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从矿山到油田,5G+AI为能源行业添智慧

生活在现代城市的人们,可能很难想象灯不会亮、车不能行、机器不再轰鸣、工厂不能开工的情景,而这一切正常运转的背后,都需要能源提供动力。能源是驱动一座城市的血液,维系着照明、交通、供暖、降温、机器设备运行等基本功能,更是一个国家发展的命脉。

因为历史悠久,能源可谓是化石级别的古老行业,难免会让人产生传统的印象,但如今的矿山、油田却早已不再是人们记忆中的模样。5G让能源基础设施实现了互联互通,AI则为运维、巡检等工作的无人化奠定了基础。换言之,数字化技术正在深入能源产、运、储、销、用各个环节,智慧能源市场前景广阔。据中研普华产业研究院《2023-2028年中国智慧能源行业发展分析与投资前景预测报告》数据显示:随着智慧能源投资规模的加大,预计到2025年智慧能源规模将达到1600亿元,2027年的智慧能源投资规模将超过2000亿元。

在中国的能源结构中,煤炭是主体能源,因此煤炭产业承担着能源领域数字化转型排头兵的重任。2020年初,国家发改委等八部门印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,其中明确,到2025年大型煤矿和灾害严重煤矿要基本实现智能化。随后,《煤矿智能化建设指南(2021年版)》《“十四五”智能制造发展规划》等一系列行业政策相继出台,加快推进煤矿智能化转型——5G则在行业转型升级的过程中发挥着不可替代的重要作用。

  • 矿工井下作业存在安全和效率等诸多挑战

煤矿井下的巷道构造错综复杂,探矿设备、采煤掘进机械、选矿设备、开采设备、供电设备、通风设备、排水设备等大量井下机电设备在不知疲倦地进行日常作业,其中很多机械设备都需要人工来进行操控和运维。

显然,井下作业是一件危险的苦差事。首先,传统采矿现场往往尘土飞扬,环境恶劣,同时还伴随着塌方、滑坡等地质灾害。深入矿井内作业的操作员则可能面临顶板塌陷、透水渗水、指数超标、空气缺氧等突发危险事件。第二,井下环境昏暗、空间狭小且基本封闭,易产生回声和共鸣,许多井下设备具有高噪声特性,有可能出现操作员面对面都听不清对方说话的场景。最后,工作人员日常劳动强度极大,部分设备操作技术门槛高,操作不当时容易发生危险事故,从而产生更多安全运维及生产辅料成本。

如何在保障矿工安全操作的基础上,改善其工作流程,提升其工作效率,并进一步推动煤矿井下少人化、无人化的作业流程,是上海山源电子科技股份有限公司(以下简称山源科技开发解决方案时聚焦的方向之一。

山源科技成立于2001年,从创立之初就致力于智慧矿山、智慧能源等领域工业物联网端、管、云产品与系统的研发、生产、销售与服务。随着智慧矿山2025写进国家战略,特别是5G时代的到来,给能源行业大量物联网数据的传输和自动控制带来了曙光,山源科技成为智慧矿山行业井下运营商的愿望正在逐步实现。
目前,在广和通与高通的助力下,山源科技基于内置高通QCM6490物联网解决方案的广和通5G智能模组SC171开发出了5G矿用AR(增强现实)眼镜产品。



  • 5G赋能传统设备化身“煤矿物联网”智能终端

5G矿用AR眼镜通过将虚拟信息叠加到真实环境中,实现信息流从二维平面到三维立体的过渡,带来了多种创新功能,从而进一步解放人员的双手,提升其作业安全性和工作效率。

在远程协作场景中,该款眼镜融合AR、实时音视频、5G通讯等技术,搭建了连接一线现场人员和远程专家的AR协作空间,针对设备故障等突发状况,专家即使身在千里之外也能为现场人员提供专业支持。

在智能巡检场景中,AR眼镜可以结合企业标准SOP流程,对传统的巡检、点检规程和操作流程进行智能辅助,通过AR虚拟图像实现位置导航,综合利用云计算、算法、大数据等技术,实现设备数据实时查看、人员操作流程指引、操作方法指导、操作视频记录等功能,提升巡检效率,同时提高人员操作的规范性及安全性。值得一提的是,该款眼镜的AI识别功能,可以满足安监员和带班领导的设备巡查及三违检查(违章指挥、违章操作以及违反劳动纪律),且实时视频记录,对安全检查和事故分析提供佐证。

在培训教学场景中,AR眼镜则能化身移动的多媒体知识库,满足矿山现代化教学和实操培训等应用场景的需求。

  • 基于高通QCM6490的广和通5G智能模组SC171保障5G性能,提供算力支撑

矿用AR眼镜在使用过程中涉及大量视频数据的传输,同时设备的实时监测和实时音视频等功能也对数据传输的时延提出了严格的要求。

传统有线传输的方式虽然信号稳定,但井下地形复杂,设备繁多,给布线造成了很大的困难。4G/Wi-Fi等无线通信技术即使解决了布线问题,也无法满足其对时延、速率、稳定性的要求,可能造成联网不顺,作业数据无法及时上传与归档的情况。而以5G为代表的新一代通信技术,则从根本上解决了传统网络技术难以满足井下生产特点的问题。

广和通和高通为山源科技矿用AR眼镜的5G性能保驾护航。具体而言,这款设备搭载广和通5G智能模组SC171,内置高通QCM6490物联网解决方案,后者是高通专门针对AIoT领域打造的一颗高性能5G SoC,采用高通Kryo 670 CPU,是拥有8个核心的高性能CPU,最大主频可达2.7GHzGPU采用Adreno 642L,主频高达812MHz,并融合了AI加速器,综合算力高达14TOPS

广和通5G产品行销总监许良翮表示:“SC171系列是广和通推出的一款高端5G智能模组,支持国内5G的所有现网频段,支持2.4GHz+5GHz双频Wi-Fi 6,为整机客户提供了灵活而强大的智能计算融合数传的解决方案。同时,基于高通芯片的强大处理能力,5G智能模组SC171可以支持山源科技的终端设备流畅播放4K视频,并对数据进行高效计算与处理;支持2520x1080@60fps双屏异显,最高可支持5路摄像头同时运行,多媒体播放功能强大。

山源科技副总经理&中央研究院院长刘碧波表示:对于5G矿用AR眼镜的应用,除了需要5G蜂窝的接入能力,还需要在满足功耗的条件下,具备强大的视频采集能力,强大的本地算力,以及在矿山这种特殊的工作环境较高的可靠性和稳定性。广和通基于高通QCM6490物联网解决方案打造的解决方案,在功耗和算力方面表现优异,同时具备5GWi-Fi 6全连接通信能力,为我们提供了强大的技术支撑。

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