作為智慧礦山建設(shè)的重要組成部分，礦區(qū)無人駕駛技術(shù)日趨成熟。不僅大大提高了礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)效率，降低了礦區(qū)運(yùn)營(yíng)管理成本，還進(jìn)一步增強(qiáng)了礦區(qū)智能化水平，促進(jìn)礦業(yè)安全、綠色發(fā)展。
近年來，我國(guó)智慧礦區(qū)建設(shè)提速，無人駕駛礦卡也走上了商用落地之路。以下盤點(diǎn)了2021年國(guó)內(nèi)最新的礦區(qū)無人駕駛技術(shù)應(yīng)用成果。
安徽蕪湖海螺水泥礦區(qū)：全國(guó)首個(gè)露天水泥礦山無人駕駛礦車應(yīng)用項(xiàng)目
今年10月，華能伊敏礦公布無人駕駛項(xiàng)目最新應(yīng)用成果，其與百度Apollo、慧拓智能深度合作的無人礦車已完成混編作業(yè)測(cè)試。經(jīng)受了地區(qū)極端氣候、松軟地質(zhì)等復(fù)雜環(huán)境考驗(yàn)，通過在電氣化、自動(dòng)駕駛、智能調(diào)度、感知定位、高精度地圖等領(lǐng)域不斷進(jìn)行技術(shù)落地，項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)了車鏟對(duì)位、自主導(dǎo)航、自主卸載、主動(dòng)避障，可在多岔路口、復(fù)雜路況進(jìn)行無人駕駛，并完成排土場(chǎng)等指定區(qū)域的精準(zhǔn)卸載，礦山自動(dòng)化作業(yè)的功能種類和效率位居行業(yè)領(lǐng)先位置。
華能伊敏礦計(jì)劃到2025年底，基本實(shí)現(xiàn)智能化采剝、連續(xù)作業(yè)和無人化運(yùn)輸；到2030年底，全面建成智能化煤礦，達(dá)到采掘設(shè)備智能化、系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化、崗位值守?zé)o人化、設(shè)備監(jiān)控可視化、信息傳輸集成化、診斷預(yù)警動(dòng)態(tài)化、決策分析智慧化的目標(biāo)，成為全國(guó)露天煤礦安全、智能、綠色發(fā)展的“排頭兵”，提升煤礦本質(zhì)安全水平。
2019年，準(zhǔn)能集團(tuán)與株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司達(dá)成合作，進(jìn)行礦用卡車的無人駕駛系統(tǒng)研制，并在哈爾烏素露天煤礦開展工業(yè)性試驗(yàn)。
神東布爾臺(tái)煤礦：19座無人駕駛運(yùn)人車下井路試成功
寶日希勒露天煤礦：世界首個(gè)極寒露天煤礦5G+無人駕駛項(xiàng)目
寶日希勒露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾草原中部，礦區(qū)煤層埋藏淺、傾角小、厚度大、賦存條件好，儲(chǔ)存量達(dá)15.82億噸，是國(guó)家能源集團(tuán)煤炭板塊重要的大型煤礦。由于呼倫貝爾冬季常出現(xiàn)極寒天氣，礦場(chǎng)工人經(jīng)常要在零下40℃-50℃條件下連續(xù)作業(yè)，作業(yè)條件十分艱苦。因此，在極寒礦區(qū)完成礦用自卸車“裝、運(yùn)、卸”典型作業(yè)過程的完全無人自主運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“降本增效、減人安全”的重要目標(biāo)，意義極為重大。
2020年5月，“世界首個(gè)極寒工況露天煤礦5G+無人駕駛礦卡編組安全示范工程”正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目由國(guó)家能源集團(tuán)大雁公司（寶日希勒能源）聯(lián)合湖北航天重工共同創(chuàng)新研發(fā)，內(nèi)蒙古移動(dòng)為項(xiàng)目量身打造礦山5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)服務(wù)，青島慧拓智能機(jī)器有限公司提供無人駕駛技術(shù)支持。
依托5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，寶日希勒露天煤礦成功搭建一套無人運(yùn)輸作業(yè)智能管理系統(tǒng)、電鏟協(xié)同作業(yè)管理系統(tǒng)、路側(cè)協(xié)同感知系統(tǒng)、遠(yuǎn)程應(yīng)急管理系統(tǒng)和差分定位系統(tǒng)等完整的無人駕駛控制系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)5臺(tái)220噸礦卡進(jìn)行無人駕駛改造，實(shí)現(xiàn)礦用自卸車“裝、運(yùn)、卸”典型作業(yè)過程的完全無人自主運(yùn)行，并與一臺(tái)遙控推土機(jī)一臺(tái)電鏟及灑水車、平路機(jī)和指揮車等輔助作業(yè)車輛形成一套完整的露天礦無人運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)。其中無人運(yùn)輸作業(yè)智能管理系統(tǒng)，作為無人駕駛項(xiàng)目的“心臟”，是該項(xiàng)目的核心技術(shù)，用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接礦區(qū)各種機(jī)械設(shè)備至監(jiān)控中心“大腦”，通過不間斷地計(jì)算、規(guī)劃、調(diào)度、管理，完成礦區(qū)運(yùn)輸智能化調(diào)度、設(shè)備監(jiān)測(cè)安全管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析管理和地圖數(shù)據(jù)管理等功能。
