文章(zhang)來源(yuan)：經濟參考報 發布時間：2022-02-03
在(zai)內蒙古呼倫(lun)貝爾(er)草原(yuan)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)部，神(shen)(shen)(shen)華寶(bao)日(ri)希勒露天(tian)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)（下稱(cheng)“神(shen)(shen)(shen)寶(bao)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)”）正在(zai)搭(da)建一個“5G+無人(ren)(ren)駕(jia)(jia)駛(shi)”的(de)(de)(de)(de)未(wei)來礦(kuang)(kuang)(kuang)區(qu)。2021年1月(yue)8日(ri)，一輛(liang)編號為2207的(de)(de)(de)(de)白色無人(ren)(ren)駕(jia)(jia)駛(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)卡夜以繼日(ri)地行駛(shi)在(zai)神(shen)(shen)(shen)寶(bao)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)，這輛(liang)載(zai)重(zhong)可達(da)220噸(dun)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)卡，經過轉彎、倒車(che)等操作(zuo)后(hou)，準確地停(ting)泊在(zai)有(you)坡度的(de)(de)(de)(de)道(dao)路(lu)邊緣，開始(shi)向路(lu)邊的(de)(de)(de)(de)坑底傾倒土(tu)方。如今(jin)，這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)場景在(zai)神(shen)(shen)(shen)寶(bao)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)每天(tian)上(shang)演。為了能夠在(zai)極寒氣候中(zhong)實現(xian)無人(ren)(ren)駕(jia)(jia)駛(shi)，神(shen)(shen)(shen)寶(bao)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)“5G+無人(ren)(ren)駕(jia)(jia)駛(shi)”突破重(zhong)重(zhong)困難(nan)，最(zui)終(zhong)完(wan)(wan)成了一套完(wan)(wan)整的(de)(de)(de)(de)露天(tian)礦(kuang)(kuang)(kuang)無人(ren)(ren)運輸作(zuo)業系統。
智能礦(kuang)(kuang)山建設(she)當前(qian)正成為(wei)能源行業(ye)熱點之一，從國家到地方(fang)，相關政策頻(pin)頻(pin)發布，各大(da)礦(kuang)(kuang)區也(ye)(ye)在積極推(tui)動智能礦(kuang)(kuang)山的搭建。而大(da)型運礦(kuang)(kuang)卡車的無(wu)人駕駛技術作為(wei)智能礦(kuang)(kuang)山中的關鍵(jian)一環，也(ye)(ye)迎來(lai)了(le)發展契機。航天(tian)重工董(dong)事長(chang)虢勁松表示(shi)，如果(guo)說2019年(nian)是礦(kuang)(kuang)區無(wu)人駕駛的元年(nian)，那么2020年(nian)則(ze)進(jin)入(ru)了(le)大(da)發展階(jie)段，預(yu)計2021年(nian)將(jiang)會有更多的項(xiang)目落地。
