5G对智慧矿山的建设具有巨大的价值

从人工开采到遥控驾驶，再到如今的5G无人智慧矿山，原本落后的矿山开采也步入科技时代。作为最新一代移动通信技术，5G让千行百业面发生巨变，露天矿山在5G浪潮中实现飞跃。

在刚刚结束的上海2019世界移动大会上，由“现场挖掘机远程操控台”和“远端真实挖掘机现场实景屏幕”组成的展示区域成为焦点。此处演示是河南洛阳栾川三道庄钼钨矿（以下简称洛阳钼业）的真实场景。这是唯一一家投入运营的5G智慧矿山，有30台5G无人驾驶车投入使用，实现每月50万吨的产能。

洛阳钼业是如何做到的呢？在近期华为主办的“CSPA 2019客户战略与痛点分析大会”上，河南跃薪智能机械有限公司运营总裁兼总工杨辉，畅谈了5G对智慧矿山建设的巨大价值以及洛阳钼业如何引入5G。他表示，5G特别适合智慧矿山建设，矿山是5G技术To B的新战场。

跃薪智能集团运营总裁兼总工杨辉在“CSPA 2019客户战略与痛点分析大会”上发言

据悉，从2015年起到2019年，洛阳钼业经历近程、远程、单车、统一管理、智能管控以及5G网络的发展过程，提升无人开采技术，成功用5G代替原有的4G技术。其背后则是华为、河南跃薪智能机械有限公司、洛钼集团等多家公司努力的成果。

安全威胁严重，矿山需“无人化”

矿山按开采方式，大致分为露天开采和地下开采。因为露天开采在开采规模和开采安全性方面，具有绝对的优势。随着技术的发展，近一二十年，具备露天条件的矿山，均优先采用露天开采的方式。

据资料统计，目前国内拥有2000万吨级露天矿山有3000多座，每座矿山投资各类智能采矿装备约有2亿元的市场容量，按10%的市场占有率计算，就有600亿元的巨大市场前景。

但是，露天矿山最大的威胁依然是采矿中的作业安全。露天矿山地质环境复杂，大型机械在作业时，可能随时会掉下去。杨辉介绍到：“曾经亲眼看见一台挖掘机在作业时突然消失，之后才发现该挖掘机掉进了三十米深的坑中。”

面对矿业施工安全威胁，矿业一直积极探索无人矿山，将人员从危险的环境中解放出来。 

矿山无人化面临三大挑战

无人矿山的重点在于工程机械设备的无人化，而工程机械的重点又在于工程车辆的无人驾驶。这让许多人意识到，相对封闭的矿区，可能是无人驾驶最有可能落地的场景之一。

国外无人矿山正在快速发展。杨辉介绍，在智能矿山领域，全球英澳矿业巨头力拓集团处于全球领先地位。

力拓集团工作人员，已经可以在澳大利亚珀斯的远程控制中心，遥控两小时航程之外的西澳皮尔巴拉铁矿石产区的自动化操作。要知道，皮尔巴拉铁矿石产区，距离珀斯远程控制中心有1000公里。这些自动化操作包括无人卡车、无人火车和无人钻机。

相比国外，多年来我国无人矿山发展滞后。正真落地并产生实际效益的无人矿山项目寥寥无几。对此杨辉认为，主要原因有三点。

首先，缺少应用场景。因为矿山机械设备价格高昂，一台车最低也要几百万元，对于研发方而言风险太大。

其次，缺乏核心技术实力。近年来无人驾驶技术大多关注于城市道路，缺乏专门针对矿山的无人驾驶技术研发。

最后，技术路线把握，短期内难突破。市场将主要精力投入到城市道路或高速公路的自动驾驶中，矿山无人驾驶形成的短板，短时间难以补齐。 

五年磨一剑，无人矿山趋向成熟

面对这样的市场空白，跃薪智能集团一直在积极尝试无人矿山。杨辉介绍，2015年，洛钼集团针对多年困扰的采空区开采安全问题，联合跃薪智能集团启动了无人矿山项目，为矿山装备了远程遥控技术。

跃薪智能集团主持了立项、研发、样机试制、调试、试运行、正式生产全过程：2015年，实现近程遥控，2016年实现远程操控，2017年更是实现了单车无人驾驶技术。

“当时只是满足于遥控，在危险区域，遥控挖掘机将矿石挖出来，再遥控卡车过去装车，效率并没有提升，相反还显得有些别扭。” 杨辉对这一阶段的遥控技术如此评价。

虽然遥控技术解决了安全问题，让原本由于安全问题不能开采的富矿实现开采，但矿山开采效率依然没有提升。到底采用怎么样的技术，才能实现真正的矿区无人作业？

到了2018年，跃薪智能集团支撑的远程钻机、远程挖掘机及首批30台无人驾驶纯电动自卸车编队，正式投入使用。该方案让矿山在开采过程中，实现钻、铲、装、运全程无人现场操作。

最值得一提的是，2019年初跃薪智能集团成功用5G代替原有的4G技术，使得整个无人开采技术得到质的飞跃，并实现月开采量达到50万吨的产能。这是国内首次将5G技术应用到矿山开采领域。

5G加持，智慧矿山更高效、更安全

“5G特别适合矿山。” 杨辉表示，一是矿山位置比较偏僻，网络信号不好，因此需要单独建网，5G建网便捷。二是大部分工程机械处于移动状态，因此需要移动网络，而且矿山经常要爆破作业，用光纤部署网络很不现实。三是露天矿山由于没有遮盖，只需要建几个基站就可以将整个矿区实现覆盖。

5G无人矿山可部署的应用场景包括多个：移动终端高清图像回传、无人驾驶智能调度系统、云计算以及数量庞大的高清无线图传需求等。

尤其在5G网络的加持下，智慧矿山迎来无人驾驶技术新突破。首先，此前每一台车需要装一个公共机大型的计算机来处理这些数据。在5G时代，矿山无人驾驶利用云计算思路，将所有的数据传到一个服务器的终端计算。

其次，无人驾驶技术在矿山的应用的关键是网络延迟要足够低。杨辉介绍，在无人驾驶场景下，只有当网络延迟在30ms以内，远程操作人员才不会有延时感，行驶和作业安全才能得到保障。5G网络低时延的特性，不仅让停滞多年的远程操控技术成为现实，还让原本由于延迟出现的矿山无人驾驶的安全行车限速问题得到解决（从10公里每小时上升到35公里每小时），运输效率提升。

最后，5G可实现亚米级（GPS定位精度在米1米以下）的定位。用5G定位代替矿山工作人员及其它车辆的GPS定位，不仅降低成本，还便于矿山对人员、车辆等的有效管理。

谈及部署5G矿山的各类成本，杨辉指出，5G实现智慧矿山需要的终端设备（如5G CPE）并不多，装备费用并非外界传言那么高。

此外，在5G给智慧矿山带来的价值中，让安全问题得以解决、让生产效率提升是主要的价值。从跃薪智能集团的实践看，在5G技术支持下，无人采矿作业的精准度、稳定性和工作效率均得到了大幅度提高。而从产业角度看，此次5G无人矿山的实践，也适合大量复制到其他露天矿山开采中，成为5G进入千行百业的重要场景之一。