導讀
實體經濟是一國經濟的立身之本、強國之基、財富之源，是構筑未來發展戰略優勢的重要支撐。顯然，在未來一段時期，各行各業都會圍繞這一主線展開行動，而ICT企業作為先進科技企業的典型代表，將成為助力中國實體經濟轉型升級的“排頭兵”。在此背景下，高通公司聯合智次方·物聯網智庫通過對產業領軍企業進行深度訪談，撰寫一系列案例文章，并制作案例集《2023高通賦能企業數字化轉型案例集》，這是其中的第四篇——智慧能源篇。
生(sheng)活在現代城(cheng)市(shi)的(de)(de)人(ren)們，可能(neng)很難想(xiang)象(xiang)燈不會亮(liang)、車不能(neng)行(xing)、機(ji)器不再轟鳴、工(gong)廠不能(neng)開工(gong)的(de)(de)情景，而這一(yi)(yi)切正常運轉的(de)(de)背后，都需要能(neng)源(yuan)提供動力。能(neng)源(yuan)是(shi)(shi)驅動一(yi)(yi)座城(cheng)市(shi)的(de)(de)血液，維系著照明、交通、供暖、降溫、機(ji)器設備運行(xing)等(deng)基本功(gong)能(neng)，更是(shi)(shi)一(yi)(yi)個國(guo)家發(fa)展的(de)(de)命(ming)脈。
因為歷史悠久，能源可謂是“化石級別”的古老行業，難免會讓人產生傳統的印象，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了互聯互通，AI則為運維、巡檢等工作的無人化奠定了基礎。換言之，數字化技術正在深入能源產、運、儲、銷、用各個環節，智慧能源市場前景廣闊。據中(zhong)(zhong)研普華產業(ye)(ye)研究院(yuan)《2023-2028年(nian)中(zhong)(zhong)國智慧能源行業(ye)(ye)發展分析與投資前景預測(ce)報告》數據顯示：隨著智慧能源投資規(gui)模(mo)的(de)加大，預計到2025年(nian)智慧能源規(gui)模(mo)將(jiang)達到1600億元，2027年(nian)的(de)智慧能源投資規(gui)模(mo)將(jiang)超(chao)過2000億元。
廣和通+山源科技：5G智慧礦山，讓井下作業更高效
在中國(guo)的能(neng)(neng)(neng)源結構中，煤(mei)(mei)炭(tan)是(shi)主體能(neng)(neng)(neng)源，因此煤(mei)(mei)炭(tan)產業承擔著(zhu)能(neng)(neng)(neng)源領域數字化(hua)(hua)轉型排頭(tou)兵的重任。2020年初，國(guo)家發(fa)改委(wei)等(deng)(deng)八部門印發(fa)《關于加(jia)快煤(mei)(mei)礦智能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)發(fa)展(zhan)的指導意見》，其(qi)中明確(que)，到2025年大(da)型煤(mei)(mei)礦和災害(hai)嚴重煤(mei)(mei)礦要基(ji)本實現智能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)。隨后，《煤(mei)(mei)礦智能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)建設指南(nan)(2021年版)》《“十(shi)四五”智能(neng)(neng)(neng)制造(zao)發(fa)展(zhan)規劃》等(deng)(deng)一系列行業政(zheng)策相繼出臺，加(jia)快推進煤(mei)(mei)礦智能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)轉型——5G則在行業轉型升級的過程中發(fa)揮(hui)著(zhu)不可替代(dai)的重要作用。
礦工井下作業存在安全和效率等諸多挑戰
