白云鄂博,蒙語意為“富饒的神山”,其稀土資源居世界第一,鈮資源居世界第二,享有世界“稀土之都”的美譽。
在全球最大的稀土礦——白云鄂博礦區(qū),記者看到,巨大的猶如天眼的礦坑里,大型礦用車輛正忙碌地穿梭著。這里有高6.8米、載重170噸的礦卡,也有長13.5米、寬度近8米、重達150噸的電鏟車,但令人嘆為觀止的是,這些“巨無霸”里沒有任何駕駛?cè)藛T,前進、后退、轉(zhuǎn)彎、裝卸,都由車輛“自主”完成。
指揮這些“巨無霸”的,正是“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”新技術(shù)。
今年5月,包鋼集團、中國移動內(nèi)蒙古公司、華為公司、踏歌智行、百度等聯(lián)合發(fā)布了全球首個無人礦卡編組5G+應(yīng)用。經(jīng)過6個多月的實踐應(yīng)用,“5G智慧礦車無人駕駛”已成為新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)結(jié)合的典型范例。
搭建5G網(wǎng)絡(luò)
實現(xiàn)礦車無人駕駛
回溯2018年,這里的景象卻完全不同。那時的白云鄂博礦區(qū)因工作條件差、人員安全風(fēng)險大,幾乎無法招聘到新的司機。隨著司機隊伍的老齡化及有限的人員長時間作業(yè),生產(chǎn)效率大幅下降,而礦區(qū)的維護、管理成本卻逐年加大。招工難、效率低、成本高、風(fēng)險大,種種問題已經(jīng)嚴重影響到這個有60余年歷史礦場的進一步發(fā)展。這座世界最大的露天稀土礦,迫切需要一場智能化的升級改造。
隨著5G大幕拉開,中國移動內(nèi)蒙古公司聯(lián)合包鋼集團、華為公司及踏歌智行、百度等合作伙伴,落實“智慧礦山”發(fā)展行動計劃,在白云鄂博礦區(qū)打造“5G+智慧礦區(qū)”項目,實現(xiàn)礦卡車輛的無人駕駛和采礦設(shè)備的無人操作,以及礦山生產(chǎn)運營、調(diào)度的自動化管理。
要實現(xiàn)智慧礦區(qū)無人駕駛技術(shù)應(yīng)用和智能化管理,幾個關(guān)鍵問題必須破解:高速安全的網(wǎng)絡(luò)保障、礦卡車輛自動駕駛解決方案的設(shè)計、遠程智能調(diào)度監(jiān)控平臺的搭建、信息化管理平臺及應(yīng)用的建設(shè)、礦車的更新改造等等。然而,對于面積廣闊、地形復(fù)雜、人車混行的礦區(qū)而言,每個問題都是難題!
為實現(xiàn)“智慧礦山”無人駕駛,來自通信業(yè)、工業(yè)、軟件業(yè)等不同領(lǐng)域的企業(yè)通力合作,發(fā)揮各自所長,在白云鄂博礦區(qū)部署了業(yè)界領(lǐng)先的5G基站設(shè)備,搭建了安全可靠的5G網(wǎng)絡(luò),為礦區(qū)自動駕駛、高清視頻回傳等提供了安全、可靠的連接保障。同時,采用云、管、端、邊的四層結(jié)構(gòu),率先切入礦區(qū)場景,成功研發(fā)全球首個在用礦的礦用汽車無人駕駛運輸系統(tǒng),在國內(nèi)首個實現(xiàn)無人駕駛礦用車編組的工程應(yīng)用,核心技術(shù)自主可控。
采用云、管、端、邊結(jié)構(gòu)
打造安全綠色的智慧礦區(qū)
云、管、端、邊四層結(jié)構(gòu)的引入,為白云鄂博礦區(qū)實現(xiàn)智能化管控奠定了基礎(chǔ)。
在“云”方面,搭建云平臺,不斷強化5G邊緣計算能力與核心云計算能力,構(gòu)建自動駕駛分級決策“大腦”,滿足自動駕駛對高性能計算的需求;搭建遠程智能調(diào)度監(jiān)控平臺,建設(shè)“5G+北斗”的車車-車網(wǎng)-車地通信系統(tǒng),完成位置的精準計算與車輛實時調(diào)度,有效提高特殊環(huán)境下礦車作業(yè)效率,實現(xiàn)礦山生產(chǎn)運營自動化管理。
