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5G上矿山

技术火炬手 发表于 2020-03-05 10:47:40 03-05 10:47
技术火炬手 发表于 2020-03-05 10:47:40 2020/03/05
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【摘要】 何昊听着王朝磊絮叨又温暖的话语,想起当初自己第一次上矿山时立下的誓言——5G,上矿山,给无数名矿工的生活带来改变,给无数个矿产企业带来改变。

意料之外的征途

       2019年2月中旬,很多人还沉浸在阖家团圆的春节氛围中,何昊已经和交付的同事们一起,颠簸在白雪皑皑的盘山公路上。

       开车的是华为河南代表处的老司机,但此刻他却不像往常那么轻松惬意。刚放晴的冬晨,和煦的阳光缓缓融着积雪,地面很有些湿滑,一侧临山,一侧是深不见底的悬崖峭壁,所以时速尽量要控制在20公里以下,却又遇到不少接近45°的陡坡,偶尔还得加一加油门。

       车内大家都很安静。在晃动的视野中,何昊侧头看着蜿蜒而上的山路。他2012年进入华为,已经在河北、河南两地当了近六年的产品经理,有无数次外出看站点的经历,但这次却格外不同——这是他第一次跋山涉水,去一个他之前从未想过会和自己工作产生交集的地方,洛阳钼业集团下面的栾川三道庄矿区。

       在何昊的印象中,“矿山”这个词通常只会在新闻中出现,往往还和“矿难”联系在一起。原始、苍凉、荒芜、悲壮,是他能想到用来形容矿区的词,而当前最先进的技术——5G,能和这样一个地方产生什么关联?他确实很难想象。

去矿上的路上

        和何昊有着同样疑惑的,还有三道庄矿区赫赫有名的王朝磊。他虽然年纪轻轻还不到30,却已经子承父业,开了八年的挖掘机,被同事戏称为“蓝翔技校里能考第一的牛人”,算得上矿区里“扛把子”的人物。

       何昊在矿区四处勘察时,王朝磊正蹲在挖掘机旁边休息吃药。十个机手九个胃不好,这算是业内大家心照不宣的职业病了。因为挖掘机开起来抖动得非常厉害,王朝磊每天在驾驶室里都要被颠得欲吐无泪,这样长时间超负荷的工作,让王朝磊患上了很严重的胃下垂,每隔几十分钟都需要吃点药或者喝点热水,不然根本撑不住。

       但如此严重的胃病在王朝磊看来都不是“大事”,对他而言,真正的“大事”是那些会在瞬间夺取人命的垮塌。

       栾川三道庄矿区是一个有着较长开采历史的矿区,由于之前的无序开采,导致矿区地下形成了许多巨大且不规则的“空洞”,人在矿山上干活,根本无法知道脚下的大地何时会突然塌下去,将人和装备都一口吞噬。

       滑坡滚石在开采过程中更是家常便饭,大大小小的石块成堆滚下来,连巨大的矿山车都能被砸坏、掩埋。这种事故王朝磊就遇到过,有一次他做排险工作时突发滑坡滚石,他眼睁睁看着一块大石头飞速朝他冲过来,根本来不及闪避,还好那块石头在即将砸到挖掘机时忽然滚到了侧面,不然那后果真是不堪设想。那次事故以后,王朝磊常常都会做被滚石砸到的噩梦,醒来后一身冷汗。

      王朝磊默默看着何昊等一行人在矿区里来回勘探,从作业面到碎石区,一遍一遍来回走、来回看,研究在哪里可以设站点、装设备。

       矿区里的雪都还没融化,一辆辆无人驾驶的矿车正在忙忙碌碌地来回运送矿石。何昊他们似乎觉得很新奇,偶尔会停下步伐兴致勃勃地看一会儿。

矿区自动驾驶矿车

金色的希望

      何昊的确没见过这样的矿车——这些运送矿石的车辆不只是无人驾驶,还是倒着开的。矿车在采矿区装上货之后,就一路倒着开回碎石区卸货,这样不用调头,很节省时间。但再怎么节省时间,也依然改变不了低效的事实——这里所有矿车的时速都不超过10公里/小时。

    “我们现在就盼着和你们合作后,这速度能提升一大截了。”站在何昊旁边的一个工程师说道。这位工程师所在的河南跃薪智能机械公司,正是这些自动驾驶矿车的生产商,也是这次项目华为的合作方。

      河南跃薪智能机械公司在2017年初就研发出挖掘机、钻机等工程机械的近场遥控设备,并在三道庄钼矿实施了局部无人作业。他们当时也尝试进行远程控制。但由于4G的带宽较小、时延较大,远程控制效果很差,所以难以商用。2018年6月,跃薪智能机械又研发出自动驾驶的矿车,但受限于4G网络的性能,车辆时速也只能控制在10公里/小时以内。

