ToxuTech Інтэграваная карыстальніцкая GNSS + V2X + 4G Антэна акульгавага плаўнікаВырашэнне асноўных праблем аўтаномных кар'ерных самазвалаў

Раней кліент — пастаўшчык аўтаномнага рашэння для кар'ерных самазвалаў, прызначанага для буйных айчынных кар'ераў, — сутыкаўся з такімі праблемамі, як «перарывістая сувязь паміж транспартнымі сродкамі (V2V)» і «несінхранізаваныя дадзеныя аб месцазнаходжанні». Гэтыя праблемы прыводзілі да частых выпадкаў «занадта блізкага прытрымлівання» або «адхілення ад маршруту» падчас працы аўтапарка і нават парушалі эфектыўнасць пагрузкі/разгрузкі. Каб задаволіць гэтыя патрэбы, ToxuTech распрацаваў індывідуальны "Інтэграваная антэна GNSS+V2X+4G з тыпам акульгавага плаўніка.Дзякуючы інтэграцыі функцый і адаптацыі да канкрэтных сцэнарыяў, гэтая антэна паспяхова вырашыла вышэйзгаданыя праблемныя пытанні. У цяперашні час яна была разгорнута ў маштабных сістэмах на 100 самазвалах на вугальнай шахце ў правінцыі Шаньсі разам з рашэннем кліента.

Аналіз попыту: 3 асноўныя праблемы рашэння кліента, якія паказваюць на праблемы «супрацоўніцтва антэн»

Рашэнне кліента па стварэнні аўтаномных кар'ерных самазвалаў было накіравана на «працу з некалькімі транспартнымі сродкамі, узаемадзеянне з месцазнаходжаннем у рэжыме рэальнага часу і падключэнне да экстраных сітуацый». Аднак падчас першапачатковых выпрабаванняў традыцыйныя антэнныя рашэнні выявілі істотныя недахопы:

1. Затрымка сувязі V2V перавысіла 500 мс, што перашкаджае працы аўтапарка.

Першапачаткова кліент абраў дыскрэтнае рашэнне з «незалежнымі антэнамі V2X + незалежнымі антэнамі 4G»: V2X апрацоўвала сувязь V2V на кароткіх дыстанцыях (напрыклад, адлегласць руху, сігналы тармажэння), а 4G — перадачу дадзеных на вялікіх дыстанцыях. Тым не менш, рэльеф шахты, які характарызуецца стромкімі схіламі і вялікімі перападамі вышынь, стварае «сляпыя зоны сігналу» для дыскрэтных антэн, у выніку чаго затрымка сувязі V2V часта перавышала 500 мс. Калі кар'ерныя самазвалы рухаліся са хуткасцю 20 км/г, затрымка ў 500 мс прымушала транспартныя сродкі праязджаць дадатковыя 3 метры, што значна павялічвала рызыку сутыкнення ззаду ў аўтапарку або зніжала эфектыўнасць перавозкі з-за празмерна вялікіх дыстанцый руху.

2. Пазіцыянаванне GNSS і дадзеныя V2X былі «асінхроннымі», з адхіленнем узаемадзеяння, якое перавышала 1 метр.

Падчас пагрузкі/разгрузкі кар'ерных самазвалаў патрабавалася дакладнае выраўноўванне (напрыклад, некалькі самазвалаў адначасова разгружалі вугаль на драбільнай станцыі, прычым неабходна было падтрымліваць адлегласць у 1,5 метра). Гэта патрабавала супастаўлення дадзеных пазіцыянавання GNSS з «інфармацыяй аб месцазнаходжанні транспартнага сродку», якая перадавалася праз V2X, у рэжыме рэальнага часу. Аднак у традыцыйным рашэнні антэны ГНСС Антэны V2X былі ўсталяваныя ў розных месцах грузавіка (GNSS — на пярэдняй частцы даху, V2X — на задняй), што прывяло да «розніцы ў часе» ў прыёме сігналу. З-за гэтага адхіленне ўзаемадзеяння дадзеных аб месцазнаходжанні перавышала 1 метр, што патрабавала паўторных карэкціровак падчас выраўноўвання некалькіх транспартных сродкаў і павялічвала час цыклу пагрузкі/разгрузкі на 4–6 хвілін.

