本文來自微信公眾號“物聯(lián)網(wǎng)智庫”。
導讀
實體經(jīng)濟是一國經(jīng)濟的立身之本、強國之基、財富之源，是構筑未來發(fā)展戰(zhàn)略優(yōu)勢的重要支撐。顯然，在未來一段時期，各行各業(yè)都會圍繞這一主線展開行動，而ICT企業(yè)作為先進科技企業(yè)的典型代表，將成為助力中國實體經(jīng)濟轉型升級的“排頭兵”。在此背景下，高通公司聯(lián)合智次方·物聯(lián)網(wǎng)智庫通過對產(chǎn)業(yè)領軍企業(yè)進行深度訪談，撰寫一系列案例文章，并制作案例集《2023高通賦能企業(yè)數(shù)字化轉型案例集》，這是其中的第四篇——智慧能源篇。
生活在現(xiàn)代城市的人們，可能很難想象燈不會亮、車不能行、機器不再轟鳴、工廠不能開工的情景，而這一切正常運轉的背后，都需要能源提供動力。能源是驅動一座城市的血液，維系著照明、交通、供暖、降溫、機器設備運行等基本功能，更是一個國家發(fā)展的命脈。
因為歷史悠久，能源可謂是“化石級別”的古老行業(yè)，難免會讓人產(chǎn)生傳統(tǒng)的印象，但如今的礦山、油田卻早已不再是人們記憶中的模樣。5G讓能源基礎設施實現(xiàn)了互聯(lián)互通，AI則為運維、巡檢等工作的無人化奠定了基礎。換言之，數(shù)字化技術正在深入能源產(chǎn)、運、儲、銷、用各個環(huán)節(jié)，智慧能源市場前景廣闊。據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院《2023-2028年中國智慧能源行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預測報告》數(shù)據(jù)顯示：隨著智慧能源投資規(guī)模的加大，預計到2025年智慧能源規(guī)模將達到1600億元，2027年的智慧能源投資規(guī)模將超過2000億元。
廣和通+山源科技：5G智慧礦山，讓井下作業(yè)更高效
在中國的能源結構中，煤炭是主體能源，因此煤炭產(chǎn)業(yè)承擔著能源領域數(shù)字化轉型排頭兵的重任。2020年初，國家發(fā)改委等八部門印發(fā)《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》，其中明確，到2025年大型煤礦和災害嚴重煤礦要基本實現(xiàn)智能化。隨后，《煤礦智能化建設指南（2021年版）》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等一系列行業(yè)政策相繼出臺，加快推進煤礦智能化轉型——5G則在行業(yè)轉型升級的過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。
礦工井下作業(yè)存在安全和效率等諸多挑戰(zhàn)
煤礦井下的巷道構造錯綜復雜，探礦設備、采煤掘進機械、選礦設備、開采設備、供電設備、通風設備、排水設備等大量井下機電設備在不知疲倦地進行日常作業(yè)，其中很多機械設備都需要人工來進行操控和運維。
顯然，井下作業(yè)是一件危險的“苦差事”。首先，傳統(tǒng)采礦現(xiàn)場往往塵土飛揚，環(huán)境惡劣，同時還伴隨著塌方、滑坡等地質災害。深入礦井內作業(yè)的操作員則可能面臨頂板塌陷、透水滲水、指數(shù)超標、空氣缺氧等突發(fā)危險事件。第二，井下環(huán)境昏暗、空間狹小且基本封閉，易產(chǎn)生回聲和共鳴，許多井下設備具有高噪聲特性，有可能出現(xiàn)操作員面對面都聽不清對方說話的場景。最后，工作人員日常勞動強度極大，部分設備操作技術門檻高，操作不當時容易發(fā)生危險事故，從而產(chǎn)生更多安全運維及生產(chǎn)輔料成本。
