“操作系统完好，声光、照明完好，电机车试运行正常，排查完毕，各项指标完好，可以作业。”5G无人驾驶电机车研发班组班长沈龙做完班前排查后，轻点鼠标，一列列加挂着13节矿车满载100余吨矿石的5G无人驾驶电机车缓缓启动……
这是会宝岭铁矿5G电机车调度站每天都会上演的一幕。
“以前上班，我们8小时窝在不到一平方米的狭窄空间，一天下来腰酸背痛、头脑发昏。”沈龙一边用手比画一边说道，“如今5G无人驾驶电机车的应用，把我们的工作地点从狭窄的‘密封罐’搬到了明亮的‘办公室’，工作起来更像玩游戏一样简单，既提高了工作效率，又保证了作业安全。”
近年来，会宝岭铁矿大力推进智能矿山建设，以打造高效、安全、智能的矿石运输系统为突破点，敢做“吃螃蟹”第一人，依托5G通讯网络，采用先进的传感器、自动控制技术，自主解决电机车实时精准定位、信息传输、控制响应、道岔自动控制等技术难题，率先实现了井下电机车无人驾驶，让电机车司机在中控室就能实现手动远程控制、遥控操作。
无人驾驶·缘起
矿山有轨运输作为采矿作业中一个基础且重要的环节，依赖于铺设在地下的轨道系统，使用专门设计的矿用机车和矿车来运输矿石。
“不同于地面开阔敞亮的驾驶环境，会宝岭铁矿井下-430m水平运输巷道狭窄，光照不充分，轨道湿滑，现场作业环境恶劣，电机车人工驾驶舱空间狭小，人工操作电机车运输矿石作业时，存在疲劳驾驶、超速脱轨、车辆追尾等风险，推进电机车运输的少人化和无人化，提高矿石运输的安全可靠性迫在眉睫。”机运工区区长王辉介绍道。
为解决井下运输环节卡脖子难题，会宝岭铁矿将“电机车无人驾驶”作为难题面向公司全体员工进行“难题悬赏”，征集解题方案。在“悬赏”之初，很多职工提出了各种不同的改造方案，包括沿用成熟的4G通讯系统进行半自动化改造、建设基于2.4GHzWiFi的通信系统进行自动化改造等等。青年创客中心积极作为，主动牵头，召开“头脑风暴会”，组织专家、领导、职工将各种改造方案进行研究分析，打算选择一个最优方案进行攻克，但分析对比下来，所有的方案都不成熟，都不能满足现场环境的安全运行。
就在这个难题即将“石沉大海”的关键时刻，作为一名有8年“驾龄”的老电机车司机沈龙大胆“揭榜”，提出了利用5G通讯技术进行无人驾驶电机车的改造方案。他的方案让所有人眼前一亮。在理论上，5G的高带宽、高速率、低延时等特性可以把工业生产的各个环节关联起来，实现数据的全程盘活。但在当时，5G概念刚刚兴起，5G的关键性能还没有完全开发利用起来，还没有成熟的商用体系。在这种情况下，无人驾驶技术别说在井下应用，即使在地面运行也并不多见。
在创客平台的支撑下，成立以沈龙为首的8人难题攻克团队。在团队第一次集体讨论时，“我们就是要挑战‘不可能’，成就我们的‘可能’！”沈龙立下“豪言壮语”。通过无数个日夜的查阅资料、外出考察学习、反复论证，提出利用5G、人工智能、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术，在井下-430m水平作业面部署5G专网，依托5G高可靠的优势，解决电机车信号实时传输、实时控制的难题，利用5G+平台数字化管控，集合车辆的实时高效管理和视频实时存储回传等功能，最终实现井下电机车的安全高效无人驾驶。
敢闯敢拼·无羁
“想法是美好的，现实是残酷的。当真正参与课题攻关时，我才发现远没有想象中的那么简单。最初的改造方案是寻找第三方单位进行合作开发，经过市场调研，仅是系统研发费就2000多万，还要长期配备第三方服务人员，且日常维护费用极高，这种被第三方厂家卡脖子的情况对于企业来说简直就是‘无底洞’，更与我们‘能挣会花不浪费，能自主不外委’的办矿理念不符。在这种情况下，我们团队狠下决心、主动担当，坚定了自主创新、自主改造的决心。”沈龙回忆道。
电机车无人自动驾驶的核心在于控制机车运行的系统编程，在此之前，整个团队对于系统编程知之甚少，只能从零开始学起，他们白天工作，下班后进行自学，线上线下查阅资料，边干边学。依托于丰富的现场经验，经过不断地试错、改错，前后经历了十余次的尝试，最终掌握了系统编程的技术要领。历时三个多月，编写完成第一代程序代码，为电机车的无人驾驶安上“智能芯”。
攻克编程技术以后，该团队满怀欣喜地就想要进行现场实践，但当时的井下运输任务重，车辆少，没有专门的电机车供他们做实验。公司领导了解情况后，压减运输任务，专门开辟一段运输路线和一辆电机车供他们实验研究。经过一个多月的难题攻关，实现第一辆实验电机车无人自动驾驶运行。
第一辆电机车的成功运行给了该团队极大地鼓舞，但电机车动起来仅仅是第一步，后面还有大量的技术难题等着去攻克。在成功攻克编程难题后，该团队没有片刻的放松，又马不停蹄地投入到下一项难题攻关中。
在初步攻克了各类技术难题以后，现场问题随之而来。电机车在复杂环境下的精准定位问题成为摆在该团队面前的最大困难。为此，该团队大胆创新，借鉴“上班打卡”的方式，自主研究成功一体式阅读器，在各穿脉、巷道安装标签170个，当电机车经过标签位置时，实时“打卡”，实现电机车位置实时精准反馈。
