文章來源：經濟參考報(bao) 發布時間：2022-02-03
在(zai)(zai)內(nei)蒙(meng)古呼倫貝(bei)爾草原的(de)(de)(de)中部，神(shen)華寶日希勒露天煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)（下稱(cheng)“神(shen)寶煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)”）正在(zai)(zai)搭建一(yi)(yi)個“5G+無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)駛(shi)”的(de)(de)(de)未(wei)來礦(kuang)(kuang)區(qu)。2021年1月(yue)8日，一(yi)(yi)輛編號為2207的(de)(de)(de)白色無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)駛(shi)礦(kuang)(kuang)卡夜以繼日地行駛(shi)在(zai)(zai)神(shen)寶煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)，這(zhe)輛載重可(ke)達220噸(dun)的(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)卡，經過(guo)轉彎、倒車(che)等操作后，準確地停泊在(zai)(zai)有坡(po)度的(de)(de)(de)道路邊(bian)緣，開始(shi)向路邊(bian)的(de)(de)(de)坑(keng)底傾倒土方。如今(jin)，這(zhe)樣的(de)(de)(de)場(chang)景(jing)在(zai)(zai)神(shen)寶煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)每天上(shang)演。為了能夠在(zai)(zai)極(ji)寒氣候中實現(xian)無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)駛(shi)，神(shen)寶煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)“5G+無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)駛(shi)”突破重重困難，最終完成了一(yi)(yi)套(tao)完整的(de)(de)(de)露天礦(kuang)(kuang)無(wu)人(ren)(ren)運輸作業(ye)系統。
智能礦山(shan)建設(she)當(dang)前正成為(wei)能源行業熱點之(zhi)一，從國家到地方，相關政策頻頻發(fa)(fa)布(bu)，各大(da)礦區(qu)也在積極推動(dong)智能礦山(shan)的(de)搭建。而大(da)型(xing)運礦卡車的(de)無(wu)人駕駛技術作為(wei)智能礦山(shan)中的(de)關鍵(jian)一環，也迎來了發(fa)(fa)展契機。航天(tian)重工董事長虢勁松表示，如果說2019年(nian)是(shi)礦區(qu)無(wu)人駕駛的(de)元年(nian)，那(nei)么2020年(nian)則(ze)進(jin)入了大(da)發(fa)(fa)展階段，預計2021年(nian)將會有更多的(de)項目落地。
基于國(guo)家(jia)能源集團(tuan)智慧礦(kuang)(kuang)(kuang)區(qu)的建設規劃(hua)，2020年5月(yue)，神(shen)寶能源聯合航天重工(gong)(gong)、慧拓啟動極寒型復雜氣候環(huan)境(jing)露天礦(kuang)(kuang)(kuang)無(wu)人(ren)駕駛卡(ka)車(che)(che)編組安全(quan)示范(fan)工(gong)(gong)程項目(mu)，對(dui)5臺(tai)220噸MT4400電(dian)動輪礦(kuang)(kuang)(kuang)用自(zi)卸卡(ka)車(che)(che)進行(xing)無(wu)人(ren)駕駛改造(zao)，與配套(tao)的1臺(tai)WK-35電(dian)鏟(chan)和1臺(tai)推土機(ji)及灑水車(che)(che)、平(ping)路(lu)機(ji)、指揮車(che)(che)等(deng)輔助(zhu)作(zuo)業(ye)(ye)車(che)(che)輛(liang)，形成(cheng)一(yi)套(tao)完整的露天礦(kuang)(kuang)(kuang)無(wu)人(ren)運(yun)輸(shu)作(zuo)業(ye)(ye)系統(tong)。據介紹，該項目(mu)是(shi)世(shi)界第一(yi)個(ge)極寒（零下50攝氏(shi)度）環(huan)境(jing)下大型礦(kuang)(kuang)(kuang)用自(zi)卸卡(ka)車(che)(che)無(wu)人(ren)駕駛編組運(yun)行(xing)項目(mu)，也是(shi)國(guo)內第一(yi)個(ge)5G網絡下實現(xian)五臺(tai)大型礦(kuang)(kuang)(kuang)用自(zi)卸卡(ka)車(che)(che)無(wu)人(ren)駕駛工(gong)(gong)業(ye)(ye)性運(yun)行(xing)項目(mu)。
