位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部的鄂爾多斯(15.090, -0.08, -0.53%),總面積8.7萬平方公里,約占中國陸地面積的0.9%。
但就是這塊“小地方”,卻蘊藏著“大能量”。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,鄂爾多斯已探明的煤炭儲量為1676億噸,占全國的六分之一。
在這里,大大小小的煤礦隨處可見,而且與其他地區(qū)以井工煤礦為主不同,鄂爾多斯擁有大量的露天煤礦。
露天煤礦的一大特點,是開采面更開闊,可以使用大型設(shè)備。據(jù)了解,露天煤礦的生產(chǎn)工具主要包括兩類,分別是挖掘設(shè)備(挖掘機)和運輸設(shè)備(礦用卡車)。
通常來說,煤礦會根據(jù)不同的運距、裝載量等,為每臺挖掘機配不同數(shù)量的礦用卡車。因此,礦用卡車也是露天煤礦中數(shù)量最多的設(shè)備,每天,大量的礦用卡車往返于礦區(qū),它們傳遞著煤炭走向市場的第一棒。
26歲的秦東是一名礦用卡車司機。去年11月,他來到位于鄂爾多斯的潮腦梁煤礦,一開始,他的工作內(nèi)容和以前一樣,每天要開12小時的卡車,但現(xiàn)在,秦東的職業(yè)已發(fā)生變化,他從“司機”變成“遠程駕駛安全員”,工作內(nèi)容也從“開車”變成“看車”。
“看車”的工作相對輕松,秦東大多數(shù)時間只需要盯著屏幕,看礦區(qū)的卡車是否正常工作,若有突發(fā)情況,秦東會通過遠程駕駛系統(tǒng)接管車輛。
另一端,礦區(qū)現(xiàn)場則呈現(xiàn)出一幅“無人區(qū)”的景象:礦用卡車忙碌地工作,部分駕駛室空無一人。這不是科幻電影的畫面,而是中國煤炭產(chǎn)業(yè)走向智能化的一個縮影。
礦山安全的新思路
露天煤礦的路,坑坑洼洼,普通人若在這樣的路面上乘坐一天卡車,最大的感受就是——顛。
但對秦東來說,卻早已經(jīng)習慣了這種顛簸狀態(tài),包括充滿噪音和灰塵的工作環(huán)境,都已成為他工作的一部分。
相比惡劣的工作環(huán)境,真正讓秦東擔心的,是一些潛在的風險。他說,“在礦山,很有可能會遇到剎車失靈或者上坡溜車的情況,這些都非常危險。另外在夜班卸土的時候,如果不小心,也可能會從閘臺上連人帶車掉下去”。
雖然這是一些極小概率會發(fā)生的事情,可一旦發(fā)生,對于一個家庭就是毀滅性的打擊。而對煤礦企業(yè)而言,任何安全事故的發(fā)生,也將帶來巨大的經(jīng)濟損失。
所以如何提高礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)的安全性,也是所有煤礦企業(yè)持續(xù)追求的重要目標。而伴隨著5G、人工智能、云計算等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展,保障礦山安全也有了新思路。
一個可行方案是,借助自動駕駛技術(shù),讓礦用卡車實現(xiàn)無人化運營,從而使司機遠離生產(chǎn)一線。
理論上來說,這是一個極佳的解決方案,因為通過無人化運營,礦區(qū)就能從根本上杜絕安全事故的發(fā)生。另外,這也能有效緩解礦區(qū)招工難的難題。
但是,在現(xiàn)實當中,礦區(qū)的無人化并沒有想象中那么容易實現(xiàn)。
“無人化”的瓶頸
目前,雖然自動駕駛行業(yè)的發(fā)展正當時,以礦山為代表的的封閉場景也被認為是自動駕駛最先能落地的商業(yè)場景,但從技術(shù)角度以及場景復(fù)雜度來看,現(xiàn)在距離真正的無人化仍有一段距離。
尤其是對企業(yè)而言,即便自動駕駛有99%的成功率,可就是那1%的失誤率,也同樣需要通過人為干預(yù)的方式,去預(yù)防和彌補。
三一智礦董事長馬巍表示,在礦區(qū),為了防止礦用卡車在自動駕駛過程中發(fā)生意外,通常需要配一名安全員在車上,這樣一旦發(fā)生意外,安全員便能夠馬上接管車輛。
雖然安全員不用像司機一樣長時間駕駛車輛,工作強度也會小很多,但一個根本問題沒有改變:他仍需要一直坐在車內(nèi),且安全風險依然存在。
所以,很多煤礦實施的“無人化”,其實都是這種“有人的自動駕駛”。馬巍坦言,礦區(qū)也嘗試過讓安全員對卡車進行遠程操控,可卻存在一個技術(shù)瓶頸,即時延太高。
據(jù)悉,市面上的遠程操控解決方案,端到端時延在本地的5G專網(wǎng)下仍有300多毫秒,這難以滿足生產(chǎn)所需要的200毫秒以內(nèi)時延。
“如果解決不了時延問題,安全員在遠程操控的意義就大打折扣。因為如果前方出現(xiàn)復(fù)雜狀況,比如多車交會,留給卡車的反應(yīng)時間非常短,遠程操控只有達到和現(xiàn)場操控沒有太大差異的情況下,才能保證安全”,馬巍說。
