腾讯云国际账号:数字化让矿区成为“无人区”

358 2023-10-07 06:46:06

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远程驾驶已让驾驶员从露天矿区复杂艰苦的现场退出来。受访者供图腾讯云国际账号

三个显示屏显示了全景路况,在他面前是模拟汽车车内操控的方向盘和挡把,26岁秦东的工作场景在外人看来更像是电竞赛车手,但实际上他是一名矿用卡车司机。

从环境恶劣的矿山中开着矿车来回颠簸运矿,到现在坐在办公室里看着屏幕同时监控5台矿车运矿,秦东矿卡司机的工作无论从体验还是效率上,都实现了质的飞跃,这背后则是采矿行业数字化转型带来的改变。

在去年国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》(下文简称《规划》)中就提到,要大力推进产业数字化转型,深入实施智能制造工程,大力推动装备数字化,开展腾讯云国际账号智能制造试点示范专项行动,完善国家智能制造标准体系。此外,《规划》还明确指出,要加快推动智慧能源建设应用,促进能源生产、运输、消费等各环节智能化升级,推动能源行业低碳转型。

产业数字化大潮已经袭来,各行各业在数字化转型道路上正在不断探索,而在采矿行业,数字化探索已经实现落地,并正在让采矿行业发生着“降本增效”的改变。

数字化解决方案助力智慧采矿

在内蒙古自治区西南部的鄂尔多斯,煤炭年产量占全国1/6。在这里,大大小小的煤矿星罗棋布,而且与大多数人印象中的“下井挖矿”的景象不同,鄂尔多斯的煤矿大多数为露天煤矿。腾讯云国际账号

露天矿山就像一个巨大的物流厂,矿卡是其中最重要的生产工具。通常一台挖掘机需要搭配4—8台矿卡,作业任务量大时,每天“两班倒”,对矿卡司机的需求量大、要求高。另一方面,与日常看到的卡车不同,矿卡的体积和自重更大,有些重载矿卡甚至高达十米,装载重量超过百吨,需要专业的操作技术。

特别是严寒和酷暑天气,露天煤矿中的作业环境会更加恶劣:冬季平均温度在零下15℃,司机在结冰的路面上更难控制住巨大矿车的重心,会遇到车轮打滑的危险。在极端天气里,矿山甚至可能出现山体滑坡等事故。而司机如果长期工作在灰土弥漫的环境下,也对健康造成不小的影响。

招工难,已经成为煤矿经营方面临的常见难题。近年来,越来越多的企业开始尝试通过自动驾驶和远程驾驶结合的方式,让驾驶员从矿卡车上、从复杂艰苦的现场中退出来。这样,才能吸引更多像秦东这样的年轻人。

场景封闭、路线固定的露天矿区是行业公认的适合无人驾驶落地的场景,腾讯云国际账号但在现实当中,矿区的无人化并没有想象中那么容易实现。

2018年10月成立的三一智矿,是中国工程机械龙头三一集团的子公司,主攻智慧矿山业务,无人驾驶就是其中最重要的一环。

两年前,三一智矿开始在鄂尔多斯的潮脑梁煤矿开始无人矿车的改造。但是在实践中发现,现阶段的自动驾驶还不够成熟,出现一些特殊复杂状况时,技术上可能无法准确处理,这时就需要有人介入操作。

因此,三一智矿给每一辆车都配备了安全员,就像秦东这样的矿卡司机,在车上随时准备接管。“这显然是不够的。司机得每天在车上颠12个小时,还是无法退出危险作业现场。”三一智矿董事长马巍介绍。

在马巍看来,现阶段远程对自动驾驶车辆进行监控和接管,才能从根本上解决了这一难题。然而,要实现远程接管车辆,挑战最大的是画面时延和稳定性。马巍带领研发团队在行业里进行了很多调研,但各家的技术都无法在真实生产环境中保证超低时延和超高稳定性。画面时延直接决定了安全员远程做出反应的“时差”。比如,当作业现场出现了问题,车辆需要紧急制动,腾讯云国际账号这个画面信息传送到远程驾驶舱屏幕上,就要经历摄像头采集、编码、网络传输、解码、渲染等环节,都需要时间。

目前,行业里的平均时延在300毫秒左右。这意味着,如果车辆以30km/h行进,车辆与障碍物的实际距离就要比屏幕上看到的少2.5米,过大的时延将给远程驾驶带来安全隐患。显然,时延这个指标直接决定了远程驾驶的安全性,应该“毫秒必争”。画面稳定性同样重要。矿上的网络信号不好,视频传输可能出现“丢包”,带来画面卡顿,影响安全员的操作体验。不把远端的时延和稳定性做到极致,实现全真互联的操作体验,安全员就“下不了车”。

