這里有長(zhǎng)達(dá)半年的漫長(zhǎng)冬季，山川冰凍三尺，四野白雪皚皚，氣溫常常能達(dá)到-50℃的極寒；這里“烏金”遍地，機(jī)器轟鳴，蘊(yùn)藏著火熱的能量……這里是位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾草原中部的雁寶能源寶日希勒露天煤礦。在這個(gè)“極寒”與“火熱”的世界里，5G的到來(lái)奏響了更加和諧的“冰”與“火”協(xié)奏曲。
寶日希勒露天煤礦年生產(chǎn)能力達(dá)3500萬(wàn)噸，是我國(guó)北方地區(qū)重要的煤炭保供單位。在這個(gè)繁忙的礦區(qū)，長(zhǎng)達(dá)14米、寬和高均近8米的“巨無(wú)霸”礦卡終年不歇地穿梭忙碌。
中國(guó)移動(dòng)助力寶日希勒露天煤礦打造智慧礦山標(biāo)桿企業(yè)，大力推進(jìn)基于5G的智能無(wú)人化系統(tǒng)、無(wú)人化作業(yè)，讓該煤礦成為世界上首個(gè)極寒環(huán)境下實(shí)現(xiàn)礦卡無(wú)人駕駛編組作業(yè)的智慧礦山。
5G SA專網(wǎng)挑戰(zhàn)復(fù)雜環(huán)境
呼倫貝爾草原的冬季漫長(zhǎng)且寒冷，嚴(yán)酷的生產(chǎn)環(huán)境使礦卡駕駛工作異常艱苦。長(zhǎng)期在極寒環(huán)境下作業(yè)，安全事故率高、生產(chǎn)效率受影響曾是困擾這家大型煤礦的最大痛點(diǎn)。
“本項(xiàng)目的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)采用先進(jìn)的獨(dú)立組網(wǎng)（SA）方式，是國(guó)內(nèi)首個(gè)極寒條件下利用獨(dú)立組網(wǎng)滿足無(wú)人駕駛需求的商業(yè)案例?！敝袊?guó)移動(dòng)內(nèi)蒙古呼倫貝爾分公司副總經(jīng)理曹哲說(shuō)。
露天煤礦深邃廣袤、溝壑縱橫。礦區(qū)內(nèi)復(fù)雜的地形和崎嶇的道路還會(huì)隨著開采的推進(jìn)不斷變化。面對(duì)如此復(fù)雜的組網(wǎng)環(huán)境，中國(guó)移動(dòng)為寶日希勒露天煤礦規(guī)劃了覆蓋全部生產(chǎn)中心區(qū)域的5G網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在5G基站、核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，為適應(yīng)礦區(qū)作業(yè)位置根據(jù)生產(chǎn)情況逐年推進(jìn)變化的情況，且為滿足數(shù)據(jù)不出園區(qū)的安全性及業(yè)務(wù)應(yīng)用低時(shí)延、高可靠的需求，中國(guó)移動(dòng)因地施策，采用不固定建站方式，并將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下沉至礦區(qū)機(jī)房，建設(shè)專用核心網(wǎng)。同時(shí)，為確保無(wú)人駕駛礦卡運(yùn)輸過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全，還為礦卡系統(tǒng)配置了全方位通信防護(hù)體系，以避免網(wǎng)絡(luò)入侵造成的信息安全事故。
呼倫貝爾地區(qū)冬季最冷月份平均氣溫在-18℃至-35℃之間，極端低溫甚至低至-50℃左右，這使得大部分機(jī)房冬季低溫現(xiàn)象嚴(yán)重，存在機(jī)房設(shè)備退服、設(shè)備使用壽命縮短等問題。為滿足極寒環(huán)境下無(wú)人駕駛礦卡特殊的專網(wǎng)需求，中國(guó)移動(dòng)創(chuàng)造性制定了5G基站室內(nèi)保溫方案，通過(guò)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)低溫耐受性較差的設(shè)備使用絕熱、絕緣、阻燃的新型材料進(jìn)行包裹，保證機(jī)房?jī)?nèi)基本溫度滿足設(shè)備運(yùn)行需求。同時(shí)，利用5G無(wú)線設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，為蓄電池等設(shè)備進(jìn)行加熱保溫。各機(jī)柜內(nèi)均安裝溫感器、溫控閥門及風(fēng)扇，當(dāng)5G無(wú)線設(shè)備機(jī)柜溫度超過(guò)25℃時(shí)，溫控閥門會(huì)自動(dòng)開啟，通過(guò)風(fēng)扇將熱氣排出，主設(shè)備富余熱量將通過(guò)通風(fēng)設(shè)備向電池柜傳遞，為蓄電池加熱，以保證冬季-50℃極寒氣溫下5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行。
駛?cè)霕O寒礦山“無(wú)人區(qū)”
“寶日希勒露天煤礦的生產(chǎn)過(guò)程中，運(yùn)輸環(huán)節(jié)占主要開采成本，且安全風(fēng)險(xiǎn)高，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的無(wú)人化是當(dāng)前采礦業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)?！睂毴障＠章短烀旱V礦長(zhǎng)于海旭表示，“使用5G�礦用無(wú)人駕駛研究、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、無(wú)人值守等技術(shù)，能夠有效改善工人工作環(huán)境，解決艱苦工作崗位招工難等一系列問題?！?
