自從第一次工業(yè)革命讓機械擁有了遠(yuǎn)超人類的生產(chǎn)力，重型機械就成了科幻電影永恒的主題之一。

但如果你站在僅輪胎就高達(dá)四米的重型礦用卡車前，你就會忘記電影里的虛構(gòu)畫面，而徹底被現(xiàn)實世界的機械力量所吸引。

而且，這些超級機器正逐步擁有自主行駛的能力，現(xiàn)實版的擎天柱，在不久的將來可能就會成為現(xiàn)實！

如果你嘗試過無人駕駛汽車，那么你一定會相信，我們對于無人駕駛汽車的認(rèn)知，以及人類的出行和運輸方式很快便將發(fā)生變化。

最近，我在愛立信的客戶與行業(yè)實驗室內(nèi)見識到了一種非常特殊的自動駕駛交通工具，它是愛立信與瑞典礦業(yè)公司Boliden AB的合作成果。

Boliden AB共有8座礦山，其中一座是位于瑞典北部的露天礦山Aitik。Aitik是歐洲最大的露天礦山，覆蓋斯德哥爾摩的大部分土地，有效開挖面積約為3平方公里。Aitik以銅礦為主，但也有金礦和銀礦。

我們深入分析了Boliden AB在開采該礦山時面臨的挑戰(zhàn)，那就是如何通過最為經(jīng)濟高效的方式將礦石產(chǎn)量增加25%。

鑒于每年都有大量的巖石和礦石被炸毀后運出礦井，因此，這并不是容易實現(xiàn)的目標(biāo)。Aitik增產(chǎn)25%意味著產(chǎn)能要從每年的65-70萬噸增加到至少90萬噸，而為了將所有的巖石和礦石悉數(shù)從礦井中運出，公司就需要超大型運輸車。

此外，不僅卡車和鏟運機，采礦用的鉆機也必須是大塊頭。這些名為Pit Vipers的鉆機高達(dá)30米，可在巖石中鉆出深17米、直徑50厘米的鉆孔，然后在這些鉆孔中填裝***，從而將接近1,400立方米的巖石炸成碎片運出礦井。

自動駕駛礦用卡車和設(shè)備

可以提高生產(chǎn)率和效率

提高產(chǎn)量需要提升爆破能力。怎么辦？你可能會想，只要添加幾臺Pit Vipers鉆機就可以了，對嗎？

事實證明，添加Pit Vipers鉆機會帶來諸多弊端，不僅增加成本，而且也不利于曠工的人身安全和環(huán)境保護。由于每次爆破都會釋放出危險的煙霧，任何人在這些煙霧散開之前都嚴(yán)禁進(jìn)入爆破區(qū)，因此，公司還需要運送更多的礦工進(jìn)出礦井來操控新鉆機。

Boliden可以選擇的另一種方法是讓現(xiàn)有的Pit Vipers鉆機實現(xiàn)自動運行。通過選擇這種方法，不僅產(chǎn)量較之前有所提高，而且公司每年可節(jié)省250萬歐元的成本，并且還可將運送礦工進(jìn)出礦井的工作量維持在原有水平。

此外，鉆機自動化還能帶來顯著的環(huán)境優(yōu)勢。事實證明，與手動操控的車輛相比，自動駕駛車輛至少能節(jié)省10%的油耗。燃料消耗量降低10%相當(dāng)于減少10%的二氧化碳排放量。對于Aitik的卡車車隊而言，每年可減少約9,400公噸的二氧化碳排放量。

那么，究竟自動駕駛采礦設(shè)備為何更加高效？事實證明有多個原因，但Boliden在接受采訪時提到了一個非常引人注目的原因：

“

如果你讓一名曠工鉆一個15米深的鉆洞，為確保夠深，他幾乎總會先鉆15米，然后再多鉆幾米。如果你讓機器鉆這個孔，它將會完全止步于15米！

”

尺寸完全合適的鉆孔不僅能夠提高礦山利用率，而且還能減少對地理環(huán)境的影響！

當(dāng)Boliden開始改造鉆機以實現(xiàn)自動化時，他們還啟用了遙控功能。他們添加了幾個攝像頭和一個通信模塊并升級了控制系統(tǒng)。

事實證明，雖然自主型鉆機在很多情況下足以滿足需求，例如鉆機沿著預(yù)定路徑從一個鉆孔移動到下一個鉆孔，但在另一些情況下，例如在檢查鉆探區(qū)域、評估巖石狀況、或者只有人類才能進(jìn)行適當(dāng)評估的其他例外情況時，則需借助攝像頭開展遠(yuǎn)程評估。

移動通信基礎(chǔ)架構(gòu)

是自主采礦設(shè)備的推動力

推動這些設(shè)備實現(xiàn)正常運行的關(guān)鍵技術(shù)是運行良好的移動通信基礎(chǔ)架構(gòu)。為了在Aitik中啟用自動化鉆機，Boliden在礦井中安裝了基于Wi-Fi的標(biāo)準(zhǔn)通信系統(tǒng)。這一舉措在生產(chǎn)力提升方面開辟了先河，但實踐證明，這種做法并非完美無瑕。鑒于Wi-Fi并不支持大范圍的戶外覆蓋，因此，作為露天礦山，Aitik遇到了Wi-Fi覆蓋方面的挑戰(zhàn)。

使用電纜連接Wi-Fi接入點對露天礦山而言也不理想，在對WiFi接入點進(jìn)行了仔細(xì)的調(diào)整之后，覆蓋范圍和性能終于初步達(dá)標(biāo)。但在這個案例中，WiFi的覆蓋范圍僅集中在鉆機的活動區(qū)域，并且隨著活動區(qū)域的位置變化需要定期進(jìn)行調(diào)整。此外，該解決方案還嚴(yán)格限制了其他自動采礦設(shè)備或聯(lián)網(wǎng)對象的添加。

要實現(xiàn)完全的遠(yuǎn)程控制并進(jìn)一步提高自動化水平，該公司需要部署高性能的移動4G或5G通信網(wǎng)絡(luò)。這意味著他們不僅需要遠(yuǎn)程管理極為復(fù)雜的任務(wù)，例如復(fù)雜的鉆探和巖石評估，而且還要求網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個礦山及周邊地區(qū)，包括實現(xiàn)采礦卡車和鏟運機的聯(lián)網(wǎng)、遙控和自動運行。

此外，4G/5G移動網(wǎng)絡(luò)還可以助力他們實現(xiàn)車隊和資產(chǎn)管理及定位，跟蹤整個礦場中由電池供電的大量聯(lián)網(wǎng)傳感器，避免每隔一個月盲目地更換一次電池。

顯然，采礦業(yè)的流程改進(jìn)和效率提升之旅遠(yuǎn)未結(jié)束。在遙遠(yuǎn)的未來，今天的許多活動可能都不再需要人類插手，無論工作還是休閑。

生命中充滿了奇跡，讓我們一起去探索吧，現(xiàn)在，是時候去嘗試一下自動駕駛的樂趣了！