在核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，由于主要需求為本地流量卸載等因素，內(nèi)蒙古移動(dòng)因地施策的將相關(guān)設(shè)備下沉至礦區(qū)機(jī)房，并建設(shè)專用核心網(wǎng)，保障了數(shù)據(jù)安全和無人駕駛系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，建立了安全保護(hù)環(huán)境模型，為5G網(wǎng)絡(luò)提供了安全防護(hù)能力。
今年9月，該項(xiàng)目通過國(guó)家工業(yè)性示范運(yùn)行安全評(píng)審和科技成果鑒定進(jìn)入示范運(yùn)營(yíng)。項(xiàng)目成果填補(bǔ)了當(dāng)前極寒地區(qū)礦山設(shè)備無人化技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)空白，在相關(guān)領(lǐng)域起到引領(lǐng)作用，經(jīng)驗(yàn)可復(fù)制推廣。
安徽蕪湖海螺水泥礦區(qū)：全國(guó)首個(gè)露天水泥礦山無人駕駛礦車應(yīng)用項(xiàng)目
安徽海螺水泥股份有限公司，是水泥行業(yè)首家A+H股上市公司，在石灰石資源豐富的長(zhǎng)江兩岸的蕪湖、銅陵、安慶、池州等地建有大型熟料生產(chǎn)基地。為推動(dòng)采礦作業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，2019年11月，安徽海螺集團(tuán)在蕪湖海螺水泥公司啟動(dòng)了5G應(yīng)用探索，完成了5G“超級(jí)上行端到端”創(chuàng)新技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，為打造礦車無人駕駛業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景提供了可能。2020年1月，安徽海螺水泥股份有限公司與蕪湖格陸博智能科技有限公司共同出資注冊(cè)安徽海博智能科技有限責(zé)任公司，部署露天礦區(qū)無人化項(xiàng)目。
今年8月，20輛無人駕駛礦車投入安徽蕪湖海螺水泥礦區(qū)試運(yùn)行。這些無人駕駛礦車自重達(dá)70噸，輪胎的直徑有2.7米，1次能裝載100噸礦石。從裝料點(diǎn)裝載物料到卸料口卸載，無人駕駛礦車僅需13分鐘就可以完成單趟的運(yùn)輸任務(wù)，直行、轉(zhuǎn)彎、上下坡、裝卸，無人礦車均能輕松搞定。由于不需要人工駕駛，無人礦車可以24小時(shí)全天候作業(yè)。僅箬帽山礦區(qū)，就有13臺(tái)無人礦車在開采工作面上來回作業(yè)。
項(xiàng)目采用毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)融合技術(shù)，建立基于多傳感器信息與網(wǎng)聯(lián)信息融合的環(huán)境感知系統(tǒng)，解決了無人駕駛礦車對(duì)礦區(qū)復(fù)雜環(huán)境靈敏感知的問題。同時(shí)，多元化融合定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)可靠定位精度，礦車能在可控范圍內(nèi)行駛。先進(jìn)的5G通訊技術(shù)，搭建了礦區(qū)高速網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急情況下的遠(yuǎn)程接管操作。該項(xiàng)目的成功落地，為采礦業(yè)綠色化、智慧化、集約化發(fā)展賦能，促進(jìn)礦山管理從“注重提高效率”向“生產(chǎn)效率+安全可控”轉(zhuǎn)變。
華能伊敏露天礦：無人駕駛礦卡被列為煤礦智能化建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目
伊敏露天礦是全國(guó)第一家大型煤電一體化企業(yè)。2020年，在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局提出了智能化技術(shù)與現(xiàn)代煤炭產(chǎn)業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)煤礦智能化的發(fā)展要求后，伊敏露天礦啟動(dòng)無人駕駛項(xiàng)目，百度Apollo、慧拓智能、踏歌智行等都參與其中。伊敏露天礦被確定為全國(guó)首批智能化示范煤礦建設(shè)單位之一，其無人駕駛項(xiàng)目也被列為自治區(qū)2020年煤礦智能化建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目。
