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

　　6月26日，在上海舉辦的2019世界移動大會上，N1館里，由“現(xiàn)場挖掘機(jī)遠(yuǎn)程操控臺”和“遠(yuǎn)端真實挖掘機(jī)現(xiàn)場實景屏幕”組成的展示區(qū)域格外吸睛。

　　在展會現(xiàn)場，操作人員在操控面板前控制手柄，透過遠(yuǎn)端實景屏幕可以看到，遠(yuǎn)在1200公里外河南洛陽欒川三道莊鉬鎢礦的挖掘機(jī)、鉆機(jī)等設(shè)備正在實時作業(yè)。

　　無人駕駛挖掘機(jī)將礦石鏟進(jìn)鏟斗，再倒進(jìn)礦用自卸車大廂內(nèi)，待滿載后，自動駕駛的無人礦卡車自動駛離現(xiàn)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(yè)。

　　這種1200公里之外的“現(xiàn)場辦公”，正是基于5G技術(shù)在無人礦山領(lǐng)域的應(yīng)用。“基于5G網(wǎng)絡(luò)超高速率和超低時延的特點，我們實現(xiàn)在上海調(diào)度洛陽三道莊的無人礦山設(shè)備，并且實時操控。”現(xiàn)場華為工作人員向記者介紹說。

　　與其他“實驗性”的應(yīng)用不同，5G技術(shù)落地三道莊無人礦山已將近兩個月，且在該礦區(qū)已實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。這也使三道莊無人礦山理所當(dāng)然成了全國首個5G無人礦山。

　　5G無人礦山成功運(yùn)行的背后，是華為、河南躍薪智能機(jī)械有限公司（下簡稱“躍薪智能”）、洛鉬集團(tuán)、河南移動、河南聯(lián)通等多家公司合作的結(jié)果。“目前我們用在礦區(qū)里的機(jī)械設(shè)備包括無人挖掘機(jī)、無人鉆機(jī)、30輛無人駕駛純電動礦用自卸車，這些設(shè)備接受無人礦山調(diào)度系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度。”躍薪智能總工程師楊輝表示，設(shè)備和操作系統(tǒng)的運(yùn)行都是在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)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(rèn)為：“5G網(wǎng)絡(luò)裝備的無人駕駛礦車，省去每年為司機(jī)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(fèi)午餐”打破天花板

　　2017年初，躍薪智能研發(fā)出無人采礦設(shè)備，并在三道莊鉬礦實施了局部無人作業(yè)。2018年，該公司通過無人礦山智能調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)國內(nèi)首例礦區(qū)全程無人作業(yè)，即在礦山開采過程中，鉆、鏟、裝、運(yùn)全程無人現(xiàn)場操作。

　　無人駕駛技術(shù)的進(jìn)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(wǎng)絡(luò)速率不夠快，控制臺屏幕顯示的畫面常出現(xiàn)延時、卡頓等問題，因而降低了工作效率。

　　此外，4G網(wǎng)絡(luò)下，自動駕駛礦車的速度只能控制在每小時10公里以內(nèi)。而在5G網(wǎng)絡(luò)下，礦車的行駛時速可提升至每小時30公里，運(yùn)輸效率大幅提升。

　　“4G環(huán)境下，因為存在時延問題，現(xiàn)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(yīng)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(yīng)用5G通訊技術(shù)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(xiàn)場工作人員解釋說。

　　2019年前，因為網(wǎng)絡(luò)速率問題，無人采礦技術(shù)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(nèi)5G技術(shù)最強(qiáng)的公司能對自己有啟發(fā)。

　　結(jié)果沒有令他失望。剛從上海回到河南，華為就派團(tuán)隊到礦區(qū)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(shù)合作協(xié)議，計劃將5G技術(shù)應(yīng)用在無人礦山領(lǐng)域。”楊輝說。

　　在與華為簽署協(xié)議后，移動、聯(lián)通也紛紛向三道莊無人礦山伸出橄欖枝。4月初，移動、聯(lián)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(jìn)入調(diào)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(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。”楊輝說，三道莊無人礦山更像是5G技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用的一個試點，而且他們用的5G網(wǎng)絡(luò)都是免費(fèi)的。

　　4月29日，三道莊礦區(qū)無人采礦5G應(yīng)用技術(shù)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(xié)議快，安裝設(shè)備、基站快，運(yùn)行使用快。”

　　在胡厚崑看來，將5G技術(shù)應(yīng)用在無人礦山領(lǐng)域，對原有智能采礦設(shè)備進(jìn)行基于5G網(wǎng)絡(luò)的升級改造，利用5G網(wǎng)絡(luò)的超高速率、超低時延的特性，解決了礦山特殊復(fù)雜環(huán)境信號傳輸?shù)募夹g(shù)瓶頸。

　　在應(yīng)用中迭代

　　根據(jù)國際采礦業(yè)發(fā)展趨勢，自動及遠(yuǎn)程遙控采礦技術(shù)是未來實現(xiàn)礦山無人開采的關(guān)鍵技術(shù)。2016年，我國發(fā)布了《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》，明確提出5年內(nèi)要大力推進(jìn)礦業(yè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新。

　　5G無人礦山無疑是礦業(yè)領(lǐng)域目前最新的一項創(chuàng)新。“30多臺已改造完成可自動編組、全天候作業(yè)的無人駕駛車輛，基于5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的智能開采系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)零事故，使礦區(qū)生產(chǎn)的開采效率、資源利用率得到大幅提升，極大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。”前述華為工作人介紹。

　　在實現(xiàn)露天礦區(qū)鉆、鏟、裝、運(yùn)的全程無人操作，帶來提高效率、降低成本、降低事故率等優(yōu)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(lǐng)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(fā)的模組，造成應(yīng)用匹配出現(xiàn)問題，需要經(jīng)過多次協(xié)議轉(zhuǎn)換才可應(yīng)用。

　　“就好比無人礦山領(lǐng)域的5G模組是一個講日語不懂漢語的人，現(xiàn)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?shù)男省！睏钶x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(fèi)。“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(xiàn)在需要增加至5個。此外，傳輸高清圖像的流量遠(yuǎn)高于此前傳輸普通圖像的流量。由于目前運(yùn)營商并沒有對三道莊5G無人礦山計費(fèi)，楊輝無法估算將來在此方面的花費(fèi)。

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

責(zé)任編輯：張國帥