作為國(guo)(guo)家能源投資集團煤炭(tan)板塊(kuai)重(zhong)要的(de)(de)(de)大(da)型煤礦(kuang)(kuang)，國(guo)(guo)家核(he)定(ding)生產能力3500萬噸/年(nian)，日(ri)裝車運(yun)輸能力10萬噸以上。然而，神(shen)寶煤礦(kuang)(kuang)所在的(de)(de)(de)呼倫(lun)貝爾夏季(ji)可達(da)(da)48攝(she)氏(shi)(shi)(shi)度(du)，冬季(ji)最(zui)低可達(da)(da)零(ling)下50攝(she)氏(shi)(shi)(shi)度(du)，日(ri)間平均氣(qi)溫也低于零(ling)下30攝(she)氏(shi)(shi)(shi)度(du)，通常極寒天氣(qi)會在12月(yue)至(zhi)來年(nian)3月(yue)間歇性(xing)出(chu)現。酷寒的(de)(de)(de)氣(qi)候條件(jian)限制著煤礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)開采。
神寶煤礦負責機電的技術人員包瑋瑋介紹(shao)，在冬季寒(han)冷的天(tian)(tian)氣環(huan)(huan)境中(zhong)，礦卡常常會(hui)出現機械性故障，維修(xiu)任務繁重，需要技術人員不(bu)斷進行(xing)(xing)維修(xiu)和保養。這些礦卡雖然是進口車輛，但并非是針對(dui)極寒(han)天(tian)(tian)氣的產品，因(yin)此為讓卡車適應當地氣候環(huan)(huan)境，就需要技術人員進行(xing)(xing)調整，做(zuo)一(yi)些保溫措施。神寶煤礦副礦長徐煦(xu)表示，極寒(han)天(tian)(tian)氣會(hui)影響到礦區的裝卸卡車等設備，縮短一(yi)些零部(bu)件的使(shi)用壽(shou)命。
如今，新接入的(de)(de)露(lu)天(tian)礦(kuang)無(wu)人運輸作業系統(tong)針對極(ji)(ji)寒(han)(han)天(tian)氣做了針對性改(gai)造(zao)，使(shi)用(yong)了各(ge)種耐(nai)低溫(wen)的(de)(de)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian)。航天(tian)重工在(zai)這(zhe)一項(xiang)目中主要負責對礦(kuang)卡(ka)的(de)(de)改(gai)造(zao)，針對礦(kuang)卡(ka)的(de)(de)線控系統(tong)，如轉向(xiang)、制(zhi)(zhi)動、牽引（電驅）、舉升、燈光等進行改(gai)裝，并(bing)加裝無(wu)人駕(jia)駛(shi)傳感器、控制(zhi)(zhi)器、通信和定位設備，同時(shi)也部(bu)(bu)署了無(wu)人駕(jia)駛(shi)系統(tong)軟件(jian)(jian)(jian)。“在(zai)無(wu)人駕(jia)駛(shi)的(de)(de)礦(kuang)卡(ka)上安裝使(shi)用(yong)的(de)(de)各(ge)個部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian)都需要經(jing)過耐(nai)低溫(wen)性能(neng)的(de)(de)測試，通過后才允許使(shi)用(yong)，在(zai)源頭上確保無(wu)人駕(jia)駛(shi)能(neng)夠(gou)適應現場極(ji)(ji)寒(han)(han)天(tian)氣；同時(shi)，在(zai)各(ge)主要部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian)中還加入了加熱裝置，用(yong)來預(yu)防(fang)在(zai)極(ji)(ji)寒(han)(han)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)下設備不工作的(de)(de)情(qing)況。”
