設備專業(yè)人員少技術門檻高

設備故障高

使用效率低空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理模式的局限性正日益成為礦山生產(chǎn)效能提升的瓶頸1.4常態(tài)化應用面臨的問題IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會2@25年聯(lián)合大會2025JointConference中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會IEEE露天礦空間智能技術進展中國能源研究會CHINA

ENERGY

RESEARCHSOCIETY中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationof

China◆IEEE2.1基于單北斗動態(tài)優(yōu)化的空間定位網(wǎng)絡構建技術■

針對礦山動態(tài)場景下，信號的有效覆蓋不足，定位精度不足現(xiàn)狀，提出“準實時高精定位+動態(tài)優(yōu)化局域組網(wǎng)”

模

式

，形成“

數(shù)據(jù)質量評估-基準網(wǎng)動態(tài)優(yōu)化-網(wǎng)絡RTK

模型優(yōu)化”三位一體的技術體系，實現(xiàn)靜態(tài)監(jiān)測毫米級

定位，移動設備亞米級定位?；鶞蕛?yōu)化+網(wǎng)絡模型優(yōu)化穩(wěn)定監(jiān)測站1輔基站A

改正數(shù)1移動終端穩(wěn)定監(jiān)測站2主基站

改正數(shù)3GNSS觀測數(shù)據(jù)質量分析

分析結果匯總觀測數(shù)據(jù)完整率圖

表(RTCM)多路徑圖表GNSS

數(shù)據(jù)質量分析軟件信噪比圖表觀測數(shù)據(jù)完整率

多

路

徑周跳比圖表信

噪

比

周

跳

比4G/5G

傳輸一觀測站2觀測站niprocess.defaultsi廣播星歷sites.defaults更新表文件過程控制

基線解算2@25年

IEEE

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聯(lián)合大會

能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會08能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會北斗裝備數(shù)據(jù)質量評估準實時高精定位區(qū)域改正中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會輔基站B改正數(shù)1IEEERinex+

星歷文件IGS數(shù)

據(jù)中心GNSS

觀測文件服務器質

量

分

析觀測文件精密星歷結果上傳sittbl.lfile.身份認證身份認證安全系統(tǒng)平秘鑰下發(fā)臺秘鑰下發(fā)公網(wǎng)服務器身份認證秘鑰下發(fā)秘鑰下發(fā)身份認證無人機遙控器2.2無人機自動機庫安全控制技術■融合嵌入式軟硬件自身加密、圖傳信號加密、網(wǎng)絡傳輸加密等技術，提高無人機與機庫之間通信的安全性，實現(xiàn)

了抗干擾能力達30

dB

,

指令傳輸成功率>99%,數(shù)據(jù)泄漏風險<10-9,偽裝攻擊識別率>99.9%

;

建

立故障分

析和決策模型，實現(xiàn)了無人機故障自我診斷、智能決策和自主處置能力，炸機率降低至萬分之三以下。256位明文密鑰初始輪加密輪密鑰產(chǎn)S盒加密Nr

個輪密鑰行移位與列混合輪密鑰加256位密文安全與隱私防護研究架構通過在飛機和機庫部署加密芯片，統(tǒng)一管控產(chǎn)品單體數(shù)據(jù)輸入輸出，實現(xiàn)鏈路簡潔、全面防護信息進出通道。IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會2@25年聯(lián)合大會2025

Joint

Conference中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會IEEEUKey無人機2.3空間模型體動態(tài)更新與多屬性精細化表達技術■提出增量式模型感知與網(wǎng)格匹配技術，實現(xiàn)地上地下多源異構數(shù)據(jù)統(tǒng)一基準與無縫融合，通過礦山采排多屬性信

息溯源及地質寫實，實現(xiàn)采排物料位置、時間、地層巖性等多屬性信息透明化表達。統(tǒng)一空間基準-數(shù)據(jù)標準化開源開放系統(tǒng)，接入所有主流數(shù)據(jù)

