Langaton tietoliikenne älykkäissä ajoneuvoissa kaivosteollisuudessa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on esittää älykkäisiin ajoneuvoihin liittyviä langattomia tietoliikennetekniikoita sekä verrata tieliikenteen ja kaivosteollisuuden älykkäitä ajoneuvoja sovelluksien, vaatimusten sekä langattoman tietoliikennetekniikan infrastruktuurin näkökulmista. Opinnäytetyön toinen tavoite on, että sitä voidaan tarvittaessa käyttää lähdemateriaalina porauslaitteiden tai muiden kaivosteollisuuden ajoneuvojen tutkimuksiin. Opinnäytetyön lähtökohtana oli tarve selvittää Sandvikin DI650i-porauslaitteen antenni- ja radiolaitteiston toimintaa. Työssä on käytetty materiaaleja, jotka ovat toimitettu opinnäytteen tekijälle vain työtä varten ja niiden julkaisuun tässä yhteydessä on suostumus.

Opinnäytetyö koostuu työn kannalta olennaisimpien radiotekniikan käsitteiden ja tekniikoiden esittelystä. Näihin kuuluvat radioaallot, taajuus, antennit sekä satelliittipaikannusjärjestelmät. Näiden käsittelyn jälkeen työssä esitetään tieliikenteessä käytettäviä älykkäitä ajoneuvoja koskeva luku, jonka avulla luodaan yleiskuva älykkäistä ajoneuvoista. Yleiskuvan jälkeen esitetään sekä lyhyen kantaman että pitkän kantaman viestintä. Kaivosteollisuudessa on tarve hyödyntää langatonta tietoliikennettä ja tätä tarkastellaan avokaivoksien osalta. Tämän jälkeen tarkastellaan nykyisiä tietoliikenteen toteutuksia avokaivoksissa. Ennen yhteenvetoa esitetään Sandvikin laitteistoa yleisesti ja tutkitaan tarkemmin DI650i-porauslaitetta sen käyttämien antennien osalta.

Kaivosteollisuudessa käytettävien älykkäiden ajoneuvojen välinen kommunikointi perustuu samoihin teknologioihin, kuten V2X-teknologiaan eli ajoneuvosta kaikkeen tapahtuvaan kommunikointiin, kuin tieliikenteessä käytettävien autojen välinen kommunikointi. Tästä syystä eroavaisuudet kaivosteollisuuden ja tieliikenteen älykkäiden ajoneuvojen välillä liittyvät erityisesti toimintaympäristöön sekä eri kokoluokan ajoneuvoihin. Erilaisia haasteita näihin liittyen tulee työstä ilmi. Työstä selviää älykkäiden kaivoslaitteiden kokonaisuus tietoliikennetekniikan kannalta. Esimerkiksi porauslaitteisiin asennettavia järjestelmiä, kuten satelliittipaikannusjärjestelmä, voidaan tarkastella yksittäisinä lohkoina ja antennimoduuleina. Radiotekniikan perusteilla näitä voidaan tarkastella yksittäisinä piiri- ja antennirakenteina. Opinnäytetyössä huomataan kaivosteollisuuden älykkäiden ajoneuvojen olevan sekä taloudellisesti kannattavia investointeja että parantavan kaivosympäristöissä työskentelevien turvallisuutta ja hyvinvointia.