項(xiàng)目背景

某露天煤礦部署了8臺(tái)無人駕駛礦卡，負(fù)責(zé)從采礦點(diǎn)到卸貨點(diǎn)運(yùn)輸煤炭。礦區(qū)環(huán)境惡劣，灰塵大、顛簸多，而且礦卡載重50噸，對(duì)車載設(shè)備的可靠性要求特別高。礦方選擇了SV900車載網(wǎng)關(guān)作為核心通信設(shè)備。

設(shè)備連接方式

每臺(tái)礦卡上的SV900網(wǎng)關(guān)要連接很多設(shè)備。5個(gè)M12型以太網(wǎng)口分別連接激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、4個(gè)環(huán)視攝像頭、車載工控機(jī)和備用接口。這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量很大，激光雷達(dá)每秒上百萬個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，4個(gè)攝像頭的高清視頻流，全都通過網(wǎng)關(guān)匯總后上傳。

另外還有個(gè)M12-X型接口，同時(shí)支持串口和CAN總線。這個(gè)接口連接礦卡的底盤控制系統(tǒng)，油門、剎車、轉(zhuǎn)向這些指令都通過這里傳輸。用M12航空接頭不是為了好看，是因?yàn)榈V區(qū)灰塵太大，普通網(wǎng)線接頭很容易進(jìn)灰氧化，M12接頭密封性好，插拔幾千次都沒問題。

雙5G網(wǎng)絡(luò)配置

SV900裝了兩張5G卡，而且是兩家運(yùn)營商的。主卡用移動(dòng)5G，備用卡用電信5G。礦區(qū)地形復(fù)雜，有時(shí)候移動(dòng)信號(hào)好，有時(shí)候電信信號(hào)強(qiáng)，網(wǎng)關(guān)會(huì)自動(dòng)選信號(hào)最好的那張卡用。

更厲害的是多網(wǎng)聚合功能。正常情況下兩張卡同時(shí)工作，把上傳帶寬疊加起來。礦卡上4個(gè)攝像頭的視頻流，加上激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，上傳需要至少50Mbps帶寬。單張5G卡有時(shí)候不夠穩(wěn)定，兩張卡聚合后，帶寬充足而且更穩(wěn)定。

NTRIP高精度定位

無人礦卡最怕的就是跑偏，畢竟50噸的車如果偏離路線后果很嚴(yán)重。普通GPS定位精度只有幾米，礦區(qū)的運(yùn)輸?shù)缆凡?米寬，根本不夠用。

SV900支持NTRIP協(xié)議，可以接收礦區(qū)基站發(fā)來的差分?jǐn)?shù)據(jù)，把定位精度提高到厘米級(jí)。礦卡在路上行駛，實(shí)時(shí)知道自己在車道的哪個(gè)位置，誤差不超過5厘米。就算大風(fēng)天氣或者急轉(zhuǎn)彎，也能保持在車道中間行駛。

礦方在礦區(qū)建了3個(gè)差分基站，覆蓋整個(gè)運(yùn)輸路線。每臺(tái)礦卡的SV900通過5G網(wǎng)絡(luò)接收基站數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)修正GPS誤差。這套系統(tǒng)運(yùn)行8個(gè)月，沒出現(xiàn)過一次偏離路線的情況。

惡劣環(huán)境適應(yīng)性

露天礦的環(huán)境有多惡劣？白天地表溫度能到50度，晚上又降到零下。礦卡拉著50噸煤炭在坑洼路面上跑，震動(dòng)特別大。普通的車載設(shè)備扛不住這種折騰。

SV900采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，寬溫工作范圍從零下40度到70度。設(shè)備內(nèi)部沒有風(fēng)扇，全靠被動(dòng)散熱，不怕灰塵堵塞。雙核A53處理器雖然不算頂級(jí)，但勝在穩(wěn)定，連續(xù)工作24小時(shí)不死機(jī)。

