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这里有长达半年的漫长冬季，山川冰冻三尺，四野白雪皑皑，气温常常能达到-50℃的极寒；这里“乌金”遍地，机器轰鸣，蕴藏着火热的能量……这里是位于内蒙古自治区呼伦贝尔草原中部的雁宝能源宝日希勒露天煤矿。在这个“极寒”与“火热”的世界里，5G的到来奏响了更加和谐的“冰”与“火”协奏曲。
宝日希勒露天煤矿年生产能力达3500万吨，是我国北方地区重要的煤炭保供单位。在这个繁忙的矿区，长达14米、宽和高均近8米的“巨无霸”矿卡终年不歇地穿梭忙碌。
中国移动助力宝日希勒露天煤矿打造智慧矿山标杆企业，大力推进基于5G的智能无人化系统、无人化作业，让该煤矿成为世界上首个极寒环境下实现矿卡无人驾驶编组作业的智慧矿山。
5G SA专网挑战复杂环境
呼伦贝尔草原的冬季漫长且寒冷，严酷的生产环境使矿卡驾驶工作异常艰苦。长期在极寒环境下作业，安全事故率高、生产效率受影响曾是困扰这家大型煤矿的最大痛点。
“本项目的5G网络建设采用先进的独立组网（SA）方式，是国内首个极寒条件下利用独立组网满足无人驾驶需求的商业案例。”中国移动内蒙古呼伦贝尔分公司副总经理曹哲说。
露天煤矿深邃广袤、沟壑纵横。矿区内复杂的地形和崎岖的道路还会随着开采的推进不断变化。面对如此复杂的组网环境，中国移动为宝日希勒露天煤矿规划了覆盖全部生产中心区域的5G网络和无线网络。在5G基站、核心网网络架构设计方面，为适应矿区作业位置根据生产情况逐年推进变化的情况，且为满足数据不出园区的安全性及业务应用低时延、高可靠的需求，中国移动因地施策，采用不固定建站方式，并将相关网络设备下沉至矿区机房，建设专用核心网。同时，为确保无人驾驶矿卡运输过程中的网络运行安全，还为矿卡系统配置了全方位通信防护体系，以避免网络入侵造成的信息安全事故。
呼伦贝尔地区冬季最冷月份平均气温在-18℃至-35℃之间，极端低温甚至低至-50℃左右，这使得大部分机房冬季低温现象严重，存在机房设备退服、设备使用寿命缩短等问题。为满足极寒环境下无人驾驶矿卡特殊的专网需求，中国移动创造性制定了5G基站室内保温方案，通过对机房内低温耐受性较差的设备使用绝热、绝缘、阻燃的新型材料进行包裹，保证机房内基本温度满足设备运行需求。同时，利用5G无线设备在运行过程中产生的热量，为蓄电池等设备进行加热保温。各机柜内均安装温感器、温控阀门及风扇，当5G无线设备机柜温度超过25℃时，温控阀门会自动开启，通过风扇将热气排出，主设备富余热量将通过通风设备向电池柜传递，为蓄电池加热，以保证冬季-50℃极寒气温下5G网络稳定运行。
驶入极寒矿山“无人区”
“宝日希勒露天煤矿的生产过程中，运输环节占主要开采成本，且安全风险高，实现运输环节的无人化是当前采矿业的重要发展趋势。”宝日希勒露天煤矿矿长于海旭表示，“使用5G﹢矿用无人驾驶研究、设备远程控制、无人值守等技术，能够有效改善工人工作环境，解决艰苦工作岗位招工难等一系列问题。”
依托中国移动5G网络，矿区已完成5台220吨MT4400矿卡的线性改造、3台5G智能SD90-5E矿山推土机的安装，实现了在极寒环境下重型矿车、推土机、电铲等编组运行和无人矿卡的精准停靠、自动装卸、停车避让、远程操控等作业场景。“十几年来就是在坑里开大车，有了无人驾驶，我们都从矿坑里解放出来了。”宝日希勒露天煤矿运输段3班无人驾驶组组长包长明欣慰地说。
矿区内，无人驾驶矿卡来回穿梭，井然有序地自主完成排队装载。通过云端无人驾驶管理平台，加装毫米波雷达、激光雷达、摄像头等感知元件，这些“巨无霸”能应对矿区多尘、雨雪、多碎石、路面颠簸等复杂环境挑战，对作业环境实时感知，与电铲、洒水车、平路机、指挥车、加油车协同作业，实现装载、运输、卸载等一整套露天矿无人运输作业流程。
精细动作更多的矿山推土机则使用的是远程操控技术。移动5G大带宽、小于20毫秒的可靠时延及全息裸眼3D技术将现场状态、画面、声音及震动等信息实时回传至遥控驾驶舱。坐在舒适、安全的远程驾驶舱，驾驶员可实时感受推土机“开山平地”的力量，拥有身临其境的“驾驶感”。
宝日希勒露天煤矿机电部主任海素峰介绍：“移动5G﹢无人驾驶通过先进的智能控制、协同管理、大数据处理、高精度定位、融合感知、智能规划决策等技术，实现了矿卡的无人驾驶，从根本上杜绝因车辆侧翻、剐碰、失控、跌落等安全事故造成的人身伤害，达到本质安全的同时也能降低人工成本。”
5G技术的应用，为宝日希勒煤矿打造出国内第一个无人驾驶综合运输效率超过有人驾驶的露天矿无人化项目。5台矿卡的无人化可精简矿卡司机16名，3台遥控推土机可精简人员9名，3台智能巡检机器人可精简人员12名，实现了“少人则安、无人则安”的安全生产目标，现阶段年节约人工成本预计达670余万元。
中国移动在宝日希勒露天煤矿的5G﹢无人驾驶应用已获授权专利28项、软件著作权21项，发表论文8篇。宝日希勒煤矿的矿卡无人驾驶编组技术研究形成了国内首个极寒工况无人驾驶系统测试标准体系，填补了当前极寒地区矿山设备无人化测试规程的空白。