独领风骚·逆袭
说干就干，干就一流！良好的轨道基础和条件是保障电机车安全无人驾驶的前提和保障，在第一辆5G无人驾驶电机车试运行成功以后，该矿开始下大力气进行全系统、全链条现场实施。第一步就是组织人力、物力对井下-430m水平运输系统实施标准化建设，对各穿脉、沿脉、线缆、水沟等进行全方位升级改造，建设成为高标准示范点，为电机车无人驾驶提供了可靠的硬件基础。
-430m水平有12条运输穿脉，运输线路长，路线复杂，运输轨道总长度超过12000米，现有的运输轨道无法承载无人驾驶电机车的高效运行。为解决轨道这一基础设施难题，该团队借鉴“高铁焊接技术”，对井下运输轨道进行无缝焊接，实现轨道整体受力，平整顺畅，满足无人驾驶电机车的稳定运行。
“在现场实施阶段，团队所有人员放弃休息时间，心往一处想、劲往一处使，都想为公司的‘大工程’出把力，那种感觉太棒了。”机运工区区长王辉在提起现场施工时还是激动万分。
他们先后敷设信号传输线路13000余米，建设5G基站35台，安设高清摄像头，优化电机车控制网络与5G网络融合，减少时延3毫秒，实时对机车行驶距离及速度进行测算，实现对电机车的精准控制。对电机车控制画面、有轨运输系统调度图进行绘制，与人员精准定位系统实时联动，实现整个有轨运输系统的数据可视化控制。
为更好地配合井下5G无人电机车全链条无人驾驶运行，该矿利用5G更强大、更可靠和更迅速的通信链路支持，先后完成-430m有轨运输系统的23个装矿点自动装矿改造和20处转辙机自动化控制改造，实现精准识别矿车定位及矿车内矿石满载率，实现电机车自动调配、自主装矿。全系统运行后，彻底实现了基于5G技术的无人驾驶、智能行驶、智慧运输的革命性创新。
就这样，该团队在“没有转辙机的控制单元那就自己设计一个，没有主干通讯环网那就自己搭建一个，没有车辆避让及道岔控制程序那就自己写一个”的点滴努力下，先后完成了1600多条完整运行程序的编写，攻克各项技术难题25个，最终实现了井下电机车无人驾驶。
“我在狭小的驾驶室内弯着腰开了8年电机车，没想到有一天我可以‘直起腰板’开车了。现在鼠标点一点就能5G电机车无人自动驾驶，这个岗位也从没人想干变成了现在的香饽饽，我也从‘绿皮火车司机’变成了‘高铁驾驶员’！”5G电机车实现全流程自动化无人驾驶以后，电机车司机王世光感慨道。
现在的电机车司机只需要坐在电脑前，输入目的地指令，点下启动按钮，剩下所有操作全部由系统程序自动执行。电机车班组也由原来的24人，精简为6人。5G电机车自动驾驶的应用，将矿井工人从高温、高湿的恶劣工作环境中解放出来，实现了“无人则安”。截至目前，该矿井下无人驾驶电机车已安全运行1000余天，节省人工费用300万元/年，运行效率提升16%。
“5G电机车无人驾驶技术获得山东省青年创新项目是对我们团队最大的认可，我和我的团队掌握了5G电机车无人驾驶的全部技术，而且全部是自主知识产权，设备出现故障，我们会第一时间解决，改变了原来出现问题首先找厂家的状况，我们有了自己的编程团队，这让我们感到非常的自豪和骄傲。”沈龙在山东省青年创新项目颁奖现场激动地说道。
数智赋能·蝶变
“5G无人驾驶电机车项目的攻克让我们在智能化矿山建设上前进了一大步，实现了从‘人工’向‘智能’的转变。同时，也为我们培养了一支业务精、能力强、素质优的青年人才队伍，为公司的可持续发展提供了强有力的人才支撑。下一步，我们将按照山东能源集团、鲁西矿业部署要求，持续增强创新主动性，不断深化5G工业场景应用空间，以‘机进人退’实现‘无人则安’，以高质量发展良好态势为山东能源集团建设世界一流企业贡献铁矿力量！”鲁西矿业会宝岭铁矿党委书记、董事长、总经理刘文华满怀信心地说道。
在会宝岭铁矿，5G早已不仅仅是一种通信手段，更成为了智慧智能矿山建设的重要推手。该矿在5G电机车成功应用的基础上，深入探索5G工业应用场景，全面推进井下智能开采、巡检机器人应用等。推广应用“5G+智能掘进”，通过5G网络实时传输，实现对掘进工作面的视频、传感器数据的实时监控，做到井下作业监控无盲点，真正实现“无监控，不作业”，让掘进作业更加精准高效。探索“5G+智能巡检”，在井下、地面等关键区域、设备部署5G网络，巡检机器人得以更快捷地接收指令、传输高清视频，满足了重要设备无人巡检的严苛要求。
纵横交错的井下铁轨，呼啸而过的5G无人驾驶电机车……在这充满科技感的时代，曾经那个需要“手抬肩扛”的时代已经离我们远去，扑面而来的是5G智能设备对人力的解放。年轻的铁矿人正用他们的青春和汗水，坚定走在智慧智能矿山建设的征程中。一辆辆安全、高效、稳定行驶的电机车，正载着铁矿人的使命与担当，迎着旭日的光辉，驶向充满希望的远方……
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