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5G观察:智慧矿山数字化转型之路
送交者: 婉君[★★★来全球焦点玩★★★] 于 2020-10-27 6:38 已读 1233 次  

婉君的个人频道

原标题:5G观察:智慧矿山数字化转型之路


安全、效率与成本是传统矿区的三大痛点。 6park.com


在白云鄂博露天矿区,从矿坑底至地面,垂直落差距离约308米,从电铲装载点经各层蜿蜒的台阶面到达卸载区,路径距离约为5.3公里,其中,包含着多个超过150度的转弯点,重载状态300多吨的无人矿卡行驶一趟,需要20多分钟。 6park.com

对于矿卡老司机而言,来回10公里用时将近1小时,8小时工作时间里,一趟趟在颠簸不平的道路上行驶,面对矿坑底零下高寒与浮尘,长期工作积累的疲惫感,有可能导致情绪波动。 6park.com

谈心,成为矿区负责人缓解矿卡司机压力的工作之一。 6park.com

无人矿卡因何而生? 6park.com

根据相关调研,全国矿区司机普遍存在老龄化趋势,平均年龄在45岁以上;矿区温差大、工作方式枯燥,长期驾驶存在安全隐患,年轻司机从业意愿低;每年矿区用在运输、设备维修和人工的费用占其生产成本的50%~70%。 6park.com

近4~5年来,白云鄂博也面临着矿区招工难、矿卡行驶安全需求以及生产成本高等困境,此前,矿区曾计划招收30名司机,实际到岗仅3个年轻人。 6park.com

基于三大痛点,催生了无人矿卡这一新物种的诞生。 6park.com

通过现有矿卡进行改装,搭载激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头、北斗差分定位……重型矿卡有了眼睛和耳朵,具备了实现数据采集的功能。 6park.com

2018年,白云鄂博智慧矿山轮廓渐显,其背后是包钢集团、中国移动、华为和踏歌智行等8家生态伙伴的联手合作。 6park.com

多场景:论证无人矿卡商用化 6park.com

60多年发展历程,从最初的货运车、宽体车、重型矿卡到如今的无人矿卡,白云鄂博已经实现4辆无人矿卡和2台电铲进行编组作业。 6park.com

目前,无人矿卡在数据采集、车辆控制改装的基础上,通过车与车、车与调度中心间5G实时通讯,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,实现路径规划、精准停靠、自动装卸、停车避让、远程操控等作业任务。 6park.com

今年7月,5G R16标准冻结,支持了工业级时间敏感以及C-V2X车联网应用场景,结合垂直行业的生产流程、面向场景的网络特性完善,5G为进一步赋能千行百业数字化转型提供了基础。 6park.com


随着技术完善,场景化验证进一步深入,近期,无人矿卡还将验证雪地场景下“云-管-边-端”的协同,完成露天矿场的雨雪低温等多场景下运载从少人化向无人化的演进。 6park.com

未来,白云鄂博还将实现电铲无人化作业,将实现17台矿卡以及7台电铲无人驾驶生产作业,这意味着未来无人矿卡与电铲可以24小时进行无人化协同,实现从采矿、运输到卸载的无人化生产。目前,百吨重、高6.8米无人矿卡已经实现停靠偏差控制在20厘米以内。 6park.com

5G专网尊享模式受青睐 6park.com

目前,中国移动在全国建设了4400个地面基准站;在白云鄂博矿区,通过部署多个5G宏站+室分,建立5G核心网及边缘计算平台,形成了矿区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网络支撑、平台支撑和实时业务保障,从而大幅提高经营调度系统运转效率。 6park.com

从网络层面看,2.6GHz 5G(64T64R)网络覆盖,满足了露天矿区的空间场景需求,辅以游牧式5G基站适用于场景变化下的连接需求。 6park.com

8月底,白云鄂博矿山5G开启支持 SA,这意味着5G网络可以通过切片满足不同业务的需求,有效保障大视频和低时延的控制业务;5G与MEC的结合,可以实现业务端到端时延控制在10ms左右。 6park.com

目前,全国已有多个矿区青睐于中国移动5G专网尊享服务。通过专网专用,达到了高安全性、高隔离度的定制化建网服务模式,为数字孪生应用于智慧矿山稳健运营,高效决策打下了基础。 6park.com

