長期以來，安全一直是制約礦山行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，人的安全更是重中之重。“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”是國家“十三五”規(guī)劃提出的要求。近年來，隨著5G專網(wǎng)、5G/V2X、自動(dòng)駕駛等技術(shù)的發(fā)展，使礦山自動(dòng)駕駛運(yùn)輸真正成為了可能。中國聯(lián)通通過與陽泉冀東水泥進(jìn)行全方位合作，充分運(yùn)用5G專網(wǎng)大帶寬、低時(shí)延等特性，實(shí)現(xiàn)5G礦山自動(dòng)駕駛，在國內(nèi)水泥行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)全礦無人化運(yùn)輸。李部長說：“運(yùn)輸無人化是整個(gè)智慧礦山以及礦山無人化的第一步，無人化將解決礦山近年來越來越嚴(yán)重的招人難、招人貴的問題，并在安全生產(chǎn)方面為礦山帶來極大的提升。誰走在了前面，誰就抓住了今后企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的空間。”
據(jù)李部長介紹，和目前行業(yè)中不少示范項(xiàng)目不同，陽泉冀東水泥5G礦山自動(dòng)駕駛項(xiàng)目作為冀東水泥集團(tuán)智慧礦山的標(biāo)桿項(xiàng)目，從一開始就很注重和生產(chǎn)相結(jié)合，要實(shí)現(xiàn)真正的商用落地和運(yùn)營。中國聯(lián)通5G礦山自動(dòng)駕駛提供的就是針對礦山生產(chǎn)特點(diǎn)的采、運(yùn)、排一體化解決方案，而優(yōu)勢恰恰在于面向全礦無人化運(yùn)輸運(yùn)營的“采”和“排”兩端。
李部長指著現(xiàn)場正在裝載的挖機(jī)和無人礦卡說：“這里的挖機(jī)上安裝著挖卡協(xié)同系統(tǒng)。挖機(jī)作業(yè)在不斷地變換位置，這個(gè)礦卡可以準(zhǔn)確地找到挖機(jī)鏟臂的位置，自動(dòng)規(guī)劃路徑倒車入位。這個(gè)自動(dòng)找鏟的技術(shù)在行業(yè)中是非常領(lǐng)先的。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，遇到很大一個(gè)困難是隨著時(shí)空的不斷變化，自動(dòng)規(guī)劃路徑響應(yīng)時(shí)間會較長。團(tuán)隊(duì)不斷研究新的算法，創(chuàng)新地運(yùn)用了時(shí)空分離方法動(dòng)態(tài)規(guī)劃路徑，提升了計(jì)算效率和成功率，解決了找鏟時(shí)間長的難題。
和露天煤礦相比，水泥礦山卸料時(shí)有一個(gè)非常突出的特點(diǎn)就是有破碎站，一方面車輛需要排隊(duì)進(jìn)出破碎站，另一方面衛(wèi)星信號會受到遮擋而無法精準(zhǔn)定位。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究，首創(chuàng)提出協(xié)同智能卸料系統(tǒng)。經(jīng)過近兩個(gè)月的部署實(shí)施、測試調(diào)優(yōu)，最終校準(zhǔn)出最優(yōu)的算法，采用定位切換實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入站。
中國聯(lián)通自研的5G智能車路協(xié)同系統(tǒng)，可采用AI的融合感知算法，通過充分掌握、研判破碎站里外情況，選擇車輛進(jìn)入破碎站的時(shí)機(jī)，完成起斗卸料和駛離，真正實(shí)現(xiàn)礦車無人干預(yù)的自主卸料作業(yè)。這“最后一公里”的研究實(shí)踐，將為項(xiàng)目在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)全礦無人化運(yùn)輸運(yùn)營奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
離開智慧礦山觀景平臺，來到智慧礦山指揮中心。大屏幕上，挖機(jī)處、運(yùn)輸?shù)缆贰⑿读峡诘忍帲瑢?shí)時(shí)生產(chǎn)情況一覽無余。值班人員可以通過大屏看到車輛往返運(yùn)行的情況，通過視頻看到每輛車內(nèi)方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)情況。李部長指著不遠(yuǎn)處遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)說：“這個(gè)是應(yīng)急遠(yuǎn)程駕駛接管系統(tǒng)，通過云端調(diào)度系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、車路協(xié)同系統(tǒng)、應(yīng)急遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，組成整個(gè)礦山自動(dòng)駕駛的安全運(yùn)行保障體系。”
“目前我們已經(jīng)有同事是遠(yuǎn)程駕駛的高手了，開車自如且入庫停靠相當(dāng)精準(zhǔn)。”李部長打趣地說，“這些場景的實(shí)現(xiàn)，得益于中國聯(lián)通為陽泉冀東水泥搭建了一套優(yōu)質(zhì)的5G網(wǎng)絡(luò)。”遠(yuǎn)程駕駛非常考驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)能力，對上行帶寬、時(shí)延、數(shù)據(jù)安全性都有苛刻要求。
中國聯(lián)通通過部署邊緣計(jì)算人工智能平臺，實(shí)現(xiàn)云端計(jì)算能力下沉至廠區(qū)，結(jié)合優(yōu)異的5G網(wǎng)絡(luò)分流能力，全場景低于15ms的超可靠、超低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，充分滿足“遠(yuǎn)程駕駛”“挖卡協(xié)同”“協(xié)同卸料”等系列應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與穩(wěn)定性的要求，充分滿足陽泉冀東水泥對數(shù)據(jù)不出園區(qū)的安全硬要求。
后記：2021年，該項(xiàng)目獲得工信部第四屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽行業(yè)虛擬專網(wǎng)專題賽賽道一等獎(jiǎng)和決賽優(yōu)秀獎(jiǎng)。