如何在保障礦工安全操作的基礎上，改善其工作流程，提升其工作效率，并進一步推動煤礦井下“少人化、無人化”的作業(yè)流程，是上海山源電子科技股份有限公司（以下簡稱“山源科技”）開發(fā)解決方案時聚焦的方向之一。
山源科技成立于2001年，從創(chuàng)立之初就致力于智慧礦山、智慧能源等領域工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)端、管、云產(chǎn)品與系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務。隨著智慧礦山2025寫進國家戰(zhàn)略，特別是5G時代的到來，給能源行業(yè)大量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸和自動控制帶來了曙光，山源科技成為智慧礦山行業(yè)井下運營商的愿望正在逐步實現(xiàn)。
目前，在廣和通與高通的助力下，山源科技基于內置高通QCM6490物聯(lián)網(wǎng)解決方案的廣和通5G智能模組SC171開發(fā)出了5G礦用AR（增強現(xiàn)實）眼鏡產(chǎn)品。
5G賦能傳統(tǒng)設備化身“煤礦物聯(lián)網(wǎng)”智能終端
5G礦用AR眼鏡通過將虛擬信息疊加到真實環(huán)境中，實現(xiàn)信息流從二維平面到三維立體的過渡，帶來了多種創(chuàng)新功能，從而進一步解放人員的雙手，提升其作業(yè)安全性和工作效率。
5G礦用AR眼鏡
在遠程協(xié)作場景中，該款眼鏡融合AR、實時音視頻、5G通訊等技術，搭建了連接一線現(xiàn)場人員和遠程專家的AR協(xié)作空間，針對設備故障等突發(fā)狀況，專家即使身在千里之外也能為現(xiàn)場人員提供專業(yè)支持。
在智能巡檢場景中，AR眼鏡可以結合企業(yè)標準SOP流程，對傳統(tǒng)的巡檢、點檢規(guī)程和操作流程進行智能輔助，通過AR虛擬圖像實現(xiàn)位置導航，綜合利用云計算、算法、大數(shù)據(jù)等技術，實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)實時查看、人員操作流程指引、操作方法指導、操作視頻記錄等功能，提升巡檢效率，同時提高人員操作的規(guī)范性及安全性。值得一提的是，該款眼鏡的AI識別功能，可以滿足安監(jiān)員和帶班領導的設備巡查及三違檢查（違章指揮、違章操作以及違反勞動紀律），且實時視頻記錄，對安全檢查和事故分析提供佐證。
在培訓教學場景中，AR眼鏡則能化身移動的多媒體知識庫，滿足礦山現(xiàn)代化教學和實操培訓等應用場景的需求。
高通QCM6490物聯(lián)網(wǎng)解決方案保障5G性能，提供算力支撐
礦用AR眼鏡在使用過程中涉及大量視頻數(shù)據(jù)的傳輸，同時設備的實時監(jiān)測和實時音視頻等功能也對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延提出了嚴格的要求。
傳統(tǒng)有線傳輸?shù)姆绞诫m然信號穩(wěn)定，但井下地形復雜，設備繁多，給布線造成了很大的困難。4G/Wi-Fi等無線通信技術即使解決了布線問題，也無法滿足其對時延、速率、穩(wěn)定性的要求，可能造成聯(lián)網(wǎng)不順，作業(yè)數(shù)據(jù)無法及時上傳與歸檔的情況。而以5G為代表的新一代通信技術，則從根本上解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術難以滿足井下生產(chǎn)特點的問題。