——避免形成系統(tǒng)或數(shù)據(jù)孤島地質屬性寫實→

實體唯一標識→

實體屬性→

實體分類編碼→

實體生產(chǎn)時間→

實體LOD0形態(tài)→

實體LOD2形態(tài)→實

體LOD3

形態(tài)融合后的實體數(shù)據(jù)以代碼形式

進行存儲多源異構數(shù)據(jù)無人機傾斜攝影激光點云數(shù)據(jù)基于礦山勘探地質數(shù)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)2@25年

IEEE

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聯(lián)合大會

能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會08能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會傾斜

模

型

地

質

語

義數(shù)

字

高

程

三

維

鉆

孔中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會IEEE2.4煤巖體一體化建模與反向重構技術■

提出基于像素特征的自適應閾值分割方法，攻克了煤巖分界線自動提取技術，精度達到0.3

m

以

內(nèi)，并融合三維

空間模型數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了基于煤巖線識別結果的煤塊體構建。二露天礦空間智能技術進展-空間模型體動態(tài)更新技術煤巖體反向重構煤巖體一體

化

建

模煤巖邊界線提取初始煤巖體構建煤巖圖像識別傾斜攝影數(shù)據(jù)勘察鉆孔數(shù)據(jù)煤巖體優(yōu)化一體化模型融合建模2.5邊坡多源數(shù)據(jù)融合監(jiān)測與綜合預警技術■

通過降雨入滲、地質構造等災害誘導因素的致災機理分析，確認影響因子權重，

以滑動窗口的抗差估計方法消除

異常點位干擾，結合歸一化指數(shù)分析方法，實現(xiàn)多源監(jiān)測數(shù)據(jù)融合技術，并結合互相關函數(shù)交叉驗證技術，實現(xiàn)

了

多源數(shù)據(jù)融合的智能預警決策方法。融合分析預警AIlConnect1@1*896FullConnection周期項連續(xù)小波

時間序列并行計算

特征提取隨機項附多源數(shù)據(jù)形變信息約束有限元強度折減法模

型滑坡預測預

警

結

果致災機理分析雨量計GNSS太陽能供電系統(tǒng)裂縫計傾角計、加速度計土壤含水率計全站儀

聲光報警器視頻監(jiān)控系統(tǒng)錨索計、應力計

激光掃描儀IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會InSAR

衛(wèi)星機載LiDAR無人機邊坡雷達監(jiān)測數(shù)據(jù)清洗2@25年聯(lián)合大會2025

Joint

Conference中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina多源數(shù)據(jù)

實時融合多源數(shù)據(jù)

異常探測中國能源研究會中值濾波選權迭代綜合動態(tài)預測不同自變量IEEE趨勢項露天礦空間智能技術典型應用。中國能源研究會CHINA

ENERGY

RESEARCHSOCIETY中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationof

China◆IEEE口解決作業(yè)人員數(shù)量與技術水平不足、降低作業(yè)人員與設備安全風險、減少作業(yè)區(qū)域與環(huán)境因素限制；實現(xiàn)無人機持續(xù)高精度定位與低延遲通信，24小時全自主無人值守作業(yè)，滿足智能礦山生產(chǎn)管理需求?？跓o人機智能航測實現(xiàn)礦山三維底圖日更新，生產(chǎn)作業(yè)效率提升200%,測繪生產(chǎn)人員減少80%,年節(jié)約生產(chǎn)管

理與設備損耗成本近千萬元。IEEEPES電力信息通信與網(wǎng)絡安全(中國)學術年會

能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會飛行狀態(tài)

執(zhí)行設備

創(chuàng)建人蝶體上傳

解辯狀態(tài)操作◆

執(zhí)行成功觀臺10/180usi◆上傳成功

解算完成2/2

100%6◆執(zhí)行成功聯(lián)合廠區(qū)

傳成功217/217

100%執(zhí)行成功觀臺

上傳成功

解算完成225/225

100%●執(zhí)行成功

212/212聯(lián)合廠區(qū)解算完成100%3.1典型應用一：基于北斗系統(tǒng)的無人機智能航測常態(tài)化應用中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