      于是,在2018年下半年,跃薪智能机械公司找到了华为,想和华为合作进行远程控制系统和自动驾驶矿车的5G改造,从而大幅提高无人采矿作业的精准度、稳定性和工作效率。

       跃薪机械的工程师指了指不远处那台挖掘机,对何昊感慨道:“你看,那台挖掘机,现在还是得让工人在现场开,会面临各种危险。但要想真正实现远程操作,4G网络的性能肯定是不行的,所以,必须得上5G。”

       何昊转过头,看着对方眼中满是期盼的光芒。阳光从他身后照过来,给白雪覆盖的广袤矿区撒上一片柔和的金色。天地无边,山川无言,何昊却觉得一腔激情似要喷薄而出。

       自从他担任无线产品经理以来,他做了很多个项目,亲眼见证了通讯技术的应用给人们生活带来的改变。而5G的发展,更是给这个世界带来了颠覆性的变化。

       如果说2G萌生数据、3G催生数据、4G发展数据,那5G就是跨时代的技术。5G的速度是4G的100倍,它的高带宽、低时延开启真正的物联网时代,并渗透进至各个行业,催生各行业的不断创新,让虚拟现实变成现实,让人工智能有了更广阔的用武之地,让自动驾驶、远程医疗的应用实现不再遥不可及……

       如果真能用5G技术实现“无人矿山”,将会给这个行业带来多么巨大的改变?无数名矿山工人不用再面对那些尘土飞扬的污染,随时塌陷的危险,而是可以坐在干净又安全的室内,遥控指挥机器作业。无数个矿产企业将能具有更高的开采效率,更低的开采成本,让我们的工业发展更加突飞猛进。

       5G,必须上矿山。何昊用力握了握拳。在他心里这不再只是一个简单的项目,而是可以给这个世界带来革命性改变的梦想,也是他要脚踏实地,努力实现的未来。

“没有”不代表“不行”

       何昊和代表处、机关的同事们反复讨论,又和跃薪机械的工程师们多次沟通后,终于在一个月内做出了详细的设计方案,然后再次去了矿区。

       矿区没有住的地方,何昊和同事们就住在山下县城的招待所里,自己租车每天开车上山,夜色深沉时才下山。

       为了尽量不耽误生产,三十多辆自动驾驶矿车要一批批改造。好在这些矿车之前就采用的4G网络,所以改装成5G时还比较顺利。但挖掘机的改装就不一样了,何昊他们连上了设备之后,却发现车辆信号怎么都接不通。到底是哪里出了问题?是车辆的控制信号有问题?还是对接有问题?还是5G终端和基站有问题?

       由于华为之前没有针对无人矿山领域的5G模组,所以这次项目使用的是华为针对民用市场开发的模组,要实现应用匹配,就需要经过多次的协议转换。这就好比无人矿山领域的5G模组是一个讲日语不懂汉语的人,现有5G模组是一个讲汉语又不懂日语的人,要让他俩能沟通,还需要一个既懂日语又懂汉语的翻译,这就降低了传输的效率。

       何昊是无线产品经理出身,但这些问题不只是涉及无线领域,还涉及固网领域的IP和数通参数调试。好在何昊大学时学过相关的专业知识,于是他和跃薪的工程师们一起分析,把几十组参数一一调试。为了排除控制系统的问题,他们把500多公斤的远程控制座椅从办公楼拉到皮卡车上,再运到作业区,就放在挖掘机附近,用网线直接连起来进行测试。

       当时,挖掘机的驾驶员王朝磊就站在旁边,看着一群斯文白净的工程师们身上带土、脸上沾尘地蹲在那里鼓捣个不停。

     “这次真能行吗?”王朝磊有些担心。“远程控制”这词儿他并不是第一次听说,两年前跃薪智能机械就想搞远程控制,但折腾了半天最后都失败了。当时他也试过所谓的“远程操作”,结果要么因为图像传送滞后导致他无法正确判断风险,要么因为操作延时导致他采取了动作也“为时已晚”。挖掘机要开好哪是件容易事,他每次开都要聚精会神,眼观四路,稍不留神就会车毁人亡,想遥控指挥这么一个庞然大物,那是异想天开。

       的确是不容易。何昊他们好不容易解决了信号连通的问题,又遇到了一个麻烦——远程操作的“可视”问题。

       要想实现效果良好的远程控制,必须在挖掘机里装各种摄像头,尤其是驾驶舱上方,需要装一个3D裸眼双目摄像头。而且只有摄像头不行,还需要安装单独的显示器,摄像头的视频处理板必须要和显示器对接起来。

