地下五百三十四米 全世界最深的5G網(wǎng)絡(luò )在做什么

  山西省晉中市壽陽(yáng)縣。潞安化工新元公司綜采隊技術(shù)員郗書(shū)博正在井下534米的采煤面上與調度中心視頻連線(xiàn)。小屏里，巡檢機器人在他身邊靈活地進(jìn)行著(zhù)360度音視頻采集回傳。

  這種如今每天可見(jiàn)的場(chǎng)景，在幾年前是不可想象的。

  在陽(yáng)煤集團、中國移動(dòng)、華為公司的聯(lián)手努力下，2019年6月18日，陽(yáng)煤集團新元煤礦成為全國第一座5G煤礦。這里部署了147個(gè)5G基站，有全世界最深的5G網(wǎng)絡(luò )。人在井下，可以隨時(shí)隨地打電話(huà)、通視頻。實(shí)時(shí)信號在五百米縱深的巖石間以可以忽略不計的時(shí)延穿梭。

  2019年9月，新元煤礦井下5G網(wǎng)絡(luò )開(kāi)始研發(fā)。

  11月，井下打通第一個(gè)5G電話(huà)。

  潞安化工新元公司黨群部部長(cháng)喬鴻波說(shuō)，如今井下設備出現故障后，視頻電話(huà)甚至可以直接打到遠在北京的設備商，請人“遠程診斷”，很快修好復產(chǎn)。同樣情況下，以前可能動(dòng)輒停工幾天。

  在5G網(wǎng)絡(luò )的加持下，井下的水泵房、中央變電所、基電硐室等固定崗位的工作，也已經(jīng)逐漸被攝像頭、傳感器等替代，數據實(shí)時(shí)回傳，“藍領(lǐng)”礦工變“白領(lǐng)”，在窗明幾凈的調度中心遠程操控，肩頭卸下危險。

  孫繼平說(shuō)，目前井下固定崗位的減人已經(jīng)沒(méi)有任何技術(shù)障礙，全國三百萬(wàn)煤礦工人，如果可以全部實(shí)現固定崗位的機械化、智能化替代，約有三分之一可以告別礦井。

  從有人崗到無(wú)人崗，新元煤礦的井下作業(yè)人數已經(jīng)減少了三百多。

  井下交錯的巷道中，掘進(jìn)機、采煤機、皮帶機、液壓支架等大量機械設備兢兢業(yè)業(yè)地進(jìn)行采掘、運輸、生產(chǎn)輔助等作業(yè)，作業(yè)數據實(shí)時(shí)傳輸到調度中心，井下風(fēng)吹草動(dòng)，地上一看便知。

  人的反應時(shí)間是200毫秒，而5G網(wǎng)絡(luò )下，井下畫(huà)面傳到地面的延遲只有20毫秒。在新元煤礦，“一頭(掘進(jìn)頭)一面(采煤面)一硐室(機電硐室)”的每一臺設備都可以做到“令行禁止”，地面的操作員下達指令后，井下設備聞令而動(dòng)，遠程實(shí)時(shí)操控成為現實(shí)。

  礦業(yè)與通信的“拉郎配”

  信息化如此有為，各方投注順理成章。

  今年4月，華為成立“煤炭軍團”。外界眼里，這個(gè)組織成軍神速、神秘高級。按照任正非的公開(kāi)解釋?zhuān)妶F模式是把基礎研究的科學(xué)家、技術(shù)專(zhuān)家、銷(xiāo)售專(zhuān)家等全都匯聚在一個(gè)部門(mén)。煤炭是華為第一個(gè)采用軍團模式的領(lǐng)域。

  把最強的通信技術(shù)與古老的煤礦“捆綁”，這一設想2016年起就在孫繼平筆頭打轉。但以當時(shí)的技術(shù)條件，從Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )、有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )到工業(yè)以太網(wǎng)，都無(wú)法滿(mǎn)足遠程監控對帶寬、時(shí)延和可靠性的要求，想也白想。

