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5G助力运输矿卡实现无人驾驶 白云鄂博智慧矿山攀升新高度

杨洁中国证券报·中证网

  在全球最大稀土矿——内蒙古白云鄂博矿区巨大犹如天眼的东矿矿坑,编号1704的运输矿卡通过矿区专属的5G网络接收到了指挥中心传来的返回停车场的指令,驾驶室里“司机”却没有把手放在方向盘上扭转方向盘,取代“司机”的是各个传感器和既定的程序算法,在行进不到半小时,这辆长13米、高6.8米、自重136吨、载重170吨的“巨无霸”,精准地停靠在地上停车坪的白线框内——车轮距离白线内缘20厘米。

  这套行云流水的作业流程,已经经历了一年左右时间的检验。据介绍,今年下半年开始,随着无人驾驶系统更加稳定可靠,坐在驾驶室里“司机”位置的安全员,也可以逐步撤离。

  这只是包钢集团5G智慧矿山应用的冰山一角。中国移动、华为、北京踏歌智行、北方股份等八方联合开发“5G智慧矿山”技术方案,正在将5G、人工智能、云计算等新一代信息通信技术与传统工业体系紧密结合,助力其进一步降本增效,也为实体经济创造新价值带来可能。

  解决矿山痛点

  白云鄂博,蒙语意为“富饶的神山”,这里是中国最大的铁-氟-稀土综合矿床,稀土矿和铌矿资源居全国之首,被誉为中国的“稀土之都”,闻名中外。

  不过,“稀土之都”的自然环境却不那么让人神往。中国证券报记者来到白云鄂博时是9月中旬,体感温度已经逼近零度。包钢集团白云鄂博矿区副矿长王国栋介绍,到了冬天,在-308米的矿坑底部,有零下四十多度,对在矿区工作的司机们是一大挑战。

  不只是低温,司机们还需面对噪音、粉尘、辐射等艰苦环境。此外,驾驶好几百吨的矿卡,行驶在有很多180度弯道的矿区道路上也并非易事。王国栋在矿区工作了大半辈子,他回忆道,矿车司机是三班倒,因为人手紧缺,很难承担有人想请假换班的情况,夜班司机早上下班后经常找他谈心诉苦,“五十多岁了,开车开得腰疼……”

  这是不容忽视的实际情况,因为工作条件差、安全风险大,矿区正面临着大批老司机到了退休年龄但无法招到新司机的困境。王国栋介绍,之前给了矿区30个司机招聘指标,但实际只招来了三个人。

  对于矿区来说,70%的成本来自运输环节,而这一环节绝大部分成本又来自于司机。这座建矿60多年的世界最大露天稀土矿,迫切需要一场智能化、无人化的升级改造,“本质上不是省多少钱的事,是想把大家工作的情绪调动好,把安全问题也解决好。我们现在再招司机,就可以招远程司机,可以体面地穿着白衬衫坐在办公室远程作业的那种。”王国栋说。

  国内首个试点

  包钢集团白云鄂博东矿区是全国乃至全球基于5G网络条件下无人驾驶矿车的首个应用。中国移动联合华为公司为该矿区建设了5个5G宏基站、2个室分站,形成矿区5G专网,为无人矿卡调度运行、位置计算、车辆调度信令传递和远程控制提供了网络支撑、平台支撑和实时业务保障。

  矿区无人车应用对网络时延要求非常高。据介绍,中国移动和华为公司在建网时,引入了MEC边缘计算技术,从而使得矿区内无人矿车上的传感器收集到数据后无需再出公网,直接在矿区内部闭环处理,在物理层面大大减少了传输路径的长度,结合5G SA网络,可以将端到端时延控制在10ms左右,有效地满足了无人矿车应用对于时延的要求,为矿区自动驾驶、高清视频回传等业务提供了安全、可靠的连接保障。

  北京踏歌智行联合北方股份对矿区矿用卡车进行了无人化系统改造,在重型矿用卡车上加装激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头、差分定位天线、惯导、Mainbox、Vbox等传感器和车辆控制单元,通过5G-V2X无线通讯等技术,基于矿区三维建模数据、实时路测数据、边缘计算能力和无人驾驶调度系统算法,实现矿车自主路径规划、精准停靠、自动装卸、停车避让等作业任务。

  北京踏歌智行公司无人驾驶项目经理肖亮向中国证券报记者介绍,“因为是相对封闭的环境,矿区是无人驾驶落地的最好场景。不过,矿区也存在道路崎岖、路况复杂、变数较多等不利条件,尤其是重型矿卡普遍是二三百吨的庞然大物,实现其无人精准控制在全世界范围都是难点。”

  融入实体经济

  北方股份是占据我国矿用车80%以上市场份额的领军企业,国外市场也拓展至全球63个国家和地区,累计总销量名列全国第一、世界第三。随着智慧矿山建设理念深入人心,公司也接到越来越多无人驾驶矿用车的需求订单。

  北方股份产品研究院总信息师王龙告诉中国证券报记者:“这两年,客户在采购新车时经常提出这方面的需求,我们的无人矿卡除了在包钢白云鄂博矿区应用外,还在安徽海螺集团等五六家企业实现销售。”

  矿卡的无人驾驶只是整个5G智慧矿山建设一个突破口,后续电铲、钻机的无人化也正在推进,而从上游的矿石采集运输,再到下游矿石的冶炼生产,整个制造流程的数字化、智慧化建设也值得期待。

  在5G时代,运营商绝不能只是“渠道”、只收“流量费”,而应该成为企业数字化转型解决方案提供商和服务商。中国移动通信集团内蒙古有限公司包头分公司集团客户部总经理董理表示,“我们和企业客户的关系,不再是以往甲乙方的关系,而是合作伙伴的关系,我们希望能真正融入到企业转型升级的过程中。”

  在白云鄂博5G智慧矿山建设中,中国移动、华为公司、包钢集团、包钢新源、北方股份、踏歌智行、理工雷科、北京航空航天大学组成了八方联盟,他们希望通过这个项目打造行业标杆、制定行业标准,从而实现在更多矿区和工厂推广普及,让数字化真正融入社会,实现降本增效、创新增值。

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