对矿山井下有轨电机车运输系统来说,大部分需要现场岗位人员与驾驶员配合操作。每台电机车需配司机和矿工,通过相互配合才能完成。造成装矿效率低下、装载异常等问题,同时存在很大的安全隐患。
5G智能运输依托于矿山5G专网,在运输车辆上增设测距雷达、AI摄像机、高精度GPS定位模块和北斗定位模块等数据采集终端,将采集的信号实时传输到信息处理平台。通过部署无人驾驶控制系统的矿车调度平台的综合处理后发出指令,实现矿卡远程操控、精准停靠、自主避障等无人驾驶功能,减少现场作业人员,有效降低安全事故发生率,同时可适应不同条件下生产系统的连续运行,大幅提高矿山运输效率。
方案层面,以高速5G无线通信及工业环网为传输平台,以矿用轨道运输监控系统为安全依托,采用精确定位技术、图像识别处理技术和机车安全运调技术, 并结合矿井安全生产运输综合监控系统,具体包括:
1)电机车自动控制改造:实现电机车自动运行,需要对机车的电气回路、机械回路、自动化系统与电气回路的连接进行改造测试,并安装车载控制系统 (5G无线通讯设备、协议转换设备、测速装置、障碍物检测装置、精确定位设备、机车视频等 ),同时进行牵引系统与机车本体控制融合调试,实现电机车远程自动控制;
2)精准定位系统:机车通过UWB精准定位系统 , 结合5G定位将无人机车的每节车厢定位至自动放矿口下方;
3)溜井远程遥控装矿系统 : 远程操作台可安装于地表控制中心,每套遥控操作台设置一套操作装置,实现远程手动遥控装矿。无人机车车厢精准定位后,远程自动放矿系统开启放矿模式,机车车厢矿石物料高度及视觉AI系统可控制每节车厢的放矿数量,实现与放矿机的连锁,使无人机车运输系统与远程放矿系统高度兼容统一;
4)视频监控系统:基于5G的高清视频回传能够清晰地传递井下机车行驶情况,保障行驶安全。
应用方面,中国移动联合千业水泥打造了“千业5G矿山绿色智能及矿产资源综合利用”项目,5G网络融合北斗高精度定位、车联网技术、纯电矿卡能量回收技术,实现了无人矿车的自动驾驶和协同编队、作业区域内车辆的集群调度,实现1人操控多台设备、运输车完全无人化操作,有效解决矿区安全驾驶问题,设备作业效率提升10%以上。