白云鄂博，蒙语意为“富饶的神山”，其稀土资源居世界第一，铌资源居世界第二，享有世界“稀土之都”的美誉。 在全球最大的稀土矿——白云鄂博矿区，记者看到，巨大的犹如天眼的矿坑里，大型矿用车辆正忙碌地穿梭着。这里有高6.8米、载重170吨的矿卡，也有长13.5米、宽度近8米、重达150吨的电铲车，但令人叹为观止的是，这些“巨无霸”里没有任何驾驶人员，前进、后退、转弯、装卸，都由车辆“自主”完成。 指挥这些“巨无霸”的，正是“5G+工业互联网”新技术。 今年5月，包钢集团、中国移动内蒙古公司、华为公司、踏歌智行、百度等联合发布了全球首个无人矿卡编组5G+应用。经过6个多月的实践应用，“5G智慧矿车无人驾驶”已成为新一代信息通信技术与工业结合的典型范例。
搭建5G网络实现矿车无人驾驶 回溯2018年，这里的景象却完全不同。那时的白云鄂博矿区因工作条件差、人员安全风险大，几乎无法招聘到新的司机。随着司机队伍的老龄化及有限的人员长时间作业，生产效率大幅下降，而矿区的维护、管理成本却逐年加大。招工难、效率低、成本高、风险大，种种问题已经严重影响到这个有60余年历史矿场的进一步发展。这座世界最大的露天稀土矿，迫切需要一场智能化的升级改造。 随着5G大幕拉开，中国移动内蒙古公司联合包钢集团、华为公司及踏歌智行、百度等合作伙伴，落实“智慧矿山”发展行动计划，在白云鄂博矿区打造“5G+智慧矿区”项目，实现矿卡车辆的无人驾驶和采矿设备的无人操作，以及矿山生产运营、调度的自动化管理。 要实现智慧矿区无人驾驶技术应用和智能化管理，几个关键问题必须破解：高速安全的网络保障、矿卡车辆自动驾驶解决方案的设计、远程智能调度监控平台的搭建、信息化管理平台及应用的建设、矿车的更新改造等等。然而，对于面积广阔、地形复杂、人车混行的矿区而言，每个问题都是难题！ 为实现“智慧矿山”无人驾驶，来自通信业、工业、软件业等不同领域的企业通力合作，发挥各自所长，在白云鄂博矿区部署了业界领先的5G基站设备，搭建了安全可靠的5G网络，为矿区自动驾驶、高清视频回传等提供了安全、可靠的连接保障。同时，采用云、管、端、边的四层结构，率先切入矿区场景，成功研发全球首个在用矿的矿用汽车无人驾驶运输系统，在国内首个实现无人驾驶矿用车编组的工程应用，核心技术自主可控。 采用云、管、端、边结构打造安全绿色的智慧矿区 云、管、端、边四层结构的引入，为白云鄂博矿区实现智能化管控奠定了基础。 在“云”方面，搭建云平台，不断强化5G边缘计算能力与核心云计算能力，构建自动驾驶分级决策“大脑”，满足自动驾驶对高性能计算的需求；搭建远程智能调度监控平台，建设“5G+北斗”的车车-车网-车地通信系统，完成位置的精准计算与车辆实时调度，有效提高特殊环境下矿车作业效率，实现矿山生产运营自动化管理。 在“管”方面，截至目前，中国移动内蒙古公司投入5G专网设备7套、基础配套设备6套、传输线路7皮长公里，完成信令传递和远程控制等功能；依托自主研发核心平台提出的分级决策自动驾驶解决方案，融合GPS、视觉感知等技术，利用车载传感器、路侧传感器的多层面数据，构建多维时空模型，确保车辆对环境的感知；通过构建露天铁矿石石方、铁矿原石运输矿卡无人驾驶作业集群，最大限度减少工程现场作业人员的数量，有效确保人员安全。 在“端”方面，采取“传统矿卡车辆进行无人驾驶改造+新无人驾驶矿卡车辆并入”的方案，最大限度利旧，降低成本。改造后，车辆均搭载激光雷达、毫米波雷达、差分GPS定位、5G-V2X无线通信等多项先进技术装备，能够实现车辆远程操控、车路融合定位、精准停靠、自主避障等功能，有效提高特殊环境下矿车作业效率，降低作业风险。 在“边”方面，对无人驾驶来说，边缘计算是必需，有了边缘计算，才能在车车、车路信息的处理能力上实现大幅提升。边缘计算服务依托于中国移动内蒙古公司5G网络基础设施，能够实现AI场景化服务到5G网络边缘的高效部署和毫秒级的计算任务响应。5G边缘计算和AI的深度融合将加速AI技术在各行各业的应用，将会让更多产业享受到5G+AI带来的技术红利。 截至今年10月，白云鄂博矿区4台无人矿卡和两台电铲车已实现无人驾驶作业，累计行驶里程达5000多公里，无人运输循环1300余次。根据计划，该矿区最终将实现17台矿卡以及7台电铲车的无人驾驶作业，矿车“无人化”比例将达65%，无人驾驶矿卡将从半班作业过渡到整班作业，并将逐步开启夜班作业，追平人工驾驶的工作效率，全面实现主矿区无人驾驶的全矿应用。矿车“无人化”后，包钢集团在人员、能源、耗材等方面,每年降低企业成本约3000万元。同时，在智能化管控下，矿区综合效益将提升10%以上，节能环保、降本增效水平将得到明显提升，直接及间接为企业增收近亿元。未来，白云鄂博矿区将成为一座集安全、绿色、科技于一体的智慧矿区。 “千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”从2018年8月项目启动，到智慧矿区解决方案发布；从矿区5G试验站正式开通，到智慧矿区无人驾驶应用顺利发布……白云鄂博智慧矿区无人驾驶应用项目每个阶段稳步推进的背后，均融合了中国移动最前沿的5G生态理念。2019年7月，该项目入选中国移动“5G示范龙头项目”，作为内蒙古地区第一例5G商用案例向全国推广，并亮相2019年中国移动全球合作伙伴大会。目前，该案例模式已在内蒙古鄂尔多斯、通辽两市，以及山西、四川等地陆续推广，可复制性极强。 据了解，后续中国移动内蒙古公司将与合作伙伴携手，以提升智慧矿区无人驾驶应用项目的稳定性、适应性和企业效益为基础，进一步加快推进大规模工程应用。中国移动将依托自身5G网络优势，加强5G多模通信技术与无人驾驶运输系统技术的深度融合，与合作伙伴共同推进“智慧矿山”建设，不断完善方案并积极推广，真正实现该方案可复制、可借鉴、可推广，切实助力中国制造业高质量发展。 |