IEEE多機協(xié)同作業(yè)數(shù)據(jù)自動處理任務航線預設任務自主作業(yè)2@25年聯(lián)合大會2025

Joint

Conference中國能源研究會0解算完成3.2典型應用二：露天礦高精度三維實景模型快速更新口

解決了露天礦三維建模效率低、更新慢、精度差等問題，實現(xiàn)三維實景模型全流程自主建模，精準反映礦山動態(tài)變化，滿足礦山月-周-日采剝規(guī)劃設計需求。口三維實景模型分辨率優(yōu)于3cm

,

建模效率提升80%,實現(xiàn)礦區(qū)10km2

范圍日更新，采剝規(guī)劃設計周期縮短

60%

,大幅度提高了生產(chǎn)計劃執(zhí)行效率。規(guī)劃設計動態(tài)更新生產(chǎn)計劃執(zhí)行IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會自動建模2@25年聯(lián)合大會2025JointConference中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會IEEE3.3典型應用三：基于智能航測的露天礦剝離工程量計算口解決礦山驗收響應慢、測量誤差大、剝離驗量停工等問題，實現(xiàn)采剝范圍線自動生成、剝離量與運距爬高一鍵計算，快速輸出計算結果報表?？趧冸x量驗收實時響應，計算精度誤差由3%提升至0

.

1%,

剝離驗收效率提

升

3

0

0

%,

顯

著

提升了礦山采剝作業(yè)

的管理能力和計算精度。任務名稱篇童奔試計篇方法三英掃期料法年北京里標系：高程基準。186年青海蒸程系中央子年線，10°。系用的點云教據(jù)已經(jīng)過模實植核，棋實植核地果見服吉2024.12.08a后時相故據(jù)名稱20256161a-542025-01-06時相數(shù)據(jù)量IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會多種算量模式剝離報告自動生成采剝結果可視化點云生成DEM392-1第0

-

2(含量2@25年聯(lián)合大會2025JointConference中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會IEEE2025-02-01-采副任務報告3.4典型應用四：露天礦邊坡安全生產(chǎn)標準化達標自動核驗口基于三維實景模型的露天礦邊坡參數(shù)自動校核，實現(xiàn)礦山開采邊坡狀態(tài)全域、動態(tài)的系統(tǒng)監(jiān)測與風險評估。口露天礦邊坡特征線全自動提取率100%,

平盤寬度、高度自動計算誤差≤0.3米，邊坡角度自動計算誤差≤0.5度，較人工作業(yè)提升效率近10倍。坡底線、坡頂線提取

邊坡參數(shù)提取與校核IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會2@25年聯(lián)合大會2025

Joint

Conference中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

GNSS&LBSAssociationofChina中國能源研究會IEEE3.5典型應用五：基于北斗空間定位的露天礦車輛動態(tài)優(yōu)化調(diào)度口解決了露天礦路網(wǎng)地圖更新慢，車輛調(diào)度優(yōu)化難等問題，實現(xiàn)了地圖高精度快速更新，車輛軌跡自適應提取、路網(wǎng)動態(tài)優(yōu)化與車輛實時調(diào)度，運輸生產(chǎn)效率提

升

3

0

%,車輛能耗降

低

2

0

%

,調(diào)度決策耗時縮短超40%。口

基

于北斗高精定位技術，實現(xiàn)無人駕駛車輛實時定位、防撞預警、主動剎車、超速管理、軌跡查詢等功能，形

成車輛運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會運輸路線1運輸路線2運輸路線3車輛軌跡提取目標1:待車時間最小目標均衡目標2:待鏟時間最小目標

n自動匹配、自主編組分級/分區(qū)調(diào)度解決多目標耦合與維度

爆炸的問題降低對服務器的依賴，

實現(xiàn)去中心化觀察回報行動行

動回報觀

察數(shù)據(jù)采集真實環(huán)境5GAgent

1Agent2Agent

3Agent4中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

IEEE分散部署真實環(huán)境多智能體強化學習調(diào)度系統(tǒng)2@25年聯(lián)合大會中國能源研究會集中訓練數(shù)字孿生3.6典型應用六：火區(qū)治理災害巡查口通過機載紅外熱遙感與“Al+”空間智能分析，實現(xiàn)露天煤礦復雜環(huán)境下火災隱患精準識別與快速響應，識別定位精度達亞米級，火點自動識別預警響應時間≤1min,