煤礦井下的巷道(dao)構造錯綜復雜，探(tan)礦設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、采煤掘進(jin)機械(xie)、選礦設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、開采設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、供電設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、通風設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、排水設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)等大量井下機電設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)在不知疲倦地進(jin)行日常作業，其中很多機械(xie)設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)都需要(yao)人(ren)工來進(jin)行操(cao)控和運維。
顯然，井下(xia)(xia)(xia)作(zuo)業是一件危(wei)險(xian)的(de)“苦差事”。首先，傳(chuan)統采礦現場(chang)往(wang)往(wang)塵土(tu)飛(fei)揚(yang)，環(huan)境惡劣，同時還伴隨著塌(ta)方、滑坡(po)等(deng)地質災害。深入礦井內(nei)作(zuo)業的(de)操作(zuo)員(yuan)(yuan)(yuan)則可(ke)能面(mian)臨(lin)頂板塌(ta)陷(xian)、透水滲水、指數超標(biao)、空氣缺氧等(deng)突發危(wei)險(xian)事件。第二(er)，井下(xia)(xia)(xia)環(huan)境昏暗、空間狹小(xiao)且基本封閉，易(yi)產生(sheng)回聲和共鳴(ming)，許多井下(xia)(xia)(xia)設備具有高噪聲特性，有可(ke)能出現操作(zuo)員(yuan)(yuan)(yuan)面(mian)對(dui)面(mian)都聽不清對(dui)方說(shuo)話的(de)場(chang)景。最后，工作(zuo)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)日常勞(lao)動強度極大，部分(fen)設備操作(zuo)技術門檻高，操作(zuo)不當時容易(yi)發生(sheng)危(wei)險(xian)事故，從而產生(sheng)更多安全運維(wei)及生(sheng)產輔料成(cheng)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”)開發解(jie)決方案時聚(ju)焦的(de)方向(xiang)之一。
山源科(ke)(ke)技成(cheng)立于2001年，從創(chuang)立之初就致力于智慧礦(kuang)山、智慧能源等領域(yu)工業(ye)(ye)物(wu)聯網端、管(guan)、云(yun)產品與系統的(de)研發(fa)、生產、銷售(shou)與服務。隨著智慧礦(kuang)山2025寫(xie)進國(guo)家戰略，特別(bie)是5G時代的(de)到來，給(gei)能源行(xing)業(ye)(ye)大(da)量物(wu)聯網數據的(de)傳輸和自動(dong)控(kong)制帶來了曙光，山源科(ke)(ke)技成(cheng)為智慧礦(kuang)山行(xing)業(ye)(ye)井下運營(ying)商(shang)的(de)愿望正在逐步實現。
目前，在廣和通與高通的助力下，山源科技基于內置高通QCM6490物聯網解決方案的廣和通5G智能模組SC171開發出了5G礦用AR(增強現實)眼鏡產品。
5G賦能傳統設備化身“煤礦物聯網”智能終端
5G礦用AR眼(yan)鏡(jing)通過將虛擬信息疊(die)加到真實(shi)環境(jing)中，實(shi)現信息流從二維平面到三維立體的(de)過渡，帶來(lai)了(le)多種創新功能，從而進一步解(jie)放人員的(de)雙手，提升其作(zuo)(zuo)業安(an)全性和工(gong)作(zuo)(zuo)效率。
5G礦用AR眼鏡
在遠程協作(zuo)場(chang)景中，該款眼鏡融合AR、實時音視頻、5G通訊等技術，搭建(jian)了連(lian)接一(yi)線現場(chang)人員(yuan)和(he)遠程專(zhuan)家(jia)的(de)AR協作(zuo)空(kong)間，針對設備(bei)故(gu)障等突發狀況，專(zhuan)家(jia)即使身在千里之外也能為現場(chang)人員(yuan)提供專(zhuan)業支(zhi)持。