慧拓研(yan)究(jiu)院副院長高(gao)玉表示，如果各地礦(kuang)區無人駕(jia)駛(shi)的項目難(nan)(nan)度最(zui)高(gao)為(wei)十(shi)級，此(ci)次(ci)在神寶露天煤礦(kuang)進行的極寒型復雜(za)氣候(hou)環境露天礦(kuang)無人駕(jia)駛(shi)卡車編組安全示范工程難(nan)(nan)度幾(ji)乎置(zhi)頂，這對于無人駕(jia)駛(shi)在不同(tong)地質、氣候(hou)等條件(jian)的礦(kuang)區推廣有著重(zhong)要意義。“如果這種級別(bie)的難(nan)(nan)度克服了(le)，那么(me)在難(nan)(nan)度沒這么(me)高(gao)的礦(kuang)區，相關技術很容易落地。”
從一定(ding)意義(yi)上來說(shuo)，在最為復(fu)雜的(de)(de)地理(li)環境和氣候條件下，實現無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)運輸系統的(de)(de)落地，已然成為行(xing)(xing)業(ye)中的(de)(de)標桿，其搭建起的(de)(de)行(xing)(xing)業(ye)壁壘，最終會推動行(xing)(xing)業(ye)標準的(de)(de)形成，進一步驗證無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)在礦區落地的(de)(de)可行(xing)(xing)性。
隨(sui)著無人駕駛(shi)礦(kuang)(kuang)卡改造的(de)技術成(cheng)熟度越來越高，無人駕駛(shi)礦(kuang)(kuang)卡的(de)改造時(shi)(shi)間(jian)也從最(zui)初需要十(shi)幾天才能改造一(yi)臺(tai)(tai)，到最(zui)后僅(jin)用(yong)四天時(shi)(shi)間(jian)便可完成(cheng)一(yi)臺(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)卡的(de)改造。
在(zai)徐(xu)煦眼中，無人駕(jia)駛的(de)項目推進(jin)，給礦(kuang)區帶來(lai)了(le)極大改變。以往，在(zai)零(ling)下40攝(she)氏(shi)度(du)(du)至(zhi)零(ling)下50攝(she)氏(shi)度(du)(du)的(de)氣候中，礦(kuang)區工(gong)人需(xu)要連(lian)續作(zuo)業(ye)，倘若使用(yong)自卸(xie)卡車(che)用(yong)于(yu)露天(tian)煤(mei)礦(kuang)巖石和煤(mei)炭的(de)運輸，每(mei)(mei)天(tian)3班(ban)24小(xiao)時連(lian)續運行，每(mei)(mei)臺設(she)備至(zhi)少需(xu)4名(ming)司機倒(dao)班(ban)工(gong)作(zuo)，每(mei)(mei)次(ci)換班(ban)時間大約(yue)在(zai)一個小(xiao)時左右，作(zuo)業(ye)條件艱苦且(qie)效率不高(gao)。
隨著(zhu)礦用車輛的無(wu)(wu)人(ren)駕駛編組在神寶(bao)煤礦運行，只需要(yao)一個安全(quan)(quan)員坐在調度(du)室就可以管(guan)理這些無(wu)(wu)人(ren)駕駛礦卡。據介紹，安全(quan)(quan)員在無(wu)(wu)人(ren)駕駛車廂內(nei)所(suo)要(yao)做的工作，主(zhu)要(yao)是觀(guan)察周圍環(huan)境(jing)，對車輛的行駛進行觀(guan)測，如有(you)問(wen)題及時反饋，以最大(da)程度(du)保證(zheng)無(wu)(wu)人(ren)駕駛礦卡的安全(quan)(quan)操作。
“無(wu)人(ren)化的(de)(de)生產作業從(cong)根本(ben)上杜絕了人(ren)員安(an)全(quan)事故(gu)的(de)(de)發(fa)生。在后(hou)面的(de)(de)運行(xing)過程中，我們會繼(ji)續加大對無(wu)人(ren)駕駛系統(tong)的(de)(de)管理和(he)人(ren)才(cai)培養，希望能夠真(zhen)正(zheng)實現礦山的(de)(de)絕對安(an)全(quan)。”神寶能源方面表示，5臺卡車無(wu)人(ren)化工業運行(xing)后(hou)，預計(ji)(ji)每(mei)年(nian)可累計(ji)(ji)節省約571萬元支出、增加50萬噸運輸量(liang)。
與此同時，在(zai)項(xiang)目(mu)(mu)進(jin)行(xing)過程中(zhong)，包括航天重工、慧拓等在(zai)內的項(xiang)目(mu)(mu)組針對性地研發出應(ying)對當地特殊氣候(hou)和地質條件的相關技術，推(tui)動礦區(qu)(qu)自動化技術的進(jin)一步發展。比如(ru)基(ji)于虛實互動的礦區(qu)(qu)無人運輸仿(fang)真測(ce)(ce)試(shi)(shi)技術，實現了對極端(duan)工況、危(wei)險(xian)場景以及(ji)系(xi)統極限(xian)測(ce)(ce)試(shi)(shi)，確保(bao)無人駕(jia)駛(shi)系(xi)統安(an)全、穩定、高效。