火災識別準確率>95%以上?？诮档湍茉磽p耗，年節(jié)約災害治理成本近50%,

減少人員安全事故80%,

實

現(xiàn)安全效益與經(jīng)濟效益雙提升。IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會中國能源研究會

中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationofChina火點智能識別災害應急響應火區(qū)范圍分析2@25年聯(lián)合大會IEEE3.7典型應用七：礦山生態(tài)修復監(jiān)測口機載多光譜傳感器，具備厘米級分辨率的生態(tài)修復監(jiān)測能力，可精準識別植被覆蓋度變化，植被成活率評估周期較傳統(tǒng)人工方法縮短80%

?？谕ㄟ^“空-天-地”數(shù)據(jù)聯(lián)動，構建修復區(qū)三維生態(tài)模型，實現(xiàn)土壤污染邊界的精確圈定，精度達±0.3米，微量

元素檢測誤差<5%

。IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

IEEE植被狀態(tài)監(jiān)測多時序監(jiān)測2@25年聯(lián)合大會2025

Joint

Conference土壤監(jiān)測中國能源研究會3.8典型應用八：露天礦群時空信息聯(lián)合作業(yè)口結合集群露天礦時空關聯(lián)緊密及設備通用性強的特點，利用統(tǒng)一時空基準、標準的數(shù)據(jù)接口等優(yōu)勢，有針對性地開展空地協(xié)同、災害預警、聯(lián)合響應，實現(xiàn)露天礦群廣域大數(shù)據(jù)分析，建立全面、高效的一體化監(jiān)測體系。生產(chǎn)執(zhí)行

應急處置新疆地區(qū)露天礦群日常巡檢

設備監(jiān)測

數(shù)據(jù)更新多端聯(lián)動式實時預警預報服務Web

端監(jiān)管/預警平臺終端/短信通知

現(xiàn)場提示設備廣域地質災害風險篩查

和風險等級評估巡查地質災害隱患

分布高分遙感+InSAR詳查孕災壞境地形

地貌低空無人機評估隱患點風險等

級評價風險等級評估“

時

間

驅

動

+

數(shù)

據(jù)

驅

動

”

主動式監(jiān)測預警時間驅動周期性處理

常態(tài)化監(jiān)測數(shù)據(jù)驅動數(shù)據(jù)融發(fā)實時計算預警IEEE

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能源北斗與時空智能創(chuàng)新技術應用大會能源行業(yè)人工智能應用大賽暨創(chuàng)新發(fā)展大會數(shù)字時空底座

安全生產(chǎn)巡檢

全覆蓋監(jiān)測中國能源研究會

中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationofChina2@25年聯(lián)合大會08重點風險

隱患區(qū)IEEE預警信息露天礦空間智能技術發(fā)展趨勢中國能源研究會CHINA

ENERGY

RESEARCHSOCIETY中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會GNSS&LBSAssociationof

China◆IEEE北斗+人工智能智能預測性維護：

Al分析設備北斗軌跡、

振動等數(shù)據(jù)，預測關鍵部件故障，變“壞

了再修”為“壞前就修”。自主決策調(diào)度：

Al學習歷史運輸數(shù)據(jù)與實

時路況，動態(tài)優(yōu)化全局調(diào)度方案，自主應

對堵車、設備故障等突發(fā)狀況。北斗+通信網(wǎng)絡超低時延控制：5G-A/6G極低時延與

北斗高精度定位結合，實現(xiàn)無人礦卡的

瞬時急停、遠程實時操控，安全性倍增。全域無縫連接：為礦山海量傳感器提供

高帶寬、高可靠的通信基礎，確保時空

數(shù)據(jù)不丟包、不中斷。北斗+邊緣計算邊緣：在礦場本地處理無人駕駛避障、設備精

準對位等實時性要求極高的控制指令。協(xié)同效應：云端下達戰(zhàn)略指令，邊緣端執(zhí)行戰(zhàn)

術動作，實現(xiàn)全局最優(yōu)與局部響應的統(tǒng)一。4.1北斗深度融合，驅動礦山智能系統(tǒng)升級IEEE

PES電力信息通信與網(wǎng)絡安全(中國)學術年會

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