廣和通和高通為山源科技礦用AR眼鏡的5G性能保駕護航。具體而言，這款設備搭載廣和通5G智能模組SC171，內置高通QCM6490物聯(lián)網(wǎng)解決方案，后者是高通專門針對AIoT領域打造的一顆高性能5G SoC，采用高通Kryo 670 CPU，是擁有8個核心的高性能CPU，最大主頻可達2.7GHz；GPU采用Adreno 642L，主頻高達812MHz，并融合了AI加速器，綜合算力高達14TOPS。
廣和通產(chǎn)品行銷部總經(jīng)理許良翮表示：“SC171系列是廣和通推出的一款高端5G智能模組，支持國內5G的所有現(xiàn)網(wǎng)頻段，支持2.4GHz+5GHz雙頻Wi-Fi 6，為整機客戶提供了靈活而強大的智能計算融合數(shù)傳的解決方案。同時，基于高通芯片的強大處理能力，5G智能模組SC171可以支持山源科技的終端設備流暢播放4K視頻，并對數(shù)據(jù)進行高效計算與處理；支持2520x1080 60fps雙屏異顯，最高可支持5路攝像頭同時運行，多媒體播放功能強大。”
山源科技副總經(jīng)理&中央研究院院長劉碧波表示：“對于5G礦用AR眼鏡的應用，除了需要5G蜂窩的接入能力，還需要在滿足功耗的條件下，具備強大的視頻采集能力，強大的本地算力，以及在礦山這種特殊的工作環(huán)境較高的可靠性和穩(wěn)定性。廣和通基于高通QCM6490物聯(lián)網(wǎng)解決方案打造的解決方案，在功耗和算力方面表現(xiàn)優(yōu)異，同時具備5G和Wi-Fi 6全連接通信能力，為我們提供了強大的技術支撐。”
移遠通信：5G無人值守，打造智慧油田
不只煤炭，石油和天然氣也是維系現(xiàn)代社會日常運轉的重要能源資源。石油被譽為“工業(yè)的血液”，除了用作燃料，石油化工還可生產(chǎn)出成百上千種化工產(chǎn)品，如塑料、合成纖維、合成橡膠、合成洗滌劑、染料、醫(yī)藥、農藥、炸藥和化肥等。而天然氣作為清潔能源，既可用作工業(yè)原料，也被廣泛用于民用和商業(yè)的燃氣灶具、熱水器、采暖以及制冷等方面?？梢哉f，千行百業(yè)早已離不開油氣和它的下游產(chǎn)品。
雖然油氣是重要的戰(zhàn)略資源，但其開采和運輸過程卻存在諸多挑戰(zhàn)。如今，在5G和AI技術的賦能下，一場智能化變革已然開啟。
5G無人值守化解油氣田人工巡檢挑戰(zhàn)
受自然環(huán)境特征影響，油氣田一般分布在遠離城市且地廣人稀的沼澤、沙漠、盆地和淺海等區(qū)域。除了地理位置偏僻，油氣本身有著非常特殊的物理特性，因此對運輸方式要求極高，其中管道運輸是綜合成本最低、也最為方便的一種方式。
然而，延綿萬里的管道雖然解決了石油運輸?shù)膯栴}，但管道巡檢卻并非易事。石油管道通常線路較長，沿途地形也復雜，傳統(tǒng)的人工巡檢往往會遇到各種挑戰(zhàn)。第一，巡檢人員要面臨長途跋涉，部分站點難以到達，巡檢范圍小，工作量大，巡檢效率低；第二，在溝谷、河川、林地、湖泊等復雜或惡劣地理環(huán)境中，巡檢盲區(qū)的問題較為突出，在突發(fā)自然災害時更是難以快速獲取管道安全狀況數(shù)據(jù)；第三，人工巡檢的數(shù)據(jù)不易保存，無法靈活檢索和追溯。
換言之，無論是效率、質量，還是巡檢人員的人身安全，傳統(tǒng)模式都難以保證。因此，引進先進技術實現(xiàn)油氣田及管道的數(shù)字化和無人化管理非常重要，5G無人值守項目的出現(xiàn)則在很大程度上緩解了這些問題提。