在智能巡(xun)檢(jian)場(chang)景中，AR眼鏡(jing)可以結合企業標準SOP流(liu)程(cheng)，對傳統的巡(xun)檢(jian)、點檢(jian)規程(cheng)和(he)操(cao)作(zuo)(zuo)流(liu)程(cheng)進(jin)行(xing)智能輔助，通過(guo)AR虛擬圖像實現位置導航，綜合利用云計算、算法(fa)、大數(shu)據等技術(shu)，實現設(she)備(bei)數(shu)據實時(shi)查(cha)看、人員操(cao)作(zuo)(zuo)流(liu)程(cheng)指引、操(cao)作(zuo)(zuo)方法(fa)指導、操(cao)作(zuo)(zuo)視頻記錄(lu)等功能，提升(sheng)巡(xun)檢(jian)效率，同時(shi)提高人員操(cao)作(zuo)(zuo)的規范性(xing)及安全(quan)性(xing)。值(zhi)得一提的是，該款眼鏡(jing)的AI識別功能，可以滿足(zu)安監員和(he)帶班領(ling)導的設(she)備(bei)巡(xun)查(cha)及三(san)違(wei)檢(jian)查(cha)(違(wei)章(zhang)指揮、違(wei)章(zhang)操(cao)作(zuo)(zuo)以及違(wei)反勞動(dong)紀律)，且實時(shi)視頻記錄(lu)，對安全(quan)檢(jian)查(cha)和(he)事故分析(xi)提供(gong)佐證。
在培(pei)訓教學(xue)(xue)場景中，AR眼鏡則能化身移(yi)動的多媒(mei)體知識庫，滿足(zu)礦山(shan)現代化教學(xue)(xue)和(he)實操培(pei)訓等應用場景的需求。
高通QCM6490物聯網解決方案保障5G性能，提供算力支撐
礦用(yong)AR眼鏡在使用(yong)過程中(zhong)涉及大(da)量視頻數據(ju)的傳輸，同時(shi)設備(bei)的實(shi)時(shi)監測和實(shi)時(shi)音視頻等功能(neng)也對(dui)數據(ju)傳輸的時(shi)延提出(chu)了嚴格(ge)的要求。
傳(chuan)(chuan)統(tong)有線(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)方式雖然(ran)信(xin)號穩定，但井(jing)下地形復雜，設備繁多，給(gei)布(bu)線(xian)(xian)造(zao)成了(le)很大的(de)(de)困難。4G/Wi-Fi等無線(xian)(xian)通信(xin)技(ji)術即使解(jie)(jie)決(jue)了(le)布(bu)線(xian)(xian)問題，也無法滿足(zu)(zu)其對時延、速率(lv)、穩定性的(de)(de)要求，可能(neng)造(zao)成聯網不順(shun)，作(zuo)業數據無法及時上傳(chuan)(chuan)與(yu)歸檔的(de)(de)情況。而以5G為代(dai)表的(de)(de)新(xin)一代(dai)通信(xin)技(ji)術，則(ze)從根本(ben)上解(jie)(jie)決(jue)了(le)傳(chuan)(chuan)統(tong)網絡(luo)技(ji)術難以滿足(zu)(zu)井(jing)下生產特點的(de)(de)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物聯網解決方案，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。
廣和通產品行銷部總經理許良翮表示：“SC171系列是廣和通推出的一款高端5G智能模組，支持國內5G的所有現網頻段，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傳的解決方案。同時，基于高通芯片的(de)強大處(chu)(chu)理(li)能力，5G智能模組SC171可以(yi)支持(chi)(chi)山源科(ke)技的(de)終(zhong)端設(she)備流暢播放4K視頻，并對(dui)數據進行高(gao)效計算與處(chu)(chu)理(li);支持(chi)(chi)2520x1080@60fps雙(shuang)屏異(yi)顯，最高(gao)可支持(chi)(chi)5路攝像頭同時運行，多媒(mei)體(ti)播放功能強大。”