今年3月，華能伊敏露天礦無人駕駛單臺(tái)車以20km/h的速度行駛，運(yùn)輸8車、656立方米，順利通過效率提升第一階段目標(biāo)驗(yàn)收，是伊敏露天礦北方股份無人駕駛自卸卡車全面提效的第一個(gè)里程碑。
今年10月，華能伊敏礦公布無人駕駛項(xiàng)目最新應(yīng)用成果，其與百度Apollo、慧拓智能深度合作的無人礦車已完成混編作業(yè)測(cè)試。經(jīng)受了地區(qū)極端氣候、松軟地質(zhì)等復(fù)雜環(huán)境考驗(yàn)，通過在電氣化、自動(dòng)駕駛、智能調(diào)度、感知定位、高精度地圖等領(lǐng)域不斷進(jìn)行技術(shù)落地，項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)了車鏟對(duì)位、自主導(dǎo)航、自主卸載、主動(dòng)避障，可在多岔路口、復(fù)雜路況進(jìn)行無人駕駛，并完成排土場(chǎng)等指定區(qū)域的精準(zhǔn)卸載，礦山自動(dòng)化作業(yè)的功能種類和效率位居行業(yè)領(lǐng)先位置。
如今在項(xiàng)目聯(lián)合運(yùn)營(yíng)過程中，華能伊敏礦煤礦運(yùn)輸作業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“采—運(yùn)—排”的自動(dòng)化流程，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)三班倒連續(xù)作業(yè)，并保證在全工況條件下自動(dòng)作業(yè)效率基本達(dá)到人工水準(zhǔn)，為緩解目前東北地區(qū)嚴(yán)峻的煤炭緊張形勢(shì)提供保證。
華能伊敏礦計(jì)劃到2025年底，基本實(shí)現(xiàn)智能化采剝、連續(xù)作業(yè)和無人化運(yùn)輸；到2030年底，全面建成智能化煤礦，達(dá)到采掘設(shè)備智能化、系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化、崗位值守?zé)o人化、設(shè)備監(jiān)控可視化、信息傳輸集成化、診斷預(yù)警動(dòng)態(tài)化、決策分析智慧化的目標(biāo)，成為全國(guó)露天煤礦安全、智能、綠色發(fā)展的“排頭兵”，提升煤礦本質(zhì)安全水平。
黑岱溝露天煤礦：實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首臺(tái)290噸無人駕駛礦車混編作業(yè)連續(xù)運(yùn)行
黑岱溝露天煤礦無人駕駛項(xiàng)目于2020年4月立項(xiàng)，以準(zhǔn)能智能化建設(shè)方針為指引，由準(zhǔn)能集團(tuán)、航天重工與慧拓智能共同負(fù)責(zé)研制。今年5月，參與企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)改造的國(guó)內(nèi)首臺(tái)載重290噸930E無人駕駛礦用卡車，在國(guó)家能源集團(tuán)下屬準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝露天煤礦與4臺(tái)有人駕駛730E礦用卡車、1臺(tái)395型電鏟、1臺(tái)推土機(jī)開展混合編組作業(yè)連續(xù)運(yùn)行，期間繞障、跟車、清障、裝載、會(huì)車、卸載等全流程典型作業(yè)場(chǎng)景運(yùn)行流暢，無故障、無人工接管。
今年8月，在黑岱溝露天煤礦坑下500米無人駕駛試驗(yàn)場(chǎng)地，已發(fā)展至10臺(tái)930E電動(dòng)輪自卸無人駕駛礦用卡車，穿梭在兩個(gè)工作面上進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。其中，4臺(tái)無人駕駛卡車正在與4號(hào)395電鏟配合調(diào)試，其余的6臺(tái)無人駕駛卡車正在與5號(hào)395電鏟進(jìn)行編組運(yùn)行調(diào)試。
國(guó)家能源集團(tuán)高度重視包括礦用卡車無人駕駛技術(shù)在內(nèi)的智能礦山建設(shè)，準(zhǔn)能集團(tuán)露天煤礦無人運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目通過搭建一套包括地面控制中心系統(tǒng)、車地?zé)o線通信系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)等完整的無人駕駛控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦用自卸車“裝、運(yùn)、卸”典型作業(yè)過程的完全無人自主運(yùn)行。同時(shí)在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下，可實(shí)時(shí)對(duì)無人駕駛卡車、輔助車輛、智能化調(diào)度中心之間高速通信，在保證安全的前提下，縮短車輛編組之間的安全間距，提高整體運(yùn)行速度與運(yùn)行效率。