3. Грувасткая ўстаноўка антэны, высокія выдаткі на мадыфікацыю грузавіка

Для дыскрэтных антэн (па адной для GNSS, V2X і 4G) патрабавалася 3-4 адтуліны ў даху кар'ернага самазвала. Гэта не толькі пашкоджвала канструкцыю аўтамабіля, але і ўскладняла "воданепранікальную герметызацыю": у пыльных, дажджлівых або снежных умовах шахты вада лёгка прасочвалася ў адтуліны, выклікаючы кароткія замыканні. Узровень адмоваў антэн дасягнуў 25% на працягу 3 месяцаў. Акрамя таго, праводка і адладка трох антэн патрабавалі дадатковай працы, што павялічвала кошт мадыфікацыі на адзін самазвал на 800 юаняў, а ў агульнай складанасці на 100 самазвалаў — 80 000 юаняў.

Індывідуальны прарыў: 3 асноўныя канструкцыі інтэграванай антэны ToxuTech з плаўніком акулы, накіраваныя на корань патрабаванняў

Каб вырашыць праблемы кліента, ToxuTech стварыла спецыяльную тэхнічную каманду. Пасля трох даследаванняў на месцы каманда распрацавала рашэнне для антэны тыпу «акульі плаўнік» з трохрэжымнай інтэграцыяй GNSS+V2X+4G. Асноўныя распрацоўкі былі сканцэнтраваны на «скарачэнні затрымкі, сінхранізацыі дадзеных і спрашчэнні ўстаноўкі»:

1. Трохрэжымная каінтэграцыя сігналаў: скарачэнне затрымкі сувязі да менш чым 100 мс

Індывідуальны антэна акульінага плаўніка інтэграваў тры модулі ў адзін корпус: модуль GNSS (з падтрымкай трохрэжымнага пазіцыянавання праз BDS, GPS і GLONASS), модуль V2X (з падтрымкай пратакола PC5 для сувязі на малых дыстанцыях) і модуль 4G (з падтрымкай LTE Cat.4 для перадачы на ​​вялікія адлегласці). Усе тры модулі мелі агульныя «схему фільтрацыі сігналу» і «радыяканал»:

● Сігналы V2X і 4G выкарыстоўвалі тэхналогію «дынамічнага пераключэння частот», каб пазбегнуць перашкод (V2X працуе на частаце 5,9 ГГц, 4G на частаце 1,8/2,6 ГГц), што гарантавала, што сувязь на кароткіх дыстанцыях і перадача на вялікіх дыстанцыях не ўплываюць адна на адну;

● Інтэграваная канструкцыя скараціла шляхі перадачы сігналу V2X на 80%. Палявыя выпрабаванні ў складанай шахтавай мясцовасці паказалі стабільную затрымку сувязі V2V 80–100 мс — толькі 1/5 ад традыцыйнага рашэння. Пры руху кар'ерных самазвалаў «дадатковая адлегласць», выкліканая затрымкай 100 мс, складала менш за 0,6 метра, што цалкам адпавядае патрабаванням бяспечнага суправаджэння аўтапарка (зазор бяспекі 1,5 метра).