山源科技副總經理&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境較高的可靠性和穩定性。廣和通基于高通QCM6490物聯網解決方案打造的解決方案，在功耗和算力方面表現優異，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(tan)，石油(you)和(he)天然氣(qi)(qi)也是維系現代社會日常運轉(zhuan)的重(zhong)要能源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)。石油(you)被譽為“工(gong)業的血液”，除了用作燃料(liao)，石油(you)化(hua)(hua)(hua)工(gong)還可生產出成百上千(qian)種化(hua)(hua)(hua)工(gong)產品，如塑料(liao)、合成纖維、合成橡(xiang)膠(jiao)、合成洗滌劑、染(ran)料(liao)、醫藥、農藥、炸藥和(he)化(hua)(hua)(hua)肥(fei)等。而天然氣(qi)(qi)作為清潔能源(yuan)(yuan)，既可用作工(gong)業原料(liao)，也被廣泛用于民用和(he)商業的燃氣(qi)(qi)灶(zao)具、熱水(shui)器、采暖以(yi)及制冷等方面。可以(yi)說，千(qian)行百業早已離不開(kai)油(you)氣(qi)(qi)和(he)它的下游產品。
雖然油氣是重要的(de)戰(zhan)略資源，但其開采和(he)運(yun)輸過程卻存在諸多挑戰(zhan)。如今(jin)，在5G和(he)AI技術(shu)的(de)賦能(neng)下，一場智(zhi)能(neng)化(hua)變(bian)革已然開啟。
5G無人值守化解油氣田人工巡檢挑戰
受自然環境特(te)征影(ying)響(xiang)，油(you)氣(qi)田一般分布在遠離城市且地(di)廣人稀的沼澤、沙漠、盆地(di)和淺海等(deng)區域。除了地(di)理位置偏僻，油(you)氣(qi)本(ben)身有(you)著(zhu)非(fei)常特(te)殊的物理特(te)性(xing)，因此對(dui)運輸方式要求極高，其(qi)中管道運輸是綜合成本(ben)最(zui)低、也最(zui)為(wei)方便的一種方式。
然而(er)，延綿萬里的管(guan)道(dao)雖(sui)然解(jie)決了(le)石油運輸的問題，但管(guan)道(dao)巡(xun)(xun)檢(jian)卻并(bing)非易事。石油管(guan)道(dao)通常(chang)線路較長(chang)，沿途(tu)地(di)形也復雜，傳(chuan)統的人(ren)工(gong)巡(xun)(xun)檢(jian)往(wang)往(wang)會遇到各種挑戰。第(di)一，巡(xun)(xun)檢(jian)人(ren)員要面臨長(chang)途(tu)跋(ba)涉，部(bu)分站(zhan)點(dian)難以到達，巡(xun)(xun)檢(jian)范圍小，工(gong)作量大，巡(xun)(xun)檢(jian)效率低;第(di)二，在溝谷、河川、林地(di)、湖泊等復雜或惡劣(lie)地(di)理環境中，巡(xun)(xun)檢(jian)盲區的問題較為突出，在突發自然災害時更是難以快速(su)獲取管(guan)道(dao)安(an)全狀況數據(ju);第(di)三，人(ren)工(gong)巡(xun)(xun)檢(jian)的數據(ju)不易保(bao)存，無法(fa)靈活(huo)檢(jian)索(suo)和(he)追溯。
換言之(zhi)，無(wu)論是效率、質量(liang)，還是巡檢人(ren)員的(de)人(ren)身安全，傳統模式(shi)都難以保(bao)證(zheng)。因此(ci)，引進先(xian)進技術實現(xian)油氣田(tian)及(ji)管(guan)道的(de)數字化和(he)無(wu)人(ren)化管(guan)理非常重要，5G無(wu)人(ren)值守項目的(de)出現(xian)則在很(hen)大程度(du)上緩解了這些問題提。
作為行業領先的物聯網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物聯網解決方案的5G智能模組SG560D和基于高通QCS8250物聯網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開啟遠程巡檢提供了“動能”。
高通QCM6490和QCS8250物聯網解決方案為遠程巡檢添動能