高(gao)玉介紹(shao)，項目(mu)中的(de)仿真測試(shi)結合實(shi)際地形(xing)條件(jian)，從(cong)(cong)2D畫面提(ti)(ti)升為3D畫面。“這一技術在行(xing)業(ye)中也(ye)算是(shi)領先的(de)，無論(lun)從(cong)(cong)車(che)輛的(de)大小、運(yun)行(xing)速度還(huan)是(shi)運(yun)行(xing)的(de)環境，慧(hui)拓組織(zhi)搭建(jian)的(de)仿真測試(shi)大大提(ti)(ti)高(gao)了(le)真實(shi)性，為之后的(de)真實(shi)場景作業(ye)提(ti)(ti)供了(le)堅實(shi)的(de)基礎，減(jian)少(shao)了(le)項目(mu)的(de)試(shi)錯(cuo)成本。”
從(cong)礦(kuang)(kuang)(kuang)卡的(de)(de)改造(zao)到(dao)算(suan)法系(xi)統的(de)(de)搭建，從(cong)人(ren)(ren)(ren)才的(de)(de)培養到(dao)科技公司的(de)(de)技術(shu)(shu)輸出，礦(kuang)(kuang)(kuang)山無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)化(hua)已(yi)(yi)然形成(cheng)了完整的(de)(de)產業鏈。虢勁松介紹，礦(kuang)(kuang)(kuang)區無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)化(hua)之(zhi)所以(yi)會在這(zhe)幾年取得明(ming)顯(xian)發展(zhan)，一(yi)(yi)是(shi)(shi)因(yin)為5G、大(da)數據、云計算(suan)、感(gan)知(zhi)等新(xin)技術(shu)(shu)的(de)(de)快速發展(zhan)；二是(shi)(shi)經(jing)過(guo)幾年的(de)(de)實踐，無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)駕(jia)駛的(de)(de)技術(shu)(shu)也(ye)更加成(cheng)熟(shu)；三是(shi)(shi)在國家創新(xin)驅動的(de)(de)大(da)背景下，在國家能源(yuan)集團等國企、央(yang)企的(de)(de)牽引之(zhi)下，需(xu)求(qiu)呈現(xian)出爆發式(shi)增長。行(xing)業數據顯(xian)示，中國礦(kuang)(kuang)(kuang)區運輸類(lei)無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)駕(jia)駛有3000多(duo)億(yi)元(yuan)的(de)(de)市(shi)場(chang)規(gui)模，礦(kuang)(kuang)(kuang)車無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)化(hua)的(de)(de)前后(hou)端改裝亦(yi)有3000多(duo)億(yi)元(yuan)的(de)(de)規(gui)模。礦(kuang)(kuang)(kuang)山無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)化(hua)已(yi)(yi)成(cheng)為一(yi)(yi)個坐擁6000億(yi)元(yuan)市(shi)場(chang)的(de)(de)新(xin)興(xing)行(xing)業。
隨著行業的(de)(de)發展，無人(ren)駕駛(shi)車輛端改造的(de)(de)標準(zhun)、系(xi)統的(de)(de)安全性規范、無人(ren)駕駛(shi)的(de)(de)運(yun)(yun)(yun)行規范等亟須制定。虢勁松指出，礦(kuang)區也面臨適應(ying)無人(ren)駕駛(shi)下礦(kuang)區運(yun)(yun)(yun)行的(de)(de)改變，需(xu)要逐漸(jian)摸索出無人(ren)化運(yun)(yun)(yun)行的(de)(de)管理規范。而在對礦(kuang)區無人(ren)駕駛(shi)的(de)(de)評價(jia)領域，亦須有相關的(de)(de)標準(zhun)去評價(jia)某一無人(ren)駕駛(shi)項目(mu)是否優質(zhi)。
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