数字孪生:保障安全、降本增效 6park.com

在《5G车路协同白皮书》中指出,智慧交通建设前期投资成本高,运营主体不明确,商业模式不清晰,目前,相关业务主要在封闭/半封闭场景落地。 6park.com

由于行驶路线单一、车速低的封闭场景,露天矿山是目前5G无人驾驶中最易落地的商用场景。 6park.com

白云鄂博矿区希望,在未来,能够看到更多掌控信息化手段的年轻白领,坐在后台指挥调度矿山的生产、经营。 6park.com

智慧矿山涉及装备、网络、检测、数据、管控等技术,需要多学科、多技术创新与相互交叉的解决方案。涉及多个平台的数据需要标准化,以便实现数据挖掘与分析,及可视化,避免信息孤岛导致的烟囱式管理。据了解,每年国内矿区对智能化改造投入了较大资源,仅通信投入增幅在25%以上。 6park.com

智慧矿山可持续发展,安全、低成本的运维保障也是重中之重。数字孪生可以实时根据传感数据,采集每一辆无人驾驶矿卡设备状态和行车轨迹,通过视觉分析及机器学习进行路径优化,有效降低矿卡、电铲的能耗,以及轮胎等部件的磨损,并提前预知潜在故障,基于安全冗余应对突发场景;通过无人机测绘,三维建模可实现采矿量、堆场石方量等生产数据的准确统计,便于资产高效管理;M-IoT+北斗实时数据监测位移,探测滑坡隐患,保障人员、基础设施可持续运转;AI人脸识别助力生产流程规范化,保障场景安全…… 6park.com

从全球矿山数字化发展看,已将数字孪生应用于生产管理环节。如西澳Pilbara铁矿矿区无人化运营项目,通过矿山和加工厂的数字孪生,将大数据分析用于生产流程,信息化管理无人火车、无人矿卡等;西澳珀斯的运营中心管理15座铁矿山、1700公里铁路网络、四个码头、13个泊位和相关电力及配套。西澳智慧矿山开采和运输能力的大大提升,劳工成本下降三分之一,运营成本比其他矿山低约15%,开采与订单、矿石价格等形成多方供需的协同。 6park.com

电信运营商:焕新联接,因行业转型而变 6park.com

今年,在《政府工作报告》中,将5G纳入“两新一重”建设重点。 6park.com

随着泛在连接+泛在算力时代的到来,传统产业将由网络化、数字化向智能化转型。5G仅仅只是一张网络,它与AI+物联网+大数据+边缘云+区块链等等协同,将为行业数字化转型提供可靠的保障,新基建最终将融入千行百业的生产流程,基于大数据的分析、决策,为地方/区域特色的经济转型、经济结构调整和经济增长提供新动能。 6park.com

由于5G贯穿端到端的业务流程,因此,电信运营商不仅仅需要关注网络、终端与行业生产流程、应用融合的集成,还要关注数字社会经济发展趋势,这也就为电信运营商面向行业市场的商用提出了更高的要求,需要面向场景化做好联接+按需服务。 6park.com

经济社会的数字化转型进程正在加速,中国移动指出呈现“五纵三横”发展新特征,体现了信息技术正从点状应用创新向产业链上下游、端到端各环节拓展延伸,从局部相关领域向经济社会各领域广泛深入扩散,将促进经济社会创新水平的整体跃升和生产力的跨越发展,开启信息通信业发展新阶段。 6park.com

据相关机构预测,到 2025 年,中国数字经济增加值规模将达到人民币 60 万亿,软件和信息服务业收入将达到人民币 13.1 万亿,市场潜力巨大。 6park.com

去年,中国移动推出5G+计划,深耕15个细分行业,打造超100个集团级龙头示范项目, 拓展省级区域特色项目1400余个,合作伙伴超过2100家,通过“双百亿”计划拉动产业链发展。 6park.com

中国移动在《5G+应用场景白皮书》中指出,我国是一个矿产资源大国,矿业在我国国民经济中占有重要地位。矿产行业要求机械化、自动化、信息化和智能化,其中,高品质的网络服务是“四化”的基础,能够助力实现矿山的“四化”建设,响应无人矿区的政策要求。 6park.com

智慧矿山在国内的应用示范、落地与商用复制推广,将深化能源供给侧结构性改革。2019年7月,智慧矿区无人驾驶入选中国移动“5G示范龙头项目”,作为内蒙古地区第一例5G商用模式案例向全国推广,目前,该模式已在鄂尔多斯、通辽、太原、四川等陆续推广。

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