正因為沒有較好的解決方案,也導(dǎo)致很多礦區(qū)的無人化,更多是處于演示階段,始終沒有進入常態(tài)化運營。
破解“低時延”難題
而潮腦梁煤礦,打破了行業(yè)的桎梏。像秦東這樣的卡車安全員,已經(jīng)可以實現(xiàn)遠程操控。
這背后,得益于騰訊云音視頻技術(shù)的應(yīng)用。馬巍表示,三一智礦在負責潮腦梁煤礦的智能化項目時,一直關(guān)注市場上關(guān)于解決延時問題的方案。
首次接觸騰訊云音視頻產(chǎn)品時,馬巍便覺得騰訊云的一些技術(shù)能力正是礦區(qū)所需要的。后來經(jīng)過一些市場調(diào)研,三一智礦也對比了多個同類方案,最終還是選擇了騰訊云。
據(jù)騰訊云5G遠控產(chǎn)品經(jīng)理張川川介紹,在潮腦梁煤礦項目中,騰訊云要解決的主要是兩個問題,一個是低時延,另一個是抗弱網(wǎng)。
實踐數(shù)據(jù)顯示,相比傳統(tǒng)方案至少300毫秒的時延,騰訊云的方案在5G專網(wǎng)的環(huán)境下,時延可以做到100毫秒。
在抗弱網(wǎng)方面,騰訊云的方案能夠在丟包30%的情況下,依然流暢的傳輸視頻,而市場上其他的方案,在丟包10%的情況下,視頻畫面就已經(jīng)開始卡頓。
張川川說,“騰訊云之所以能夠做到這種低時延和抗弱網(wǎng),是因為騰訊在音視頻領(lǐng)域,已經(jīng)積累了20多年的技術(shù)經(jīng)驗,再加上與5G技術(shù)的融合,產(chǎn)品性能已達到業(yè)界頂級的指標”。
不過,在項目實施過程中,騰訊云也遇到了一些挑戰(zhàn)。比如原先在實驗室已經(jīng)驗證可行的方案,到了實際生產(chǎn)場景卻遇到挑戰(zhàn)。
例如,行駛車輛在現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)帶寬有時會劇烈波動,這會對畫面的流暢性帶來很大挑戰(zhàn),對此騰訊云開發(fā)了高動態(tài)碼率控制等技術(shù),以自動匹配快速變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
正是經(jīng)過這樣不斷的優(yōu)化,潮腦梁煤礦遠程操控系統(tǒng)實現(xiàn)了對遠端卡車的實時操控。據(jù)馬巍透露,目前在潮腦梁煤礦,礦用卡車的無人駕駛運輸效率達到人工效率的80%以上。
或許是現(xiàn)階段的最優(yōu)解
對整個煤炭產(chǎn)業(yè)而言,潮腦梁煤礦邁出的第一步,已成功驗證礦用卡車是可以真正實現(xiàn)無人化落地的。
馬巍說,雖然以目前的無人駕駛效率,在生產(chǎn)效率上還不夠高,但他預(yù)測,隨著技術(shù)的迭代,在未來五年內(nèi),無人駕駛效率就能超過人工效率,同時,在成本上能比傳統(tǒng)運營降低30%,屆時,無人駕駛也將給煤炭行業(yè)帶來實際的效益。
所以現(xiàn)階段,三一智礦的一個重要工作方向就是,先加速推進礦區(qū)的無人化,然后在此基礎(chǔ)上再提升效率。
事實上,礦區(qū)的無人化要解決的是安全問題,但在安全的前提下,煤礦企業(yè)也希望獲得更多的收益。
張川川表示,隨著遠程駕駛時延降至100毫秒,騰訊云進一步開發(fā)了1位遠程駕駛安全員接管多臺自動駕駛礦車的能力,即遠程駕駛從從“1對1”升級為“1對多”,由此進一步提升效率。
秦東便透露,他現(xiàn)在在煤礦的培訓(xùn)內(nèi)容,已經(jīng)不只是遠程操控一輛卡車,而是5到10輛。
這樣一來,不僅是無人卡車在運輸效率上的提升,安全員的人效也將大幅提升,煤礦企業(yè)也將實現(xiàn)降本增效。
現(xiàn)在,基于潮腦梁煤礦的成功經(jīng)驗,三一智礦正計劃把與騰訊云合作的遠程操控系統(tǒng)落地到更多煤礦中?!敖衲晡覀冞€將落地兩個煤礦,可能具體的場景不太一樣,但使用的都將是同一套技術(shù)”,馬巍說。
《“十四五”礦山安全生產(chǎn)規(guī)劃》中提到,要加強礦山智能化關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。而需要重點突破的制約礦山智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)中,就包括輔助運輸環(huán)節(jié)無人駕駛技術(shù)。
而現(xiàn)在,礦山已經(jīng)有了可行的解決方案,它也將加速走向“無人區(qū)”。
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