5G對(duì)智慧礦山的建設(shè)具有巨大的價(jià)值

從人工開采到遙控駕駛，再到如今的5G無(wú)人智慧礦山，原本落后的礦山開采也步入科技時(shí)代。作為最新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G讓千行百業(yè)面發(fā)生巨變，露天礦山在5G浪潮中實(shí)現(xiàn)飛躍。

在剛剛結(jié)束的上海2019世界移動(dòng)大會(huì)上，由“現(xiàn)場(chǎng)挖掘機(jī)遠(yuǎn)程操控臺(tái)”和“遠(yuǎn)端真實(shí)挖掘機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景屏幕”組成的展示區(qū)域成為焦點(diǎn)。此處演示是河南洛陽(yáng)欒川三道莊鉬鎢礦（以下簡(jiǎn)稱洛陽(yáng)鉬業(yè)）的真實(shí)場(chǎng)景。這是唯一一家投入運(yùn)營(yíng)的5G智慧礦山，有30臺(tái)5G無(wú)人駕駛車投入使用，實(shí)現(xiàn)每月50萬(wàn)噸的產(chǎn)能。

洛陽(yáng)鉬業(yè)是如何做到的呢？在近期華為主辦的“CSPA 2019客戶戰(zhàn)略與痛點(diǎn)分析大會(huì)”上，河南躍薪智能機(jī)械有限公司運(yùn)營(yíng)總裁兼總工楊輝，暢談了5G對(duì)智慧礦山建設(shè)的巨大價(jià)值以及洛陽(yáng)鉬業(yè)如何引入5G。他表示，5G特別適合智慧礦山建設(shè)，礦山是5G技術(shù)To B的新戰(zhàn)場(chǎng)。

躍薪智能集團(tuán)運(yùn)營(yíng)總裁兼總工楊輝在“CSPA 2019客戶戰(zhàn)略與痛點(diǎn)分析大會(huì)”上發(fā)言

據(jù)悉，從2015年起到2019年，洛陽(yáng)鉬業(yè)經(jīng)歷近程、遠(yuǎn)程、單車、統(tǒng)一管理、智能管控以及5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程，提升無(wú)人開采技術(shù)，成功用5G代替原有的4G技術(shù)。其背后則是華為、河南躍薪智能機(jī)械有限公司、洛鉬集團(tuán)等多家公司努力的成果。

安全威脅嚴(yán)重，礦山需“無(wú)人化”

礦山按開采方式，大致分為露天開采和地下開采。因?yàn)槁短扉_采在開采規(guī)模和開采安全性方面，具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的發(fā)展，近一二十年，具備露天條件的礦山，均優(yōu)先采用露天開采的方式。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)擁有2000萬(wàn)噸級(jí)露天礦山有3000多座，每座礦山投資各類智能采礦裝備約有2億元的市場(chǎng)容量，按10%的市場(chǎng)占有率計(jì)算，就有600億元的巨大市場(chǎng)前景。

但是，露天礦山最大的威脅依然是采礦中的作業(yè)安全。露天礦山地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，大型機(jī)械在作業(yè)時(shí)，可能隨時(shí)會(huì)掉下去。楊輝介紹到：“曾經(jīng)親眼看見一臺(tái)挖掘機(jī)在作業(yè)時(shí)突然消失，之后才發(fā)現(xiàn)該挖掘機(jī)掉進(jìn)了三十米深的坑中。”

面對(duì)礦業(yè)施工安全威脅，礦業(yè)一直積極探索無(wú)人礦山，將人員從危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來。?

礦山無(wú)人化面臨三大挑戰(zhàn)

無(wú)人礦山的重點(diǎn)在于工程機(jī)械設(shè)備的無(wú)人化，而工程機(jī)械的重點(diǎn)又在于工程車輛的無(wú)人駕駛。這讓許多人意識(shí)到，相對(duì)封閉的礦區(qū)，可能是無(wú)人駕駛最有可能落地的場(chǎng)景之一。

國(guó)外無(wú)人礦山正在快速發(fā)展。楊輝介紹，在智能礦山領(lǐng)域，全球英澳礦業(yè)巨頭力拓集團(tuán)處于全球領(lǐng)先地位。

力拓集團(tuán)工作人員，已經(jīng)可以在澳大利亞珀斯的遠(yuǎn)程控制中心，遙控兩小時(shí)航程之外的西澳皮爾巴拉鐵礦石產(chǎn)區(qū)的自動(dòng)化操作。要知道，皮爾巴拉鐵礦石產(chǎn)區(qū)，距離珀斯遠(yuǎn)程控制中心有1000公里。這些自動(dòng)化操作包括無(wú)人卡車、無(wú)人火車和無(wú)人鉆機(jī)。

相比國(guó)外，多年來我國(guó)無(wú)人礦山發(fā)展滯后。正真落地并產(chǎn)生實(shí)際效益的無(wú)人礦山項(xiàng)目寥寥無(wú)幾。對(duì)此楊輝認(rèn)為，主要原因有三點(diǎn)。

首先，缺少應(yīng)用場(chǎng)景。因?yàn)榈V山機(jī)械設(shè)備價(jià)格高昂，一臺(tái)車最低也要幾百萬(wàn)元，對(duì)于研發(fā)方而言風(fēng)險(xiǎn)太大。

其次，缺乏核心技術(shù)實(shí)力。近年來無(wú)人駕駛技術(shù)大多關(guān)注于城市道路，缺乏專門針對(duì)礦山的無(wú)人駕駛技術(shù)研發(fā)。

最后，技術(shù)路線把握，短期內(nèi)難突破。市場(chǎng)將主要精力投入到城市道路或高速公路的自動(dòng)駕駛中，礦山無(wú)人駕駛形成的短板，短時(shí)間難以補(bǔ)齊。?