在管(guan)(guan)道巡(xun)檢(jian)中，無(wu)(wu)人機全自(zi)(zi)動(dong)飛行，可(ke)(ke)(ke)進行全天候的(de)監(jian)控，高(gao)效完成大范(fan)圍(wei)的(de)日常巡(xun)查作業(ye)。具體而(er)言，無(wu)(wu)人機可(ke)(ke)(ke)以抓(zhua)拍并自(zi)(zi)動(dong)識別埋(mai)地(di)管(guan)(guan)線水毀(hui)塌陷、裸露、附近違章施工情(qing)況(kuang)(kuang)，還可(ke)(ke)(ke)通(tong)過(guo)高(gao)清變焦攝像(xiang)頭對關(guan)鍵閥門、儀表(biao)、螺栓等特(te)定(ding)設備進行精細巡(xun)檢(jian)和故障排(pai)查。同(tong)時，無(wu)(wu)人機可(ke)(ke)(ke)在指定(ding)目標上(shang)空懸停詳查，獲取管(guan)(guan)路周圍(wei)土壤環境、天氣、管(guan)(guan)路溫度等信息，發(fa)(fa)現(xian)情(qing)況(kuang)(kuang)即可(ke)(ke)(ke)定(ding)位報警，鎖(suo)定(ding)和跟(gen)蹤地(di)面目標探查細節，配合遠程(cheng)喊話器(qi)，及時發(fa)(fa)現(xian)、威懾(she)、制(zhi)止破壞管(guan)(guan)線和盜油行為，并做現(xian)場取證。
除了(le)無人(ren)(ren)機，機器人(ren)(ren)也是常用的無人(ren)(ren)巡檢設備。巡檢機器人(ren)(ren)可以代替(ti)一線高危作業人(ren)(ren)員，在(zai)各類易燃易爆、有(you)毒有(you)害(hai)、高溫(wen)高壓的環境中(zhong)，執(zhi)行全天候晝(zhou)夜巡檢工(gong)作，部分機器人(ren)(ren)還具備自主建圖、路(lu)徑規劃、自主避障、定位導(dao)航等功能，保證巡檢工(gong)作的安全與(yu)高效。
無(wu)人(ren)(ren)機在(zai)長(chang)距離飛行(xing)時(shi)，可能會因(yin)為傳輸距離、信號遮擋(dang)問(wen)題導致關鍵(jian)數據(ju)難以回傳。機器人(ren)(ren)在(zai)執行(xing)巡檢(jian)任(ren)務時(shi)，也(ye)可能遭(zao)遇(yu)信號不佳、網絡(luo)延遲等困擾。而5G高速率、低延遲、大連接、廣覆(fu)蓋(gai)、高可靠的特性，為這些無(wu)人(ren)(ren)值守終端(duan)的正常工(gong)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據，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物聯網解決方案打造而成，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，可對數據進行高速、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物聯網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，包括可信的執行環境、安全啟動和攝像頭安全。”
寫在最后
國務院發(fa)布《“十四五”數字經(jing)濟(ji)發(fa)展規劃》指(zhi)出：要(yao)加(jia)快推動(dong)智慧能(neng)(neng)(neng)源建設應用，促進能(neng)(neng)(neng)源生產、運輸、消費等各環節智能(neng)(neng)(neng)化升級(ji)。而(er)在(zai)這一輪轉型(xing)升級(ji)浪潮中(zhong)，5G和(he)AI將(jiang)成為關鍵驅動(dong)力。對于身處(chu)偏遠地區的(de)能(neng)(neng)(neng)源基(ji)礎設施而(er)言(yan)，其既不能(neng)(neng)(neng)因為故障而(er)引起更(geng)大的(de)風險，同(tong)時需要(yao)與管理中(zhong)心實(shi)時同(tong)步數據，這對數據傳輸和(he)邊緣側(ce)AI能(neng)(neng)(neng)力都(dou)提出了(le)更(geng)高的(de)要(yao)求。而(er)高通作(zuo)為5G和(he)終端側(ce)AI技術的(de)引領者，必將(jiang)助力能(neng)(neng)(neng)源這個古老行業煥發(fa)新的(de)“青春”。