作為行業(yè)領先的物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案供應商，上海移遠通信技術股份有限公司（以下簡稱“移遠通信”）推出了基于高通QCM6490物聯(lián)網(wǎng)解決方案的5G智能模組SG560D和基于高通QCS8250物聯(lián)網(wǎng)解決方案的高算力模組SG865W-WF，為無人機、機器人終端在油氣行業(yè)開啟遠程巡檢提供了“動能”。
高通QCM6490和QCS8250物聯(lián)網(wǎng)解決方案為遠程巡檢添動能
在管道巡檢中，無人機全自動飛行，可進行全天候的監(jiān)控，高效完成大范圍的日常巡查作業(yè)。具體而言，無人機可以抓拍并自動識別埋地管線水毀塌陷、裸露、附近違章施工情況，還可通過高清變焦攝像頭對關鍵閥門、儀表、螺栓等特定設備進行精細巡檢和故障排查。同時，無人機可在指定目標上空懸停詳查，獲取管路周圍土壤環(huán)境、天氣、管路溫度等信息，發(fā)現(xiàn)情況即可定位報警，鎖定和跟蹤地面目標探查細節(jié)，配合遠程喊話器，及時發(fā)現(xiàn)、威懾、制止破壞管線和盜油行為，并做現(xiàn)場取證。
除了無人機，機器人也是常用的無人巡檢設備。巡檢機器人可以代替一線高危作業(yè)人員，在各類易燃易爆、有毒有害、高溫高壓的環(huán)境中，執(zhí)行全天候晝夜巡檢工作，部分機器人還具備自主建圖、路徑規(guī)劃、自主避障、定位導航等功能，保證巡檢工作的安全與高效。
無人機在長距離飛行時，可能會因為傳輸距離、信號遮擋問題導致關鍵數(shù)據(jù)難以回傳。機器人在執(zhí)行巡檢任務時，也可能遭遇信號不佳、網(wǎng)絡延遲等困擾。而5G高速率、低延遲、大連接、廣覆蓋、高可靠的特性，為這些無人值守終端的正常工作提供了保障。
由于傳輸過程中會涉及大量的圖像和視頻數(shù)據(jù)，所以無人機終端需要強大的GPU來保證圖像處理和顯示。移遠通信5G智能模組SG560D基于高通QCM6490物聯(lián)網(wǎng)解決方案打造而成，可內嵌在無人機控制手柄中，用于高效處理視頻及圖像等多媒體信息。該智能模組支持5G，可以將視頻與無人機信息同步云端后臺。高通Adreno 642L GPU的強大性能，讓SG560D擁有極強的AI能力，綜合算力達14TOPS，可對數(shù)據(jù)進行高速、高質的計算和處理，完美適配無人機巡檢過程中的圖像處理要求。另外SG560D具有低功耗、低發(fā)熱特性，非常適合戶外場景及長時間運行。
移遠通信COO張棟表示：“基于高通QCS8250物聯(lián)網(wǎng)解決方案的智能模組SG865W-WF，作為高性能視覺計算單元，具備專用增強型視覺分析（EVA）硬件，該引擎支持計算機視覺應用程序、VIO、VSLAM和DFS。在邊緣計算方面，SG865W-WF搭載高通Hexagon張量加速器（HTA），為精確的邊緣處理提供8TOPS的高算力，減少了關鍵任務中無人機或巡檢機器人的處理時間。在數(shù)字加密安全性方面，高通安全處理單元（SPU）在各個層面為無人巡檢設備提供安全保障，包括可信的執(zhí)行環(huán)境、安全啟動和攝像頭安全。”
寫在最后
國務院發(fā)布《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》指出：要加快推動智慧能源建設應用，促進能源生產(chǎn)、運輸、消費等各環(huán)節(jié)智能化升級。而在這一輪轉型升級浪潮中，5G和AI將成為關鍵驅動力。對于身處偏遠地區(qū)的能源基礎設施而言，其既不能因為故障而引起更大的風險，同時需要與管理中心實時同步數(shù)據(jù)，這對數(shù)據(jù)傳輸和邊緣側AI能力都提出了更高的要求。而高通作為5G和終端側AI技術的引領者，必將助力能源這個古老行業(yè)煥發(fā)新的“青春”。