  改變出現在2018年。孫繼平隨科技部和煤炭協(xié)會(huì )組織的高新技術(shù)進(jìn)企業(yè)活動(dòng)來(lái)到陽(yáng)煤集團，二十幾個(gè)專(zhuān)家坐一起，討論煤礦行業(yè)的出路。

  減人是方向，也是共識。但要想把人留下的工作交給機器，實(shí)時(shí)通信是繞不過(guò)的問(wèn)題?！叭嗣P(guān)天，你不可能在地面上看井下幾分鐘以前的畫(huà)面?！睂O繼平說(shuō)。

  當時(shí)距離5G商用還有一年多，但高帶寬、低時(shí)延、高可靠的5G網(wǎng)絡(luò )，給遠程操控帶來(lái)希望。

  當著(zhù)新元煤礦上屬華陽(yáng)集團董事長(cháng)翟紅的面，孫繼平提出5G下井的建議。

  5G下井，首先要解決設備防爆問(wèn)題，同時(shí)還要“螺螄殼里做道場(chǎng)”，在保證功能的前提下盡量把基站做小。項目正式開(kāi)始前，華為就組建了一個(gè)200多人的團隊，成立了研發(fā)相關(guān)技術(shù)的5G陽(yáng)煤突擊隊，井下的一切設備都要滿(mǎn)足防爆要求，需要“量身打造”。

  為此，三方共同成立了新元“5G+智能礦山”創(chuàng )新實(shí)驗室，成功研發(fā)出首款礦用5G基站，其中僅井下的PTN環(huán)網(wǎng)就相當于半個(gè)縣城的5G網(wǎng)絡(luò )容量。

  隔行如隔山，用中國科學(xué)院院士、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)教授何滿(mǎn)潮的話(huà)來(lái)說(shuō)，煤礦智能化的第一步是“組合”，是采礦技術(shù)和信息技術(shù)的組合，也是兩個(gè)領(lǐng)域研究人員的“拉郎配”。

  對此，新元公司5G+智能化礦井建設辦公室主任冀杰感受真切：懂5G的不熟悉煤礦運行要求，懂煤礦的不了解5G技術(shù)。結果是一輪輪觀(guān)點(diǎn)激烈交鋒，一次次井下徹夜攻關(guān)，欣喜失望反反復復。大家在興奮和疲憊中戰斗。

  2020年12月7日，任正非來(lái)到這里。

  在新元煤礦總調度室，他細細看了5G技術(shù)應用展示、聽(tīng)了介紹，還換上工作服、戴上安全帽，花費一兩小時(shí)到達井下。幾米寬的巷道里，他手持礦燈，邊走邊看，31004綜采工作面的掘進(jìn)機、9號中央配電室里的傳感器，5G看得見(jiàn)、摸得著(zhù)。

  與山西省委書(shū)記樓陽(yáng)生見(jiàn)面時(shí)，他提出華為愿意與山西聯(lián)合建立一個(gè)“煤礦人工智能創(chuàng )新實(shí)驗室”，通過(guò)ICT技術(shù)與煤炭開(kāi)采技術(shù)的結合，幫助煤炭行業(yè)進(jìn)行數字化、智能化轉型，實(shí)現“安全、少人無(wú)人、高效”的生產(chǎn)模式，也讓煤礦工人以后工作可以“穿西裝打領(lǐng)帶”。

  今年2月9日，意愿落地，任正非再次親赴山西。華為與晉能控股集團有限公司、山西云時(shí)代技術(shù)有限公司等聯(lián)合成立的“智能礦山創(chuàng )新實(shí)驗室”在太原揭牌。

  從“樣板間”到“商品房”

  成為“樣板間”后，萬(wàn)千同行來(lái)到新元煤礦取經(jīng)。

  這里的5G應用不是櫥窗里的漂亮娃娃，而是工信部副部長(cháng)劉烈宏口中實(shí)打實(shí)的“新工具箱”。

  “5G能解決的問(wèn)題太多了，可以準確、清晰地獲取井下安全生產(chǎn)數據和環(huán)境視頻，實(shí)現井上井下高清音視頻通話(huà)、各種數據快速傳輸、設備遠程智能控制等?！庇械V企負責人說(shuō)，“這個(gè)時(shí)代，我們不能被落下?！?