依托中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)，礦區(qū)已完成5臺(tái)220噸MT4400礦卡的線性改造、3臺(tái)5G智能SD90-5E礦山推土機(jī)的安裝，實(shí)現(xiàn)了在極寒環(huán)境下重型礦車、推土機(jī)、電鏟等編組運(yùn)行和無(wú)人礦卡的精準(zhǔn)停靠、自動(dòng)裝卸、停車避讓、遠(yuǎn)程操控等作業(yè)場(chǎng)景?！笆畮啄陙?lái)就是在坑里開大車，有了無(wú)人駕駛，我們都從礦坑里解放出來(lái)了?！睂毴障＠章短烀旱V運(yùn)輸段3班無(wú)人駕駛組組長(zhǎng)包長(zhǎng)明欣慰地說(shuō)。
礦區(qū)內(nèi)，無(wú)人駕駛礦卡來(lái)回穿梭，井然有序地自主完成排隊(duì)裝載。通過(guò)云端無(wú)人駕駛管理平臺(tái)，加裝毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等感知元件，這些“巨無(wú)霸”能應(yīng)對(duì)礦區(qū)多塵、雨雪、多碎石、路面顛簸等復(fù)雜環(huán)境挑戰(zhàn)，對(duì)作業(yè)環(huán)境實(shí)時(shí)感知，與電鏟、灑水車、平路機(jī)、指揮車、加油車協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)裝載、運(yùn)輸、卸載等一整套露天礦無(wú)人運(yùn)輸作業(yè)流程。
精細(xì)動(dòng)作更多的礦山推土機(jī)則使用的是遠(yuǎn)程操控技術(shù)。移動(dòng)5G大帶寬、小于20毫秒的可靠時(shí)延及全息裸眼3D技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)、畫面、聲音及震動(dòng)等信息實(shí)時(shí)回傳至遙控駕駛艙。坐在舒適、安全的遠(yuǎn)程駕駛艙，駕駛員可實(shí)時(shí)感受推土機(jī)“開山平地”的力量，擁有身臨其境的“駕駛感”。
寶日希勒露天煤礦機(jī)電部主任海素峰介紹：“移動(dòng)5G�無(wú)人駕駛通過(guò)先進(jìn)的智能控制、協(xié)同管理、大數(shù)據(jù)處理、高精度定位、融合感知、智能規(guī)劃決策等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了礦卡的無(wú)人駕駛，從根本上杜絕因車輛側(cè)翻、剮碰、失控、跌落等安全事故造成的人身傷害，達(dá)到本質(zhì)安全的同時(shí)也能降低人工成本?！?
5G技術(shù)的應(yīng)用，為寶日希勒煤礦打造出國(guó)內(nèi)第一個(gè)無(wú)人駕駛綜合運(yùn)輸效率超過(guò)有人駕駛的露天礦無(wú)人化項(xiàng)目。5臺(tái)礦卡的無(wú)人化可精簡(jiǎn)礦卡司機(jī)16名，3臺(tái)遙控推土機(jī)可精簡(jiǎn)人員9名，3臺(tái)智能巡檢機(jī)器人可精簡(jiǎn)人員12名，實(shí)現(xiàn)了“少人則安、無(wú)人則安”的安全生產(chǎn)目標(biāo)，現(xiàn)階段年節(jié)約人工成本預(yù)計(jì)達(dá)670余萬(wàn)元。
中國(guó)移動(dòng)在寶日希勒露天煤礦的5G�無(wú)人駕駛應(yīng)用已獲授權(quán)專利28項(xiàng)、軟件著作權(quán)21項(xiàng)，發(fā)表論文8篇。寶日希勒煤礦的礦卡無(wú)人駕駛編組技術(shù)研究形成了國(guó)內(nèi)首個(gè)極寒工況無(wú)人駕駛系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系，填補(bǔ)了當(dāng)前極寒地區(qū)礦山設(shè)備無(wú)人化測(cè)試規(guī)程的空白。