在“管”方面,截至目前,中國移動內(nèi)蒙古公司投入5G專網(wǎng)設(shè)備7套、基礎(chǔ)配套設(shè)備6套、傳輸線路7皮長公里,完成信令傳遞和遠程控制等功能;依托自主研發(fā)核心平臺提出的分級決策自動駕駛解決方案,融合GPS、視覺感知等技術(shù),利用車載傳感器、路側(cè)傳感器的多層面數(shù)據(jù),構(gòu)建多維時空模型,確保車輛對環(huán)境的感知;通過構(gòu)建露天鐵礦石石方、鐵礦原石運輸?shù)V卡無人駕駛作業(yè)集群,最大限度減少工程現(xiàn)場作業(yè)人員的數(shù)量,有效確保人員安全。
在“端”方面,采取“傳統(tǒng)礦卡車輛進行無人駕駛改造+新無人駕駛礦卡車輛并入”的方案,最大限度利舊,降低成本。改造后,車輛均搭載激光雷達、毫米波雷達、差分GPS定位、5G-V2X無線通信等多項先進技術(shù)裝備,能夠?qū)崿F(xiàn)車輛遠程操控、車路融合定位、精準停靠、自主避障等功能,有效提高特殊環(huán)境下礦車作業(yè)效率,降低作業(yè)風(fēng)險。
在“邊”方面,對無人駕駛來說,邊緣計算是必需,有了邊緣計算,才能在車車、車路信息的處理能力上實現(xiàn)大幅提升。邊緣計算服務(wù)依托于中國移動內(nèi)蒙古公司5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,能夠?qū)崿F(xiàn)AI場景化服務(wù)到5G網(wǎng)絡(luò)邊緣的高效部署和毫秒級的計算任務(wù)響應(yīng)。5G邊緣計算和AI的深度融合將加速AI技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用,將會讓更多產(chǎn)業(yè)享受到5G+
AI帶來的技術(shù)紅利。
截至今年10月,白云鄂博礦區(qū)4臺無人礦卡和兩臺電鏟車已實現(xiàn)無人駕駛作業(yè),累計行駛里程達5000多公里,無人運輸循環(huán)1300余次。根據(jù)計劃,該礦區(qū)最終將實現(xiàn)17臺礦卡以及7臺電鏟車的無人駕駛作業(yè),礦車“無人化”比例將達65%,無人駕駛礦卡將從半班作業(yè)過渡到整班作業(yè),并將逐步開啟夜班作業(yè),追平人工駕駛的工作效率,全面實現(xiàn)主礦區(qū)無人駕駛的全礦應(yīng)用。礦車“無人化”后,包鋼集團在人員、能源、耗材等方面,每年降低企業(yè)成本約3000萬元。同時,在智能化管控下,礦區(qū)綜合效益將提升10%以上,節(jié)能環(huán)保、降本增效水平將得到明顯提升,直接及間接為企業(yè)增收近億元。未來,白云鄂博礦區(qū)將成為一座集安全、綠色、科技于一體的智慧礦區(qū)。
“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金。”從2018年8月項目啟動,到智慧礦區(qū)解決方案發(fā)布;從礦區(qū)5G試驗站正式開通,到智慧礦區(qū)無人駕駛應(yīng)用順利發(fā)布……白云鄂博智慧礦區(qū)無人駕駛應(yīng)用項目每個階段穩(wěn)步推進的背后,均融合了中國移動最前沿的5G生態(tài)理念。2019年7月,該項目入選中國移動“5G示范龍頭項目”,作為內(nèi)蒙古地區(qū)第一例5G商用案例向全國推廣,并亮相2019年中國移動全球合作伙伴大會。目前,該案例模式已在內(nèi)蒙古鄂爾多斯、通遼兩市,以及山西、四川等地陸續(xù)推廣,可復(fù)制性極強。
據(jù)了解,后續(xù)中國移動內(nèi)蒙古公司將與合作伙伴攜手,以提升智慧礦區(qū)無人駕駛應(yīng)用項目的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和企業(yè)效益為基礎(chǔ),進一步加快推進大規(guī)模工程應(yīng)用。中國移動將依托自身5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,加強5G多模通信技術(shù)與無人駕駛運輸系統(tǒng)技術(shù)的深度融合,與合作伙伴共同推進“智慧礦山”建設(shè),不斷完善方案并積極推廣,真正實現(xiàn)該方案可復(fù)制、可借鑒、可推廣,切實助力中國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
編輯:曹倩
監(jiān)制:彭超