  煤炭大省紛紛行動(dòng)起來(lái)。

  山西、河南、山東、內蒙古……截至目前，全國已建成400余個(gè)智能化采煤工作面。工信部表示，將持續推進(jìn)采礦業(yè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng )新突破，加快從“樣板間”向“商品房”的復制推廣。

  劉烈宏曾在采礦行業(yè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”現場(chǎng)工作會(huì )上表示，新型基礎設施的發(fā)展給了我們新的工具箱，如果說(shuō)我們原來(lái)有一批工作箱的話(huà)，現在5G來(lái)了，實(shí)際上給了我們一把重磅的工具，就像關(guān)公不能沒(méi)有大刀，張飛不能沒(méi)有長(cháng)矛，要趕緊把5G這個(gè)工具用起來(lái)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)數字化、智能化的進(jìn)程。

  孫繼平談了他的預期，隨著(zhù)5G應用的深入，采掘工作面無(wú)人或少人作業(yè)、煤礦井下車(chē)輛無(wú)人駕駛，大概又可以把約一半的礦工解放出來(lái)。剩余的最后約六分之一，如巷道巡檢、瓦斯監測等輔助工，也希望可以隨著(zhù)礦山智能設備的研發(fā)投用、5G技術(shù)的研發(fā)落地，逐漸從井下回到地面。

  但人要往后撤，技術(shù)就得向前進(jìn)?；粽颀堃灰涣信e，如開(kāi)發(fā)符合煤礦本質(zhì)安全要求的覆蓋設備、低功耗模組等，他建議進(jìn)行適當的政策引導，針對煤礦井下的特點(diǎn)，鼓勵國內通信產(chǎn)品研究機構和廠(chǎng)商進(jìn)一步開(kāi)展對5G系統的研發(fā)改進(jìn)，并重點(diǎn)對射頻功率在煤礦安全方面的影響進(jìn)行聯(lián)合研究，確保在有限的安全功率范圍內實(shí)現最大的無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍。

  成本也是被不約而同談及的問(wèn)題?！澳壳俺杀具€是偏高?！被粽颀堈f(shuō)，“希望5G產(chǎn)品能針對煤礦的特點(diǎn)和需求改進(jìn)設計，同時(shí)圍繞煤礦智能化建設，挖掘更多應用。相信5G在煤礦的應用會(huì )越來(lái)越普遍?！?

  過(guò)去，山西的煤礦正如路遙筆下孫少平工作的“大牙灣”，作業(yè)面烏漆麻黑，喧吼聲隆隆不息，人在井下與世隔絕，重復不見(jiàn)天日的勞動(dòng)，升井后渾身黢黑，只能看清眼睛和嘴巴，被喊作“煤黑子”。更可怕的是危險，“不要帶血的煤，不要帶血的GDP”，舉國上下呼吁多年。

  如今在中國智能化程度靠前的煤礦，基本都是地上無(wú)煤塵，空中無(wú)煤粉，“采煤運煤不見(jiàn)煤”?！昂臀覀兒献鞯?A href="http://joq5k4q.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e5%8d%8e%e4%b8%ba&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">華為公司技術(shù)人員來(lái)自南方，他們都覺(jué)得我們礦山特別干凈?！奔浇苷f(shuō)，“現在還是比較艱苦，但不能再說(shuō)高危。隨著(zhù)技術(shù)升級，煤礦的將來(lái)一定安全、高效、綠色、智能?！?