全真互联技术实现“安全员下车”腾讯云国际账号

“如果解决不了时延问题,安全员的远程操控意义就大打折扣。因为如果前方出现复杂状况,比如多车交会,留给卡车的反应时间非常短,远程操控只有和现场操控没有太大差异的情况下,才能保证安全。”据马巍介绍,市面上的远程操控解决方案,端到端时延在本地的5G专网下仍有300多毫秒,这难以满足生产所需要的200毫秒以内时延。

腾讯作为三一重工战略合作伙伴,已在C端积累了20多年的音视频技术,腾讯云5G远控产品团队自然就成为马巍解决难题的“最佳拍档”。

据介绍,腾讯云实时音视频(TRTC)在腾讯会议、微信视频号等国民级产品的锤炼下,在国际链路端到端的平均时延可以低于300毫秒。

据腾讯云5G远控产品经理张川川介绍,在潮脑梁煤矿项目中,腾讯云主要解决两个问题:一个是低时延,一个是抗弱网。实践数据显示,相比传统方案中至少300毫秒的时延,腾讯云方案在5G专网的环境下,时延可以做到100毫秒。在抗弱网方面,腾讯云的方案能够在“丢包”30%的情况下,依然可以流畅地传输视频。而市场上的其他方案,在“丢包”10%的情况下,视频画面就已经开始卡顿。

张川川表示:“腾讯云之所以能够做到这种低时延和抗弱网,是因为腾讯在音视频领域已经积累了20多年的技术经验,再加上与5G技术的融合,产品性能已达到业界顶级指标,腾讯云国际账号实现全真互联远程交互”。不过,在项目实施过程中,腾讯云也遇到了一些挑战。比如,原先在实验室已被验证可行的方案,到了实际生产场景却遇到新问题:行驶车辆在现网环境下网络带宽有时会剧烈波动,这会对画面的流畅性带来很大挑战。对此,腾讯云开发了高动态码率控制等技术,以自动匹配快速变化的网络环境。最终,腾讯云在实际矿区环境运行中实现了30%抗“丢包”、接近100毫秒超低时延,这两个指标已是业界顶尖水平。

“解决了时延和传输稳定性问题,远端的驾驶员就能基于实时传输过来的画面,以及非常逼真的场景,全真互联地驾驶远端矿车,在紧急情况下接管矿车。”张川川说,“我们也研发了实现一对多的控制功能,即一个安全员在远端控制5—6台矿车,这样可以进一步提升运营效率。”

正是经过这样的不断优化,潮脑梁煤矿远程操控系统实现了对远端卡车的实时操控。据马巍透露,目前在潮脑梁煤矿,矿用卡车的无人驾驶运输效率达到人工效率的80%以上。腾讯云国际账号

据悉,腾讯云提供的这套远程控制系统已成为三一智矿无人驾驶体系的标准配备。截至2022年8月底,三一智矿投入使用的40台矿车,累计实现无人驾驶商业化运行里程超过15万公里,累计运营土方量超过95万立方米。预计到年底,三一智矿可实现50台以上无人驾驶矿车独立运营。

“实现无人化以后,再进一步提升效率,这是我们目前的大方向。”马巍介绍,其团队经过测算,随着技术不断迭代,无人运营效率能很快与人工持平,五年之内甚至可以超越人工20%,成本也能比传统运营降低30%。腾讯云国际账号马巍还表示,基于潮脑梁煤矿的成功经验,三一智矿正计划把与腾讯云合作的远程操控系统落地到更多煤矿中,“今年我们还将落地两个煤矿,可能具体的场景不太一样,但使用的都将是同一套技术。”

据悉,在智能化港口场景里,搭载腾讯云5G远程实时操控的无人卡车编队,也已经实现了“安全员下车”的常态化无人运行。

国家网信办曾提出,“十四五”时期要围绕加快发展现代产业体系,推动互联网、大数据、人工智能等同各产业深度融合,实施“上云用数赋智”,大力推进产业数字化转型,发展现代供应链,提高全要素生产率,提高经济质量效益和核心竞争力。而从采矿行业的数字转型中不难看出,通过产业数字化的转型升级,能够实现资源配置更高效有序,也能让实体经济数字化转型水平得到进一步提升。

 

 

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