基于國家能源集團智慧礦區(qu)的建(jian)設(she)規(gui)劃(hua)，2020年(nian)5月，神寶(bao)能源聯(lian)合航(hang)天(tian)重工(gong)、慧拓啟動極寒型復雜氣候環(huan)境露天(tian)礦無人(ren)(ren)駕駛卡車(che)(che)編組安全示范工(gong)程項目，對5臺220噸(dun)MT4400電動輪礦用自卸卡車(che)(che)進(jin)行(xing)無人(ren)(ren)駕駛改造，與配套(tao)(tao)的1臺WK-35電鏟(chan)和1臺推土機及(ji)灑水(shui)車(che)(che)、平路機、指揮車(che)(che)等(deng)輔助作(zuo)業(ye)車(che)(che)輛，形成一套(tao)(tao)完整的露天(tian)礦無人(ren)(ren)運輸(shu)作(zuo)業(ye)系統。據介紹，該項目是世(shi)界(jie)第一個(ge)極寒（零(ling)下50攝氏(shi)度）環(huan)境下大型礦用自卸卡車(che)(che)無人(ren)(ren)駕駛編組運行(xing)項目，也是國內(nei)第一個(ge)5G網絡下實(shi)現五(wu)臺大型礦用自卸卡車(che)(che)無人(ren)(ren)駕駛工(gong)業(ye)性運行(xing)項目。
作為國家能源(yuan)投資集(ji)團煤(mei)(mei)(mei)炭板塊重要的(de)(de)大型煤(mei)(mei)(mei)礦，國家核定生產(chan)能力(li)3500萬(wan)噸/年(nian)，日裝車運輸能力(li)10萬(wan)噸以上。然而，神寶煤(mei)(mei)(mei)礦所在的(de)(de)呼倫(lun)貝爾夏季可達(da)48攝氏(shi)度，冬(dong)季最低(di)可達(da)零下(xia)50攝氏(shi)度，日間平均氣溫也(ye)低(di)于零下(xia)30攝氏(shi)度，通(tong)常極(ji)寒(han)天氣會在12月(yue)至來(lai)年(nian)3月(yue)間歇(xie)性出現。酷寒(han)的(de)(de)氣候(hou)條(tiao)件(jian)限制著煤(mei)(mei)(mei)礦的(de)(de)開采。
神(shen)(shen)寶(bao)煤(mei)礦負責機電(dian)的(de)技(ji)術(shu)(shu)人(ren)員包瑋(wei)(wei)瑋(wei)(wei)介(jie)紹，在冬季寒(han)冷的(de)天(tian)(tian)氣(qi)環境中(zhong)，礦卡(ka)常常會出現機械(xie)性故障，維修(xiu)任(ren)務(wu)繁重(zhong)，需要技(ji)術(shu)(shu)人(ren)員不斷進(jin)行(xing)(xing)維修(xiu)和保(bao)養。這些礦卡(ka)雖然是進(jin)口(kou)車輛，但(dan)并(bing)非是針(zhen)對極寒(han)天(tian)(tian)氣(qi)的(de)產品，因此為讓卡(ka)車適應當地氣(qi)候環境，就需要技(ji)術(shu)(shu)人(ren)員進(jin)行(xing)(xing)調整(zheng)，做一些保(bao)溫措施。神(shen)(shen)寶(bao)煤(mei)礦副礦長徐煦表示，極寒(han)天(tian)(tian)氣(qi)會影響到礦區的(de)裝卸卡(ka)車等(deng)設備，縮(suo)短一些零部件的(de)使用(yong)壽命。
如今，新接(jie)入的(de)(de)(de)露天礦(kuang)(kuang)無人(ren)運輸(shu)作業系統針(zhen)對(dui)極(ji)寒天氣(qi)做了針(zhen)對(dui)性改(gai)(gai)造，使(shi)用(yong)了各(ge)種(zhong)耐低溫的(de)(de)(de)零部(bu)件(jian)。航天重工在(zai)這一項目(mu)中主要負責對(dui)礦(kuang)(kuang)卡(ka)(ka)的(de)(de)(de)改(gai)(gai)造，針(zhen)對(dui)礦(kuang)(kuang)卡(ka)(ka)的(de)(de)(de)線控系統，如轉向、制動、牽引（電驅）、舉(ju)升、燈(deng)光等進行改(gai)(gai)裝，并加裝無人(ren)駕(jia)駛傳感器、控制器、通信(xin)和定位設備(bei)，同(tong)時也部(bu)署了無人(ren)駕(jia)駛系統軟件(jian)。“在(zai)無人(ren)駕(jia)駛的(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)卡(ka)(ka)上(shang)安裝使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)各(ge)個部(bu)件(jian)都需要經(jing)過(guo)耐低溫性能的(de)(de)(de)測試，通過(guo)后才(cai)允許使(shi)用(yong)，在(zai)源(yuan)頭上(shang)確保(bao)無人(ren)駕(jia)駛能夠適應現場極(ji)寒天氣(qi)；同(tong)時，在(zai)各(ge)主要部(bu)件(jian)中還加入了加熱裝置，用(yong)來預防在(zai)極(ji)寒條件(jian)下設備(bei)不工作的(de)(de)(de)情況。”