2. «Сінхранізацыя на мілісекундным узроўні» дадзеных пазіцыянавання і сувязі, кантроль адхіленняў узаемадзеяння з дакладнасцю да 30 см

Каб вырашыць праблему асінхроннасці паміж пазіцыянаваннем GNSS і дадзенымі V2X, антэна ўбудавала «чып сінхранізацыі часу» для дасягнення «выраўноўвання гадзінніка» паміж трыма функцыямі:

● Дадзеныя пазіцыянавання (шырата, даўгата, вышыня), атрыманыя модулем GNSS, перадаваліся непасрэдна на модуль V2X праз унутраную высакахуткасную шыну, займаючы ўсяго 5 мс, што дазваляе пазбегнуць затрымкі традыцыйных рашэнняў, дзе «даныя пазіцыянавання спачатку адпраўляюцца на бартавы тэрмінал, а затым перасылаюцца на модуль V2X»;

● Адначасова выходныя дадзеныя аб пазіцыянаванні антэны былі звязаны з «ідэнтыфікатарам транспартнага сродку і хуткасцю руху», якія перадаваліся ў сігналах V2X, што гарантавала, што грузавікі-прыёмнікі маглі «супаставіць месцазнаходжанне і стан транспартнага сродку за адну секунду». Гэта знізіла адхіленне ўзаемадзеяння з больш чым 1 метра да 30 см, што выключыла неабходнасць паўторных карэкціровак падчас выраўноўвання некалькіх транспартных сродкаў і скараціла час цыклу пагрузкі/разгрузкі на 4 хвіліны, што дазволіла здзяйсняць 2-3 дадатковыя рэйсы на грузавік штодня.

3. Інтэграваная ўстаноўка + абарона IP6K9K: на 30% меншыя выдаткі на мадыфікацыю

Каб вырашыць праблему грувасткай устаноўкі і высокай частаты адмоў, антэна мела дзве ключавыя аптымізацыі ў канструкцыі і абароне:

● Канструкцыя ўстаноўкі з адным адтулінай: Пры агульных памерах 280 мм × 180 мм × 80 мм (параўнальна з традыцыйнымі антэнамі тыпу «акулячы плаўнік»), для праводкі і мацавання антэны патрабавалася толькі адна адтуліна дыяметрам 50 мм у даху грузавіка — на 2-3 адтуліны менш, чым у традыцыйных рашэннях. Гэта скараціла час мадыфікацыі на адзін грузавік з 4 гадзін да 1,5 гадзін і знізіла выдаткі на мадыфікацыю на 30% (з 800 да 560 юаняў на адзін грузавік);

● Стандарты звышвысокай абароны: Корпус быў выраблены з ударатрывалага сплаву ABS+PC з «антыўльтрафіялетавым пакрыццём» (адаптаваным да інтэнсіўнага шахтнага сонечнага святла). Унутраныя інтэрфейсы мелі «двухслаёвыя сіліконавыя пракладкі + разьбовую фіксацыю», што дасягала ўзроўню абароны IP6K9K (вытрымлівала мыйку вадой пад высокім ціскам і распыленне пры высокай тэмпературы 90℃). Друкаваныя платы таксама атрымалі «патройнае пакрыццё» (устойлівае да карозіі вугальнага пылу і цвілі).

Па стане на жнівень 2025 года, ToxuTech Спецыялізаваная антэна GNSS+V2X+4G з тыпам акульгавага плаўніка стабільна працавала на працягу 3 месяцаў на вугальнай шахце Шаньсі разам з рашэннем кліента.

У цяперашні час, ToxuTech распрацавала два стандартызаваныя індывідуальныя рашэнні для сцэнарыяў аўтаномнай эксплуатацыі кар'ерных самазвалаў: «GNSS+V2X+4G» і «GNSS+V2X+5G». Гэтыя рашэнні можна рэгуляваць па ўзроўні абароны і параметрах сігналу ў залежнасці ад умоў эксплуатацыі кар'ернага самазвала кліента (напрыклад, вялікая вышыня, высокія электрамагнітныя перашкоды). Тэрмін пастаўкі быў скарочаны з традыцыйных 45 дзён да 25 дзён, што забяспечвае падтрымку для хуткага ўкаранення рашэнняў кліентаў.