       这样的产品别说华为没有,就是业界都没有。但“没有”不等于“不行”,业界没有配套的,那我们就分别采购,再自己连通。上海研究所的工程师蒋品接下了这个任务,从选型到测试,再到连通,无数个日夜,他在灯火通明的实验室里,仔细琢磨,反复调测,终于让王朝磊这样的司机坐在室内,也可以“眼观四路”。

我们的征途是星辰大海

       对于洛阳钼矿来说,真正的“远程控制”并不只是在矿区内实现远程控制,他们希望能实现跨城市,甚至跨国的远程控制。因为洛阳钼矿集团不只是在全国其他省市有多个矿区,甚至还有海外矿区。如果能实现跨国的远程控制,一方面能大幅降低用工成本,另一方面还可以规避工人在境外可能会遇到的疾病、矿难等风险。

      于是,何昊等人又将500多公斤的控制座椅搬到了郑州跃薪,进行跨城市的远程操作测试。何昊在洛阳矿上负责方案和交换,郑州的同事配合他进行远程调试。这时又出现了新问题——一个挖掘机上有4路信号,包括全景摄像头、裸眼3D摄像头、挖掘机手臂摄像头、控制系统。如果每路信号都配一个5G的终端设备,就需要4台终端,工作时每台终端设备都要随时在线、互通。这样不仅成本高,效率还低。

      于是何昊找数通的同事请教,多方验证之后,找到了优化办法——用端口的方式,将端口和末端摄像头或者控制系统对接,实现一台终端设备接多个信号。

       一步一步的努力,何昊和他的伙伴们终于逐渐实现了5G在“无人矿区”上的成就。

       王朝磊坐在宽敞明亮的操控中心里,看着驾驶座前的三块屏幕,它们从左到右分别显示着挖掘机机械臂移动的近景、驾驶员视角的中景和挖掘机以及周围环境的全景画面。这些画面可以让王朝磊实时看到矿区现场的情况,并确保他没有视线死角,比之前实车操作还厉害。

       坐在驾驶位上,王朝磊推动操纵杆,屏幕里的挖掘机立刻按照他的指令动起来,没有时延,非常流畅,让他觉得自己就好像真坐在一台挖掘机里,在矿山现场挖矿一样,只是耳边没有隆隆的设备轰鸣,更不用担心滚石砸落或者土地坍塌的危险。

在控制中心调测

远程操作挖掘机

       而那些自动驾驶的矿车也跑得更快了,时速从原来的10公里提升到了30公里,全天候在矿山中欢快地穿行,仿佛预见着洛阳钼矿集团的发展,也正飞速向前。

      “真的要谢谢你们。我们矿上现在效益好了,我的待遇好了不说,工作也舒服了很多,老婆再也不用担心了!”

       2019年6月的上海展览会上,王朝磊第一次对何昊敞开了心扉。虽然之前两人相见过无数次,但每次都是一个人调测设备,一个人配合调试,并没有太多的沟通机会。

       这次他们把设备拉到了展览会的现场,在众多参观者面前,演示如何远程操作千里之外的挖掘机进行工作。期间王朝磊给何昊讲了很多矿上的事情,还有他自己的改变,他家庭的改变。他说他现在的身体好多了,晚上再也不会做噩梦了;老婆不担心他挖矿遇到危险,反而开玩笑地说“你现在每天坐在空调房里,可别吹出空调病了啊!”女儿脸上的笑容也多了很多,再也不用胆战心惊地等爸爸下班了。每天晚上他回到家,一家三口其乐融融地坐着吃饭聊天,让他觉得这样的日子真是过得特别舒坦,有奔头。

       何昊听着王朝磊絮叨又温暖的话语,看着他脸上真切的笑容,想起当初自己第一次上矿山时立下的誓言——5G,上矿山,给无数名矿工的生活带来改变,给无数个矿产企业带来改变。如今,誓言逐渐兑现,他的心底充满了喜悦和成就感。

       展览会不过短短几天,何昊却接了一大把名片,和无数不同行业的人有了许多碰撞和交流。他的眼界豁然开朗,看到了5G应用那一片浩瀚无垠的天空。华为有着当前最先进的5G技术,可以让海量万物以超高速率连接起来,人和物的沟通壁垒被打破,地球在5G的技术下变得扁平,整个世界即将发生翻天覆地的变化。

       现在,这个征途才刚刚起航,未来,是更加广阔的星辰大海。

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