慧拓研究院(yuan)副院(yuan)長高(gao)玉表(biao)示(shi)，如果各地礦(kuang)區無(wu)人(ren)駕駛(shi)的(de)項(xiang)目難度(du)最(zui)高(gao)為十級(ji)(ji)，此次(ci)在(zai)(zai)神寶露天煤(mei)礦(kuang)進行(xing)的(de)極(ji)寒型復雜氣候環境露天礦(kuang)無(wu)人(ren)駕駛(shi)卡車編(bian)組安全示(shi)范工程(cheng)難度(du)幾乎置頂，這對于無(wu)人(ren)駕駛(shi)在(zai)(zai)不同(tong)地質(zhi)、氣候等條(tiao)件的(de)礦(kuang)區推廣有著重要意義。“如果這種級(ji)(ji)別(bie)的(de)難度(du)克服了(le)，那(nei)么(me)在(zai)(zai)難度(du)沒(mei)這么(me)高(gao)的(de)礦(kuang)區，相關技術很容易落地。”
從一定(ding)意義上(shang)來說，在(zai)最為(wei)復雜的地理環(huan)境和氣(qi)候條件(jian)下，實現無人駕駛運輸系統的落地，已然成為(wei)行(xing)業(ye)中的標(biao)桿，其(qi)搭(da)建起(qi)的行(xing)業(ye)壁壘，最終會推動行(xing)業(ye)標(biao)準的形成，進一步驗(yan)證無人駕駛在(zai)礦區落地的可(ke)行(xing)性。
隨著無(wu)人駕(jia)駛礦(kuang)卡改(gai)(gai)造的技術成熟度(du)越(yue)來越(yue)高，無(wu)人駕(jia)駛礦(kuang)卡的改(gai)(gai)造時(shi)間(jian)也從最初需要十幾天(tian)才能改(gai)(gai)造一臺，到最后僅用(yong)四天(tian)時(shi)間(jian)便可完(wan)成一臺礦(kuang)卡的改(gai)(gai)造。
在徐煦(xu)眼中，無(wu)人駕駛(shi)的(de)項目推進，給礦(kuang)(kuang)(kuang)區(qu)帶(dai)來了極大改變(bian)。以往，在零下40攝氏度至(zhi)零下50攝氏度的(de)氣(qi)候中，礦(kuang)(kuang)(kuang)區(qu)工人需要連續作業(ye)(ye)，倘若使用自卸卡車用于露天煤礦(kuang)(kuang)(kuang)巖石和煤炭的(de)運輸，每(mei)(mei)天3班24小時(shi)連續運行，每(mei)(mei)臺設備至(zhi)少需4名司機倒班工作，每(mei)(mei)次換班時(shi)間大約在一個小時(shi)左右(you)，作業(ye)(ye)條件艱苦且效率不(bu)高(gao)。
隨著礦(kuang)(kuang)用車輛的(de)無(wu)人(ren)(ren)駕駛(shi)編組在(zai)神寶煤礦(kuang)(kuang)運行(xing)，只需要一(yi)個安全員坐在(zai)調度室就可以管理(li)這些無(wu)人(ren)(ren)駕駛(shi)礦(kuang)(kuang)卡。據介(jie)紹(shao)，安全員在(zai)無(wu)人(ren)(ren)駕駛(shi)車廂內所要做的(de)工作，主要是觀察周(zhou)圍環境，對車輛的(de)行(xing)駛(shi)進行(xing)觀測，如有問題及時反饋，以最(zui)大程度保證無(wu)人(ren)(ren)駕駛(shi)礦(kuang)(kuang)卡的(de)安全操(cao)作。
“無人(ren)化(hua)的生(sheng)產作業從根本上杜絕(jue)了人(ren)員安全事故(gu)的發生(sheng)。在后面(mian)的運行過程中，我們會(hui)繼續(xu)加(jia)大對(dui)無人(ren)駕駛系統(tong)的管理和人(ren)才培養(yang)，希望能夠(gou)真正實(shi)現礦山的絕(jue)對(dui)安全。”神寶能源方面(mian)表示，5臺(tai)卡車無人(ren)化(hua)工(gong)業運行后，預計每(mei)年(nian)可累計節(jie)省(sheng)約571萬(wan)元支(zhi)出、增加(jia)50萬(wan)噸(dun)運輸量。
與此同時(shi)，在項(xiang)目(mu)進行過程中，包括航(hang)天重工(gong)(gong)、慧拓等在內的項(xiang)目(mu)組針對性(xing)地研發出(chu)應(ying)對當地特殊氣候和地質條件的相關(guan)技術，推(tui)動(dong)礦區自動(dong)化(hua)技術的進一步發展。比如(ru)基于虛實(shi)互動(dong)的礦區無人運輸仿真測(ce)試技術，實(shi)現了對極端工(gong)(gong)況、危險場景(jing)以及系統(tong)極限測(ce)試，確保無人駕駛系統(tong)安全、穩定、高效。
