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

在剛剛結束的上海2019世界移動大會上，由“現(xiàn)場挖掘機遠程操控臺”和“遠端真實挖掘機現(xiàn)場實景屏幕”組成的展示區(qū)域成為焦點。此處演示是河南洛陽欒川三道莊鉬鎢礦（以下簡稱洛陽鉬業(yè)）的真實場景。這是唯一一家投入運營的5G智慧礦山，有30臺5G無人駕駛車投入使用，實現(xiàn)每月50萬噸的產(chǎn)能。

洛陽鉬業(yè)是如何做到的呢？在近期華為主辦的“CSPA 2019客戶戰(zhàn)略與痛點分析大會”上，河南躍薪智能機械有限公司運營總裁兼總工楊輝，暢談了5G對智慧礦山建設的巨大價值以及洛陽鉬業(yè)如何引入5G。他表示，5G特別適合智慧礦山建設，礦山是5G技術To B的新戰(zhàn)場。

躍薪智能集團運營總裁兼總工楊輝

在“CSPA 2019客戶戰(zhàn)略與痛點分析大會”上發(fā)言

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

安全威脅嚴重，礦山需“無人化”

礦山按開采方式，大致分為露天開采和地下開采。因為露天開采在開采規(guī)模和開采安全性方面，具有絕對的優(yōu)勢。隨著技術的發(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，目前國內(nèi)擁有2000萬噸級露天礦山有3000多座，每座礦山投資各類智能采礦裝備約有2億元的市場容量，按10%的市場占有率計算，就有600億元的巨大市場前景。

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)境復雜，大型機械在作業(yè)時，可能隨時會掉下去。楊輝介紹到：“曾經(jīng)親眼看見一臺挖掘機在作業(yè)時突然消失，之后才發(fā)現(xiàn)該挖掘機掉進了三十米深的坑中。”

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

礦山無人化面臨三大挑戰(zhàn)

無人礦山的重點在于工程機械設備的無人化，而工程機械的重點又在于工程車輛的無人駕駛。這讓許多人意識到，相對封閉的礦區(qū)，可能是無人駕駛最有可能落地的場景之一。

國外無人礦山正在快速發(fā)展。楊輝介紹，在智能礦山領域，全球英澳礦業(yè)巨頭力拓集團處于全球領先地位。

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

相比國外，多年來我國無人礦山發(fā)展滯后。正真落地并產(chǎn)生實際效益的無人礦山項目寥寥無幾。對此楊輝認為，主要原因有三點。

首先，缺少應用場景。因為礦山機械設備價格高昂，一臺車最低也要幾百萬元，對于研發(fā)方而言風險太大。

其次，缺乏核心技術實力。近年來無人駕駛技術大多關注于城市道路，缺乏專門針對礦山的無人駕駛技術研發(fā)。

最后，技術路線把握，短期內(nèi)難突破。市場將主要精力投入到城市道路或高速公路的自動駕駛中，礦山無人駕駛形成的短板，短時間難以補齊。

五年磨一劍，無人礦山趨向成熟

面對這樣的市場空白，躍薪智能集團一直在積極嘗試無人礦山。楊輝介紹，2015年，洛鉬集團針對多年困擾的采空區(qū)開采安全問題，聯(lián)合躍薪智能集團啟動了無人礦山項目，為礦山裝備了遠程遙控技術。

躍薪智能集團主持了立項、研發(fā)、樣機試制、調(diào)試、試運行、正式生產(chǎn)全過程：2015年，實現(xiàn)近程遙控，2016年實現(xiàn)遠程操控，2017年更是實現(xiàn)了單車無人駕駛技術。

“當時只是滿足于遙控，在危險區(qū)域，遙控挖掘機將礦石挖出來，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。”楊輝對這一階段的遙控技術如此評價。

雖然遙控技術解決了安全問題，讓原本由于安全問題不能開采的富礦實現(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，才能實現(xiàn)真正的礦區(qū)無人作業(yè)？

到了2018年，躍薪智能集團支撐的遠程鉆機、遠程挖掘機及首批30臺無人駕駛純電動自卸車編隊，正式投入使用。該方案讓礦山在開采過程中，實現(xiàn)鉆、鏟、裝、運全程無人現(xiàn)場操作。

最值得一提的是，2019年初躍薪智能集團成功用5G代替原有的4G技術，使得整個無人開采技術得到質(zhì)的飛躍，并實現(xiàn)月開采量達到50萬噸的產(chǎn)能。這是國內(nèi)首次將5G技術應用到礦山開采領域。

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)絡信號不好，因此需要單獨建網(wǎng)，5G建網(wǎng)便捷。二是大部分工程機械處于移動狀態(tài)，因此需要移動網(wǎng)絡，而且礦山經(jīng)常要爆破作業(yè)，用光纖部署網(wǎng)絡很不現(xiàn)實。三是露天礦山由于沒有遮蓋，只需要建幾個基站就可以將整個礦區(qū)實現(xiàn)覆蓋。

5G無人礦山可部署的應用場景包括多個：移動終端高清圖像回傳、無人駕駛智能調(diào)度系統(tǒng)、云計算以及數(shù)量龐大的高清無線圖傳需求等。

尤其在5G網(wǎng)絡的加持下，智慧礦山迎來無人駕駛技術新突破。首先，此前每一臺車需要裝一個公共機大型的計算機來處理這些數(shù)據(jù)。在5G時代，礦山無人駕駛利用云計算思路，將所有的數(shù)據(jù)傳到一個服務器的終端計算。

其次，無人駕駛技術在礦山的應用的關鍵是網(wǎng)絡延遲要足夠低。楊輝介紹，在無人駕駛場景下，只有當網(wǎng)絡延遲在30ms以內(nèi)，遠程操作人員才不會有延時感，行駛和作業(yè)安全才能得到保障。5G網(wǎng)絡低時延的特性，不僅讓停滯多年的遠程操控技術成為現(xiàn)實，還讓原本由于延遲出現(xiàn)的礦山無人駕駛的安全行車限速問題得到解決（從10公里每小時上升到35公里每小時），運輸效率提升。

最后，5G可實現(xiàn)亞米級（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實現(xiàn)智慧礦山需要的終端設備（如5G CPE）并不多，裝備費用并非外界傳言那么高。

此外，在5G給智慧礦山帶來的價值中，讓安全問題得以解決、讓生產(chǎn)效率提升是主要的價值。從躍薪智能集團的實踐看，在5G技術支持下，無人采礦作業(yè)的精準度、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無人礦山的實踐，也適合大量復制到其他露天礦山開采中，成為5G進入千行百業(yè)的重要場景之一。