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提效率降成本保安全,首個商用5G無人礦山來了!丨5G“破繭化蝶”專題

于惠如2019-06-29 11:02

(圖片來源:全景視覺)

經濟觀察報 記者 于惠如 6月26日,在上海舉辦的2019世界移動大會上,N1館里,由“現場挖掘機遠程操控臺”和“遠端真實挖掘機現場實景屏幕”組成的展示區域格外吸睛。

在展會現場,操作人員在操控面板前控制手柄,透過遠端實景屏幕可以看到,遠在1200公里外河南洛陽欒川三道莊鉬鎢礦的挖掘機、鉆機等設備正在實時作業。

無人駕駛挖掘機將礦石鏟進鏟斗,再倒進礦用自卸車大廂內,待滿載后,自動駕駛的無人礦卡車自動駛離現場,駛向2公里外的碎礦站,整個無人車輛編隊自動有序作業。

這種1200公里之外的“現場辦公”,正是基于5G技術在無人礦山領域的應用。“基于5G網絡超高速率和超低時延的特點,我們實現在上海調度洛陽三道莊的無人礦山設備,并且實時操控。”現場華為工作人員向記者介紹說。

與其他“實驗性”的應用不同,5G技術落地三道莊無人礦山已將近兩個月,且在該礦區已實現規模應用。這也使三道莊無人礦山理所當然成了全國首個5G無人礦山。

5G無人礦山成功運行的背后,是華為、河南躍薪智能機械有限公司(下簡稱“躍薪智能”)、洛鉬集團、河南移動、河南聯通等多家公司合作的結果。“目前我們用在礦區里的機械設備包括無人挖掘機、無人鉆機、30輛無人駕駛純電動礦用自卸車,這些設備接受無人礦山調度系統的統一調度。”躍薪智能總工程師楊輝表示,設備和操作系統的運行都是在5G網絡環境下進行,能夠實現日開采量3萬噸。

談及5G無人礦山的效益,華為輪值董事長胡厚崑認為:“5G網絡裝備的無人駕駛礦車,省去每年為司機支付的人工成本。車輛的行駛速度可以從每小時10公里提高到35公里,效率大幅度提高。此外,由于是無人駕駛,避免了人員傷亡。”

“免費午餐”打破天花板

2017年初,躍薪智能研發出無人采礦設備,并在三道莊鉬礦實施了局部無人作業。2018年,該公司通過無人礦山智能調度系統,實現國內首例礦區全程無人作業,即在礦山開采過程中,鉆、鏟、裝、運全程無人現場操作。

無人駕駛技術的進步,很大程度上保障工作人員的安全,降低了人工成本,但同時也存在其它問題。因為4G網絡速率不夠快,控制臺屏幕顯示的畫面常出現延時、卡頓等問題,因而降低了工作效率。

此外,4G網絡下,自動駕駛礦車的速度只能控制在每小時10公里以內。而在5G網絡下,礦車的行駛時速可提升至每小時30公里,運輸效率大幅提升。

“4G環境下,因為存在時延問題,現場圖片傳到控制臺時往往比實景滯后,遇到障礙物需要緊急剎車或者制動,控制臺操作后傳到礦車的反應也會慢,雖然車輛具備避障及路況識別功能,如果車速太快,就容易造成事故。應用5G通訊技術后,它超低延時的特點,使整個車隊行駛的可靠性得到很大提高。”華為現場工作人員解釋說。

2019年前,因為網絡速率問題,無人采礦技術也遇到了天花板。楊輝為了尋求突破,今年3月中旬,他拜訪華為上研所,希望這家國內5G技術最強的公司能對自己有啟發。

結果沒有令他失望。剛從上海回到河南,華為就派團隊到礦區實地考察。“前前后后總共考察了4次,一周之后我們就跟華為簽署了5G技術合作協議,計劃將5G技術應用在無人礦山領域。”楊輝說。

在與華為簽署協議后,移動、聯通也紛紛向三道莊無人礦山伸出橄欖枝。4月初,移動、聯通在三道莊無人礦山安裝5G通信基站,半個月后,基站安裝完成,進入調試階段。

“一個5G基站的覆蓋半徑是500米-600米,三道莊礦山的面積大約是五平方公里,所以我們總共安裝了五個,四個角各一個,中間一個,就能滿足整個礦山的網絡覆蓋需求。”楊輝說,三道莊無人礦山更像是5G技術在行業應用的一個試點,而且他們用的5G網絡都是免費的。

4月29日,三道莊礦區無人采礦5G應用技術首秀。回憶整個過程,楊輝將此次合作定義為一次“來得非常快的合作”,“談意向快,簽協議快,安裝設備、基站快,運行使用快。”

在胡厚崑看來,將5G技術應用在無人礦山領域,對原有智能采礦設備進行基于5G網絡的升級改造,利用5G網絡的超高速率、超低時延的特性,解決了礦山特殊復雜環境信號傳輸的技術瓶頸。

在應用中迭代

根據國際采礦業發展趨勢,自動及遠程遙控采礦技術是未來實現礦山無人開采的關鍵技術。2016年,我國發布了《全國礦產資源規劃(2016-2020年)》,明確提出5年內要大力推進礦業領域科技創新。

5G無人礦山無疑是礦業領域目前最新的一項創新。“30多臺已改造完成可自動編組、全天候作業的無人駕駛車輛,基于5G網絡穩定運行的智能開采系統,實現生產零事故,使礦區生產的開采效率、資源利用率得到大幅提升,極大降低企業的生產成本。”前述華為工作人介紹。

在實現露天礦區鉆、鏟、裝、運的全程無人操作,帶來提高效率、降低成本、降低事故率等優勢之外,5G無人礦山也有“煩惱”。

由于目前沒有針對無人礦山領域的5G模組,三道莊無人礦山使用的是華為此前針對民用市場開發的模組,造成應用匹配出現問題,需要經過多次協議轉換才可應用。

“就好比無人礦山領域的5G模組是一個講日語不懂漢語的人,現有5G模組是一個講漢語又不懂日語的人,要讓他倆能溝通,還需要一個既懂日語又懂漢語的翻譯,這就降低了傳輸的效率。”楊輝說,這是接下來迭代過程中需要解決的問題。

楊輝眼里的另一個困擾就是資費。“流量的使用至少是以前的5倍。”而此前一臺車只需兩個攝像頭,現在需要增加至5個。此外,傳輸高清圖像的流量遠高于此前傳輸普通圖像的流量。由于目前運營商并沒有對三道莊5G無人礦山計費,楊輝無法估算將來在此方面的花費。

“資費只能算是一個小問題,礦業的無人駕駛與民用交通領域不同,礦業相對來說是一個利潤較高的行業,就算資費高一點,我們還是可以承受的。”楊輝說。

華南新聞中心記者
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