高(gao)玉介紹，項(xiang)目中的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)測試結合實(shi)際地形(xing)條件，從2D畫(hua)面提(ti)升(sheng)為3D畫(hua)面。“這一技術在行(xing)業(ye)中也算(suan)是領先的(de)(de)(de)(de)，無論從車輛(liang)的(de)(de)(de)(de)大小、運(yun)(yun)行(xing)速度還是運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境，慧拓組織搭建(jian)的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)測試大大提(ti)高(gao)了(le)真(zhen)實(shi)性，為之后的(de)(de)(de)(de)真(zhen)實(shi)場(chang)景作業(ye)提(ti)供了(le)堅實(shi)的(de)(de)(de)(de)基礎，減少(shao)了(le)項(xiang)目的(de)(de)(de)(de)試錯成本。”
從礦(kuang)卡的(de)(de)(de)改造到算法系統(tong)的(de)(de)(de)搭建(jian)，從人(ren)才(cai)的(de)(de)(de)培養到科(ke)技(ji)(ji)(ji)公司的(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術輸出，礦(kuang)山無(wu)(wu)人(ren)化(hua)(hua)已(yi)然形成(cheng)(cheng)了完(wan)整(zheng)的(de)(de)(de)產業(ye)鏈。虢勁松介紹(shao)，礦(kuang)區(qu)無(wu)(wu)人(ren)化(hua)(hua)之所以會在這幾年(nian)取得明顯(xian)發(fa)展，一是(shi)因為5G、大數(shu)據(ju)、云(yun)計算、感(gan)知等新(xin)技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)(de)快速發(fa)展；二是(shi)經過(guo)幾年(nian)的(de)(de)(de)實踐，無(wu)(wu)人(ren)駕(jia)駛的(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術也更加成(cheng)(cheng)熟；三是(shi)在國(guo)家創新(xin)驅動的(de)(de)(de)大背景下，在國(guo)家能源(yuan)集(ji)團等國(guo)企、央企的(de)(de)(de)牽引(yin)之下，需求呈現出爆發(fa)式增長。行業(ye)數(shu)據(ju)顯(xian)示，中國(guo)礦(kuang)區(qu)運輸類無(wu)(wu)人(ren)駕(jia)駛有3000多億元的(de)(de)(de)市(shi)場規模(mo)(mo)，礦(kuang)車(che)無(wu)(wu)人(ren)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)前后端(duan)改裝亦有3000多億元的(de)(de)(de)規模(mo)(mo)。礦(kuang)山無(wu)(wu)人(ren)化(hua)(hua)已(yi)成(cheng)(cheng)為一個坐(zuo)擁6000億元市(shi)場的(de)(de)(de)新(xin)興行業(ye)。
隨著(zhu)行(xing)業的發(fa)展，無人駕駛(shi)車輛端(duan)改(gai)造的標(biao)準、系統的安全性規(gui)范、無人駕駛(shi)的運(yun)(yun)行(xing)規(gui)范等亟須制定。虢勁松(song)指出，礦(kuang)區也面臨適應無人駕駛(shi)下礦(kuang)區運(yun)(yun)行(xing)的改(gai)變，需要逐(zhu)漸(jian)摸索出無人化運(yun)(yun)行(xing)的管(guan)理規(gui)范。而在(zai)對礦(kuang)區無人駕駛(shi)的評價領(ling)域，亦須有相關(guan)的標(biao)準去(qu)評價某一無人駕駛(shi)項目(mu)是否優質。
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