M12航空接頭的作用在這里體現(xiàn)得淋漓盡致。礦卡每天顛簸十幾個(gè)小時(shí)，換成普通RJ45網(wǎng)線接頭早就松動(dòng)了。M12是螺紋鎖緊的，震動(dòng)再大也不會(huì)松。而且防塵防水達(dá)到IP67級(jí)別，下雨天照常作業(yè)沒問題。

實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度

礦區(qū)調(diào)度中心有個(gè)大屏幕，能看到8臺(tái)礦卡的實(shí)時(shí)位置和狀態(tài)。每臺(tái)車的速度、載重、電量、傳感器狀態(tài)都顯示得清清楚楚。調(diào)度員根據(jù)實(shí)時(shí)情況安排運(yùn)輸任務(wù)，哪臺(tái)車空載了就派它去裝貨點(diǎn)。

攝像頭的畫面也能實(shí)時(shí)回傳。有時(shí)候路上有大石頭或者塌方，調(diào)度員看到后會(huì)暫停任務(wù)，派人處理。以前沒有實(shí)時(shí)監(jiān)控，礦卡遇到障礙物只能自己停下等，現(xiàn)在能提前介入處理，效率高多了。

SV900內(nèi)置的日志存儲(chǔ)功能也很有用。每臺(tái)車的運(yùn)行數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)都記錄在本地存儲(chǔ)里。萬一出現(xiàn)故障，工程師可以調(diào)出日志分析原因。上個(gè)月有臺(tái)車突然減速，調(diào)出日志一看是激光雷達(dá)數(shù)據(jù)丟包，排查后發(fā)現(xiàn)是網(wǎng)線松了，擰緊就好了。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)保障

礦區(qū)最怕的就是網(wǎng)絡(luò)中斷。礦卡在運(yùn)行過程中如果失聯(lián)，只能原地停車等恢復(fù)，一停就是幾十分鐘損失。SV900自帶網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能，實(shí)時(shí)檢查兩張5G卡的信號(hào)強(qiáng)度、延遲、丟包率。

如果檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降，會(huì)提前切換到備用卡或者觸發(fā)多網(wǎng)聚合模式。實(shí)際運(yùn)營中，8臺(tái)車平均每天會(huì)觸發(fā)10次左右的自動(dòng)切換，但從來沒有出現(xiàn)過完全失聯(lián)的情況。

調(diào)度中心的監(jiān)控系統(tǒng)能看到每臺(tái)車的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。哪臺(tái)車信號(hào)弱了，系統(tǒng)會(huì)預(yù)警，技術(shù)人員提前準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)方案。有次發(fā)現(xiàn)3號(hào)車的備用卡流量快用完了，及時(shí)充值避免了網(wǎng)絡(luò)中斷。

使用體驗(yàn)

礦區(qū)運(yùn)營負(fù)責(zé)人老王說："以前用過好幾種車載設(shè)備，要么是接口不夠用，要么是震動(dòng)幾個(gè)月就壞。SV900用到現(xiàn)在8個(gè)月，一臺(tái)都沒壞過。M12接頭確實(shí)耐用，灰塵再大也不怕。"

無人車技術(shù)工程師小李說："雙5G聚合這個(gè)功能解決了大問題。我們礦區(qū)地形復(fù)雜，單網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常不穩(wěn)定?，F(xiàn)在兩張卡同時(shí)工作，上傳帶寬穩(wěn)定在60Mbps以上，4路視頻加點(diǎn)云數(shù)據(jù)完全沒壓力。NTRIP定位也很準(zhǔn)，厘米級(jí)精度讓我們敢放心讓車自己跑。"

現(xiàn)在這8臺(tái)無人礦卡平均每天運(yùn)輸300車次，相當(dāng)于節(jié)省了16個(gè)司機(jī)的人力成本。礦方計(jì)劃再采購10臺(tái)無人礦卡，全部配置SV900網(wǎng)關(guān)。這個(gè)案例證明，在惡劣工況下，工業(yè)級(jí)設(shè)備的可靠性是第一位的。