這里有長達半年的漫長冬季，山川冰凍三尺，四野白雪皚皚，氣溫常常能達到-50℃的極寒；這里“烏金”遍地，機器轟鳴，蘊藏著火熱的能量……這里是位于內蒙古自治區(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“極寒”與“火熱”的世界里，5G的到來奏響了更加和諧的“冰”與“火”協(xié)奏曲。
寶日希勒露天煤礦年生產(chǎn)能力達3500萬噸，是我國北方地區(qū)重要的煤炭保供單位。在這個繁忙的礦區(qū)，長達14米、寬和高均近8米的“巨無霸”礦卡終年不歇地穿梭忙碌。
中國移動助力寶日希勒露天煤礦打造智慧礦山標桿企業(yè)，大力推進基于5G的智能無人化系統(tǒng)、無人化作業(yè)，讓該煤礦成為世界上首個極寒環(huán)境下實現(xiàn)礦卡無人駕駛編組作業(yè)的智慧礦山。
5G SA專網(wǎng)挑戰(zhàn)復雜環(huán)境
呼倫貝爾草原的冬季漫長且寒冷，嚴酷的生產(chǎn)環(huán)境使礦卡駕駛工作異常艱苦。長期在極寒環(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。
“本項目的5G網(wǎng)絡建設采用先進的獨立組網(wǎng)（SA）方式，是國內首個極寒條件下利用獨立組網(wǎng)滿足無人駕駛需求的商業(yè)案例?！敝袊苿觾让晒藕魝愗悹柗止靖笨偨?jīng)理曹哲說。
露天煤礦深邃廣袤、溝壑縱橫。礦區(qū)內復雜的地形和崎嶇的道路還會隨著開采的推進不斷變化。面對如此復雜的組網(wǎng)環(huán)境，中國移動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)絡和無線網(wǎng)絡。在5G基站、核心網(wǎng)網(wǎng)絡架構設計方面，為適應礦區(qū)作業(yè)位置根據(jù)生產(chǎn)情況逐年推進變化的情況，且為滿足數(shù)據(jù)不出園區(qū)的安全性及業(yè)務應用低時延、高可靠的需求，中國移動因地施策，采用不固定建站方式，并將相關網(wǎng)絡設備下沉至礦區(qū)機房，建設專用核心網(wǎng)。同時，為確保無人駕駛礦卡運輸過程中的網(wǎng)絡運行安全，還為礦卡系統(tǒng)配置了全方位通信防護體系，以避免網(wǎng)絡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，這使得大部分機房冬季低溫現(xiàn)象嚴重，存在機房設備退服、設備使用壽命縮短等問題。為滿足極寒環(huán)境下無人駕駛礦卡特殊的專網(wǎng)需求，中國移動創(chuàng)造性制定了5G基站室內保溫方案，通過對機房內低溫耐受性較差的設備使用絕熱、絕緣、阻燃的新型材料進行包裹，保證機房內基本溫度滿足設備運行需求。同時，利用5G無線設備在運行過程中產(chǎn)生的熱量，為蓄電池等設備進行加熱保溫。各機柜內均安裝溫感器、溫控閥門及風扇，當5G無線設備機柜溫度超過25℃時，溫控閥門會自動開啟，通過風扇將熱氣排出，主設備富余熱量將通過通風設備向電池柜傳遞，為蓄電池加熱，以保證冬季-50℃極寒氣溫下5G網(wǎng)絡穩(wěn)定運行。
駛入極寒礦山“無人區(qū)”
“寶日希勒露天煤礦的生產(chǎn)過程中，運輸環(huán)節(jié)占主要開采成本，且安全風險高，實現(xiàn)運輸環(huán)節(jié)的無人化是當前采礦業(yè)的重要發(fā)展趨勢?！睂毴障＠章短烀旱V礦長于海旭表示，“使用5G�礦用無人駕駛研究、設備遠程控制、無人值守等技術，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?！?
依托中國移動5G網(wǎng)絡，礦區(qū)已完成5臺220噸MT4400礦卡的線性改造、3臺5G智能SD90-5E礦山推土機的安裝，實現(xiàn)了在極寒環(huán)境下重型礦車、推土機、電鏟等編組運行和無人礦卡的精準?？?、自動裝卸、停車避讓、遠程操控等作業(yè)場景?！笆畮啄陙砭褪窃诳永镩_大車，有了無人駕駛，我們都從礦坑里解放出來了?！睂毴障＠章短烀旱V運輸段3班無人駕駛組組長包長明欣慰地說。
礦區(qū)內，無人駕駛礦卡來回穿梭，井然有序地自主完成排隊裝載。通過云端無人駕駛管理平臺，加裝毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等感知元件，這些“巨無霸”能應對礦區(qū)多塵、雨雪、多碎石、路面顛簸等復雜環(huán)境挑戰(zhàn)，對作業(yè)環(huán)境實時感知，與電鏟、灑水車、平路機、指揮車、加油車協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)裝載、運輸、卸載等一整套露天礦無人運輸作業(yè)流程。
精細動作更多的礦山推土機則使用的是遠程操控技術。移動5G大帶寬、小于20毫秒的可靠時延及全息裸眼3D技術將現(xiàn)場狀態(tài)、畫面、聲音及震動等信息實時回傳至遙控駕駛艙。坐在舒適、安全的遠程駕駛艙，駕駛員可實時感受推土機“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電部主任海素峰介紹：“移動5G�無人駕駛通過先進的智能控制、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，實現(xiàn)了礦卡的無人駕駛，從根本上杜絕因車輛側翻、剮碰、失控、跌落等安全事故造成的人身傷害，達到本質安全的同時也能降低人工成本?！?
5G技術的應用，為寶日希勒煤礦打造出國內第一個無人駕駛綜合運輸效率超過有人駕駛的露天礦無人化項目。5臺礦卡的無人化可精簡礦卡司機16名，3臺遙控推土機可精簡人員9名，3臺智能巡檢機器人可精簡人員12名，實現(xiàn)了“少人則安、無人則安”的安全生產(chǎn)目標，現(xiàn)階段年節(jié)約人工成本預計達670余萬元。
中國移動在寶日希勒露天煤礦的5G�無人駕駛應用已獲授權專利28項、軟件著作權21項，發(fā)表論文8篇。寶日希勒煤礦的礦卡無人駕駛編組技術研究形成了國內首個極寒工況無人駕駛系統(tǒng)測試標準體系，填補了當前極寒地區(qū)礦山設備無人化測試規(guī)程的空白。