五年磨一劍，無(wú)人礦山趨向成熟

面對(duì)這樣的市場(chǎng)空白，躍薪智能集團(tuán)一直在積極嘗試無(wú)人礦山。楊輝介紹，2015年，洛鉬集團(tuán)針對(duì)多年困擾的采空區(qū)開采安全問題，聯(lián)合躍薪智能集團(tuán)啟動(dòng)了無(wú)人礦山項(xiàng)目，為礦山裝備了遠(yuǎn)程遙控技術(shù)。

躍薪智能集團(tuán)主持了立項(xiàng)、研發(fā)、樣機(jī)試制、調(diào)試、試運(yùn)行、正式生產(chǎn)全過程：2015年，實(shí)現(xiàn)近程遙控，2016年實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，2017年更是實(shí)現(xiàn)了單車無(wú)人駕駛技術(shù)。

“當(dāng)時(shí)只是滿足于遙控，在危險(xiǎn)區(qū)域，遙控挖掘機(jī)將礦石挖出來，再遙控卡車過去裝車，效率并沒有提升，相反還顯得有些別扭?！?楊輝對(duì)這一階段的遙控技術(shù)如此評(píng)價(jià)。

雖然遙控技術(shù)解決了安全問題，讓原本由于安全問題不能開采的富礦實(shí)現(xiàn)開采，但礦山開采效率依然沒有提升。到底采用怎么樣的技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)真正的礦區(qū)無(wú)人作業(yè)？

到了2018年，躍薪智能集團(tuán)支撐的遠(yuǎn)程鉆機(jī)、遠(yuǎn)程挖掘機(jī)及首批30臺(tái)無(wú)人駕駛純電動(dòng)自卸車編隊(duì)，正式投入使用。該方案讓礦山在開采過程中，實(shí)現(xiàn)鉆、鏟、裝、運(yùn)全程無(wú)人現(xiàn)場(chǎng)操作。

最值得一提的是，2019年初躍薪智能集團(tuán)成功用5G代替原有的4G技術(shù)，使得整個(gè)無(wú)人開采技術(shù)得到質(zhì)的飛躍，并實(shí)現(xiàn)月開采量達(dá)到50萬(wàn)噸的產(chǎn)能。這是國(guó)內(nèi)首次將5G技術(shù)應(yīng)用到礦山開采領(lǐng)域。

5G加持，智慧礦山更高效、更安全

“5G特別適合礦山?！?楊輝表示，一是礦山位置比較偏僻，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好，因此需要單獨(dú)建網(wǎng)，5G建網(wǎng)便捷。二是大部分工程機(jī)械處于移動(dòng)狀態(tài)，因此需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，而且礦山經(jīng)常要爆破作業(yè)，用光纖部署網(wǎng)絡(luò)很不現(xiàn)實(shí)。三是露天礦山由于沒有遮蓋，只需要建幾個(gè)基站就可以將整個(gè)礦區(qū)實(shí)現(xiàn)覆蓋。

5G無(wú)人礦山可部署的應(yīng)用場(chǎng)景包括多個(gè)：移動(dòng)終端高清圖像回傳、無(wú)人駕駛智能調(diào)度系統(tǒng)、云計(jì)算以及數(shù)量龐大的高清無(wú)線圖傳需求等。

尤其在5G網(wǎng)絡(luò)的加持下，智慧礦山迎來無(wú)人駕駛技術(shù)新突破。首先，此前每一臺(tái)車需要裝一個(gè)公共機(jī)大型的計(jì)算機(jī)來處理這些數(shù)據(jù)。在5G時(shí)代，礦山無(wú)人駕駛利用云計(jì)算思路，將所有的數(shù)據(jù)傳到一個(gè)服務(wù)器的終端計(jì)算。

其次，無(wú)人駕駛技術(shù)在礦山的應(yīng)用的關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)延遲要足夠低。楊輝介紹，在無(wú)人駕駛場(chǎng)景下，只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲在30ms以內(nèi)，遠(yuǎn)程操作人員才不會(huì)有延時(shí)感，行駛和作業(yè)安全才能得到保障。5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的特性，不僅讓停滯多年的遠(yuǎn)程操控技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)，還讓原本由于延遲出現(xiàn)的礦山無(wú)人駕駛的安全行車限速問題得到解決（從10公里每小時(shí)上升到35公里每小時(shí)），運(yùn)輸效率提升。

最后，5G可實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)（GPS定位精度在米1米以下）的定位。用5G定位代替礦山工作人員及其它車輛的GPS定位，不僅降低成本，還便于礦山對(duì)人員、車輛等的有效管理。

談及部署5G礦山的各類成本，楊輝指出，5G實(shí)現(xiàn)智慧礦山需要的終端設(shè)備（如5G CPE）并不多，裝備費(fèi)用并非外界傳言那么高。

此外，在5G給智慧礦山帶來的價(jià)值中，讓安全問題得以解決、讓生產(chǎn)效率提升是主要的價(jià)值。從躍薪智能集團(tuán)的實(shí)踐看，在5G技術(shù)支持下，無(wú)人采礦作業(yè)的精準(zhǔn)度、穩(wěn)定性和工作效率均得到了大幅度提高。而從產(chǎn)業(yè)角度看，此次5G無(wú)人礦山的實(shí)踐，也適合大量復(fù)制到其他露天礦山開采中，成為5G進(jìn)入千行百業(yè)的重要場(chǎng)景之一。