據(jù)悉，該項(xiàng)目計(jì)劃于2022年底前完成涵蓋黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦的10種車型共計(jì)165臺(tái)卡車的改造和統(tǒng)一智能化平臺(tái)的建設(shè)工作，并將與現(xiàn)有的挖掘機(jī)、推土機(jī)、灑水車等1000余臺(tái)輔助作業(yè)車輛進(jìn)行協(xié)同作業(yè)管理。項(xiàng)目建成后，準(zhǔn)格爾礦區(qū)將成為全球最大的無人運(yùn)輸露天礦山，也將是全球無人駕駛礦用卡車數(shù)量最多、品牌最多、車型最多的智能礦山，將有效提高礦山作業(yè)的安全性和生產(chǎn)效率。
哈爾烏素露天煤礦：無人駕駛礦車編組設(shè)備安全、平順、穩(wěn)定運(yùn)行
哈爾烏素露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗（薛家灣鎮(zhèn)）東部，為晉陜蒙交界位置，地處鄂爾多斯高原。這里的荒漠草原風(fēng)沙彌漫，原有地表溝壑縱橫、植被稀疏、風(fēng)蝕沙化嚴(yán)重，自然環(huán)境極其惡劣。
2019年，準(zhǔn)能集團(tuán)與株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司達(dá)成合作，進(jìn)行礦用卡車的無人駕駛系統(tǒng)研制，并在哈爾烏素露天煤礦開展工業(yè)性試驗(yàn)。
今年3月，準(zhǔn)能集團(tuán)無人駕駛卡車混編運(yùn)行全面開啟，哈爾烏素露天煤礦的無人礦車通過了第一階段的測(cè)試驗(yàn)證。
通過搭建一套包括地面控制中心系統(tǒng)、車地?zé)o線通信系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)等完整的無人駕駛控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦用自卸車“裝、運(yùn)、卸”典型作業(yè)過程的完全無人自主運(yùn)行，并能夠與鉆機(jī)、電鏟、推土機(jī)、平路機(jī)等露天煤礦作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備配合工作。該項(xiàng)目能夠有效提升露天煤礦現(xiàn)有運(yùn)輸裝備工作效率，減少安全事故的發(fā)生，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
準(zhǔn)東露天煤礦：無人駕駛礦車安全運(yùn)行10萬公里
神華新疆能源有限責(zé)任公司準(zhǔn)東露天煤礦位于吉爾木薩爾縣準(zhǔn)東經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。2020年7月，準(zhǔn)東露天煤礦和新疆電信昌吉分公司、北京易控智駕科技有限公司合作開始了“5G+無人駕駛礦車”的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
在準(zhǔn)東露天煤礦，幾輛自卸式礦用卡車正在施工作業(yè)。礦用卡車通過搭載中國(guó)電信5G與無人駕駛技術(shù)，可以輕松實(shí)現(xiàn)全程精準(zhǔn)路線無人運(yùn)輸，大大降低了礦區(qū)工作人員數(shù)量，有效預(yù)防人員生命安全事故發(fā)生，提高生產(chǎn)效率。
今年4月，礦區(qū)參加試驗(yàn)的一臺(tái)挖掘機(jī)和六輛礦車已安全運(yùn)行9.4萬公里，拉運(yùn)土方30萬立方米。據(jù)悉，該礦目前有1300人進(jìn)行采、裝、運(yùn)輸作業(yè)。一直以來，礦區(qū)的安全管理難度較大，無人駕駛能避免因駕駛員疲勞、操作失誤而導(dǎo)致的危險(xiǎn)事故，減少現(xiàn)場(chǎng)從業(yè)人員數(shù)量，降低運(yùn)輸過程中人員安全事故的發(fā)生，而且無人駕駛連續(xù)作業(yè)效率更高。
據(jù)了解，昌吉準(zhǔn)東露天煤礦是國(guó)家能源集團(tuán)智能化礦山建設(shè)的示范單位，按照相關(guān)規(guī)劃，準(zhǔn)東露天煤礦將用三年實(shí)現(xiàn)無人礦山目標(biāo)。
神東布爾臺(tái)煤礦：19座無人駕駛運(yùn)人車下井路試成功
神東布爾臺(tái)煤礦由中國(guó)神華能源有限公司投資、神華神東煤炭集團(tuán)建設(shè)，是生產(chǎn)能力、主運(yùn)輸系統(tǒng)提升能力、煤炭選洗加工能力均世界領(lǐng)先的大型礦井，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)。
今年8月，由常州科研試制中心有限公司制造的19座無人駕駛運(yùn)人車在神東布爾臺(tái)煤礦廠區(qū)地面及井下42煤2盤區(qū)專用封閉巷道路試成功！該無人駕駛運(yùn)人車環(huán)境自主感知、智能建模自主避障、自動(dòng)路徑分析、自適應(yīng)導(dǎo)航、智能預(yù)警、緊急停機(jī)等多項(xiàng)自主功能，在地面，可依托北斗衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行精準(zhǔn)定位，在井下可依靠前期掃描建模地圖數(shù)據(jù)雷達(dá)傳感及計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)進(jìn)行定位及行走動(dòng)作。
