某大型露天煤矿,由于地处偏远、环境恶劣,急需引入无人驾驶技术,提升生产效率和安全性。经过评估,决定采用SV900车载网关,构建5G远程控制系统,实现矿卡、挖掘机、推土机等主要设备的集中调度和自动驾驶。
整体架构 远程控制中心<->5G核心网<->基站<->SV900车载网关<->车载执行单元
功能模块划分
感知模块:由激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头等组成,通过CAN总线接入SV900,实现360°环境感知。
控制模块:包括方向盘、油门、刹车等执行器,通过CAN总线接入SV900,实现车辆横纵向控制。
通信模块:SV900集成双5G模组,支持5G SA组网,通过MQTT协议与云端控制中心交互控制指令和车辆状态数据。
边缘计算模块:SV900搭载高通8155芯片,支持AI算法在本地运行。引入环境语义分割、目标检测等模型,提升车辆感知能力。
数据交互流程
SV900通过CAN接口实时采集车速、方向盘转角、油门深度等车辆状态信息,并通过5G网络上报至云端。
远程控制中心根据车辆状态和任务需求,下发控制指令,经5G网络传输至车载SV900。
SV900对控制指令进行解析,通过CAN总线转发至车辆执行单元,完成转向、加速、制动等操作。
车载感知设备通过RS232/485接口将环境数据传入SV900,经过SLAM算法处理后,生成车辆定位和障碍物信息。
SV900将车辆定位和障碍物信息通过5G网络回传至控制中心,辅助远程驾驶员进行判断和控制。
5G网络参数
切片类型:URLLC(高可靠低时延通信)
上行预调度:提升上行时延和可靠性
双连接:通过双SIM卡接入,提高链路冗余
车载以太网
组网方式:环网拓扑,避免单点故障
时钟同步:引入IEEE 1588 v2精确时间协议(PTP),实现车载设备的纳秒级同步
服务质量:采用TSN技术,通过流量调度和队列管理,保证控制指令的确定性时延
边缘计算
硬件选型:采用高通8155车规级芯片,CPU主频达2.2GHz,支持8TOPS的AI算力
软件框架:基于TensorFlow Lite框架,实现AI模型的车规级部署
模型优化:使用TensorRT加速工具,优化模型运行效率,推理时延控制在50ms以内
安全防护
控制链路加密:采用256位SM4国密算法,对控制指令进行端到端加密
车载数据安全:对敏感数据进行脱敏处理,并采用分区存储,防止越权访问
设备接入认证:基于数字证书实现设备双向认证,防止非法接入
经过4个月的紧张施工和调试,本远程驾驶系统于2023年6月1日正式投入使用。截至目前,已取得了显著成效:
矿卡无人驾驶时速提升至35km/h,较人工驾驶提高30%,日运输量增加200吨。
挖掘机远程操控时延降至120ms以内,可满足90%以上的作业工况。
系统稳定性达99.9%,在复杂环境下实现连续7*24小时工作。
运营成本降低15%,人员减少60%,万元GDP能耗下降10%。
引入5G NTN卫星通信,解决5G地面网络覆盖盲区问题。
升级至Wi-Fi 6,提升近场通信带宽,引入AR远程辅助等新型交互方式。
基于强化学习,实现设备自主作业能力,从单车智能向群智能协同演进。
集成区块链技术,探索设备编队作业模式下的经济激励新机制。
矿山5G远程驾驶是智能化矿山建设的重要里程碑。本项目充分发挥了SV900在多网融合、边缘计算、工业互联等方面的技术优势,打造了一套高可靠、低时延、强安全的远程控制解决方案。实践证明,SV900是矿用自动驾驶领域的理想选择,为实现"无人矿山"愿景提供了坚实支撑。
建议在后续项目推广中,加强与通信运营商、矿业集团的战略合作,针对性开展网络和平台建设。同时加快人才培养和标准制定,助力矿用自动驾驶技术的成熟和普及。