TM Forum Innovate Asia24催化剂介绍系列- C24.0.727 无人机和矿卡自动驾驶赋能露天采矿场景

文摘   2024-11-01 10:00   北京  

“车云融合、车路协同、路云交互、天地一体”是智能矿山的核心技术方向,其中,无人运输车与云控平台、辅助工程设备、路侧单元之间的高效、通畅通信,是实现“车、地、网、云一体化系统”卓越性能的关键所在。

在这样的技术背景下,中国电信凭借其在5G通信矿山智能化改造方面的深厚经验,主导了此次TMF创新项目。携手中国联通、踏歌智行、国家能源(平庄煤业)、灵长智能、中兴通讯、中电福富、北京邮电大学、北京航空航天大学(国新院)等合作伙伴,共同打造了“车、地、天、云”高效协同作业的低速无人驾驶项目。该项目通过创新的低空网络架构,融合5G-A网络与卫星互联网,利用无人机建立基站,构建起一个三维覆盖的通信网络,显著提升了露天矿山的通信基础设施。这不仅极大地扩展了通信范围,还大幅增强了网络的弹性,确保了在偏远和复杂环境中的稳定覆盖。

此外,项目通过智能化运维,能够实时检测、诊断并优化网络异常,从而显著提升矿车自动驾驶的安全性与效率,同时有效降低了运营成本。这一创新方案的实施,不仅为露天矿山的通信基础设施带来了革命性的提升,也为整个矿业的智能化转型提供了强有力的技术支持。

和传统移动网络建设相比,无人矿区自动驾驶网络主要面临以下挑战:

  • 组网环境复杂,弱网环境通信问题明显,需要给出最佳网络规划建设方案。
  • 无人设备(无人矿车、无人机)对网络的的巡检和维护实时性要求高,需要能够及时对网络及无人设备做实时监控。
  • 传统人工巡检难以覆盖所有设备的巡检工作,容易出现遗漏和错误 。只能定期和分批进行,容易造成系统重大隐患。
  • 业界矿山场景网络问题复杂,定位时间久效率低,传统的人工运维手段无法满足行业客户对专网运维出现故障的极简,高效运维诉求,很大程度的影响了生产效率,网络复杂导致即使定位准确,解决也非常困难,有些时候故障不能及时修复,需要启动应急预案。

                 

本项目联合多技术厂家,整合了5G/V2X通信、无人驾驶、无人飞机、人工智能、大数据分析、大模型等多个领域的先进技术,简化了露天矿区无人驾驶的实施过程和自智化程度,提高了项目的实用性和效率。
项目创新性引入网络规划、监控维护、网络优化三个智能体,全面保障无人驾驶矿区网络从建设到维护到优化的全流程。
  • 规划智能体:可以智能规划满足无人驾驶矿区要求的网络建设方案,减少大量后期因不满足应用需求而需进行的扩容、网优等繁琐工作。
  • 监控维护智能体:可以实现对矿区网络和无人设备的7*24小时实时监控,第一时间发现业务故障、网络异常和性能下降的情况;实现无人设备100%覆盖自动巡检,自动异常根因分析,显著提升运维效率,缩减运维团队的人员和时间投入和运维成本。
  • 网络优化智能体:实现网络异常感知-上报-优化的闭环控制,使得无人设备实际工作过程中因网络问题造成的业务掉线率降低90%以上。
项目同时提托无人设备实时采集的网络质量数据,自动呈现并实时更新车辆运行路线上的网络质量分布,无需人工介入便能实时掌握矿区网络质量,轻松定位弱网路段,第一时间发现业务故障和网络异常的地理位置,实现毫秒级的通信异常点告警,缩短问题排查时间90%以上。

      

1. 从矿企视角看项目价值
本项目为矿业,特别是对于通信基础设施至关重要的露天采矿场景,提供了变革性的好处。通过利用AI智能体和大模型,系统能够完成自动化实时数据收集、故障诊断和根因分析解决方案推荐等关键网络任务,确保了无人驾驶采矿车辆、基站、卫星、无人机和云之间的连续、可靠通信。这种无缝连接使得:
  • 运营效率的提高:自动化的网络管理优化了采矿作业,减少了因通信故障导致的停机时间,并确保了远程车辆控制的不间断数据流。预计项目使得无人设备实际工作过程中因网络问题造成的业务掉线率降低90%以上。同时,本项目预计能第一时间发现业务故障和网络异常的地理位置,实现毫秒级的通信异常点告警,缩短问题排查时间90%以上。
  • 安全性的增强:可靠的V2X通信和智能巡检降低了风险,提高了在危险采矿环境中人类操作员和自主机械的安全。
  • 成本的降低:自动化的网络任务,如智能检查、故障诊断和优化计划建议,减少了手动干预的需要,降低了运营成本,改善了资源配置。可以实现对矿区网络和无人设备的7*24小时实时监控,第一时间发现业务故障、网络异常和性能下降的情况;实现无人设备100%覆盖自动巡检。
  • 实时决策:实时运行网络模拟和3D再现的能力,可以更好地预测和主动解决问题,提高整体决策和采矿作业的长期规划。
2. 从运营商视角看项目价值
对于电信运营商和服务提供商来说,这种新的网络架构开辟了重大机遇:
  • 新的收入来源:通过为矿业等特殊行业提供专门的通信解决方案,电信运营商可以扩展到细分市场,开发对高可靠、高性能网络有高需求的行业。
  • 创新的领导地位:率先集成了5G-A、卫星互联网、AI驱动的智能编排和基于无人机的基础设施,建立了创新的方案场景,使运营商成为下一代通信技术的领导者。
  • 可扩展性和效率:AI驱动的网络管理自动化降低了服务提供商的运营成本。自动化的故障检测、优化和维护降低了手动监控的需求,而基于无人机的部署允许在难以到达的地区快速扩展。
  • 弹性网络:三维覆盖网络增加了基础设施的弹性,降低了服务中断的风险,并提高了依赖这些先进通信解决方案的行业客户的满意度。
3. 技术创新
  • AI动态网络规划:基于网络数据、业务数据、投资成本数据,遵循规划目标模型,通过AI算法分析高价值的站点位置和建站策略,自动识别水域位置,规避不合理的规划点。
  • 天地一体的快速应急网络规划:应急场景下采用子母式无人机系统构建基站,快速实现多点三维覆盖网络,提升了偏远地区的宽覆盖、全通信能力。
  • SLA全业务保障:通过多智能体协同全智能化和自动化构建矿区自动驾驶SLA全业务保障,解决矿山场景中的网络建设、维护和修复问题。打造“车、地、天、云”一体化的低空场景自动驾驶网络解决方案。
  • 故障智能诊断:通过对基站、矿车、无人机等设备测数据实时采集、结合AI算法进行故障诊断和根因解决方案智能决策。
  • 网络状态实时呈现:通过3D仿真建模,实时重新矿山场景中各位置的通信状态。


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