内蒙古准格尔旗的冬天，滴水成冰。在近零下30度的环境下，200余辆无人矿卡不惧严寒，在复杂的矿坑中穿梭，与电铲、推土机等设备高效协同；矿区另一边，工人坐在温暖如春的操控室里，紧盯屏幕，有条不紊地操作着遥控杆……这一幕，不是电影，不是临时演示，而是准能集团正在努力实施的智慧化转型。
对于我们煤矿行业而言，5G可谓是雪中送炭。这句话道破了打造5G智慧矿山的意义所在。今天，以国家能源集团准能集团公司为代表的煤矿领军企业，抢先一步应用5G、大数据、人工智能等新一代信息通信技术建设智慧矿山，彻底颠覆传统矿山的生产作业方式，大幅提升生产效率和安全水平，让曾经是“黑领”的煤矿工人，变成了“白领”，实现绿色低碳高质量发展
“1549”，树立智慧矿山标杆
当前，数字经济时代全面开启，数字化转型成为很多企业拥抱数字浪潮，提升竞争力的手段。作为国内领先的煤矿企业，建设智慧煤矿，已是“必选题”。在全国诸多的智慧煤矿中，“智慧准能”尤为引人瞩目，被誉为行业“五星标杆”，这主要是因为“智慧准能”做到了“1549”。
无人矿卡在矿区现场作业
“‘1549’是四个数字，代表准能集团的四大能力，同时也代表着集团在打造智能矿山上的四大创新。” 准能集团公司副总经理曹勇解释。
具体而言，“1”指的是准能集团是全国产能第一的露天煤矿，目前准能集团下的两大矿区年产量能够达到6900万吨煤，如果转换成为用电量，可以满足深圳全市3年用电。
“5”有双层含义，一方面指的是智慧准能应用了5G技术，同时准能5G智能矿山项目投资金额也高达5个亿，其中5G网络建设投资1.06亿，无人矿卡投资3.9亿。正如曹勇所说：“5个亿的投资规模，充分体现了准能集团在推进智慧矿山建设上的决心”。
如果说“1”和“5”代表准能集团的实力，那么“4”则充分体现了准能集团的创新力。“9”代表增效带来的成本降低。在“智慧准能”的建设过程中，准能集团成功打造了四大创新方案，解决了无人驾驶业务需求量化、5G基站精准规划、5G应用协同、高效运维管理等核心问题。
准能5G智能矿山建成后，提质增效效应凸显。统计数据显示，基于当前的运营成果计算，准能5G智能矿山将减少800名矿卡驾驶人员，生产效率提升了25%，5年可节约成本9亿元。
“准能5G智能矿山建设，是一个系统工程，我们将在未来几年中持续推进相关工作的落地，加速整个集团的数字化转型步伐。” 曹勇介绍，准能集团在“5G+无人驾驶”上制定了三步规划：2021年5G先行，完成5G基站建设和39套矿卡无人驾驶改造上线；2022年完成所有矿卡无人化改造。
5G赋能，打造全球领先实践
“4G改变生活，5G改变社会”。业界普遍认为，5G高速率、大带宽、低时延的特点，将为传统行业的数字化转型强势赋能。然而对于很多矿山企业而言，如何建设真正面向需要的5G网络？如何充分发挥5G的技术特性？如何将5G真正融入生产、管理是巨大挑战。
为了找到上述问题“正解”，让5G赋能煤矿数字化转型，准能集团和中国电信内蒙古分公司强强联手，精准聚焦痛点、需求，总结了四大5G创新方案，彻底解决了大型露天矿山5G网络建设问题，而也正是基于在5G创新应用上的突出实践。在日前落下帷幕的第四届“绽放杯”5G应用征集大赛上，“准能集团5G智能矿山应用实践”荣获二等奖，将5G+露天矿山的应用实践推向了一个新的高度。
“大型露天矿5G网络建设首先要解决的问题是如何准确量化无人驾驶业务对5G需求。” 准能集团科学技术研究院院长武国平透露，准能5G智能矿山建设团队对生产流程、终端、场景等进行了全面梳理总结，开创性地使用了中国电信推荐的数字建模技术，将业务对网络的需求进行精准量化。以矿卡举例，团队构建了矿卡3D模型，分析车载终端组网，利用视频I帧碰撞模型和等效容量算法计算出无人驾驶矿卡的网络SLA需求。同时，将矿卡模型导入矿山3D高精度地图中，动态还原无人驾驶矿卡业务路线，准确输出整网网络需求。
拖曳式可升降的5G基站
明确了需求，下一步就是网络规划。相比较城市，大型露天矿区的环境复杂许多，并且分布着上千个设备，矿坑内部也高低不平，纵深达180米，相当于60层高楼。更为特别的是，随着施工进度推移，矿坑每个月要向前推进40米，基站需频繁搬迁。显然，传统的办法无法解决上述问题，中国电信和华为公司联手创新性地采用了3D地图仿真技术，打造厘米级精度、信道级覆盖、比特级速率的规划方法。“相比人工规划的方式，我们将矿坑内的基站扇区减少27% ，节约资金近500万，且覆盖率提升19%。” 中国电信内蒙古分公司负责准能集团项目经理刘国军阐述。
规划完成后，5G网络与应用的协同成为重中之重。准能无人驾驶涉及5G+视频感知、5G-V2X融合应用、5G架控双模式三类主要场景，内含视频、控制、管理、状态四种数据，需按照业务优先级别分类施策、分级保障。为此，准能5G智能矿山在业内创新性地提出了车内组网与车外5G协同的方案，依据3D建模梳理车内组网，将四类数据隔离成四种切片，针对性满足不同数据对于带宽、可靠性和安全性的需求，真正达成应用和5G的深度规模适配。
“还有一个问题不容忽视，那就是运维。完成了矿区5G网络的规划和建设，大量设备和网络的高效运维是难点。” 准能集团公司信息中心负责人戚振明介绍，准能5G智能矿山再一次实现技术突破，率先尝试将管理触点延伸至车辆终端，将矿卡健康管理平台与5G网络自管理平台适配，实现双护航端到端管理。
今天，在“双碳”目标的指引下，矿山的绿色低碳高质量发展势在必行，利用5G等新理念、新技术已成为必要手段。下一步，准能集团将持续加强5G赋能，全力推进生产智能化、运营数字化、创新自主化、管理智慧化，“让矿工更安全工作”。
