文章來源：經濟參(can)考報(bao) 發(fa)布時(shi)間：2022-02-03
在(zai)內蒙(meng)古(gu)呼倫貝爾草(cao)原的中(zhong)(zhong)部，神華(hua)寶(bao)日(ri)希勒露天煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)（下稱“神寶(bao)煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)”）正在(zai)搭(da)建一(yi)個“5G+無人駕(jia)(jia)駛”的未來礦(kuang)(kuang)(kuang)區。2021年1月8日(ri)，一(yi)輛(liang)編號(hao)為(wei)2207的白(bai)色無人駕(jia)(jia)駛礦(kuang)(kuang)(kuang)卡夜以繼日(ri)地行駛在(zai)神寶(bao)煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)，這輛(liang)載重可(ke)達220噸的礦(kuang)(kuang)(kuang)卡，經過(guo)轉彎、倒(dao)車等操作后，準確地停泊在(zai)有坡度的道路邊緣，開(kai)始向路邊的坑(keng)底(di)傾(qing)倒(dao)土(tu)方。如今(jin)，這樣的場景在(zai)神寶(bao)煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)每(mei)天上演。為(wei)了能夠在(zai)極(ji)寒氣候中(zhong)(zhong)實現無人駕(jia)(jia)駛，神寶(bao)煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)的“5G+無人駕(jia)(jia)駛”突破重重困難，最(zui)終完成(cheng)了一(yi)套完整的露天礦(kuang)(kuang)(kuang)無人運輸(shu)作業(ye)系統(tong)。
智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)礦(kuang)山建設當前(qian)正成為能(neng)(neng)源行業熱點之一，從國家到地(di)方，相(xiang)關(guan)政策頻頻發布，各大(da)礦(kuang)區(qu)也(ye)在積極推動智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)礦(kuang)山的(de)(de)搭建。而大(da)型運礦(kuang)卡(ka)車的(de)(de)無(wu)人駕駛(shi)技術作為智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)礦(kuang)山中的(de)(de)關(guan)鍵一環，也(ye)迎來了發展契機。航天(tian)重工董事長虢勁松表示，如(ru)果說2019年(nian)(nian)是礦(kuang)區(qu)無(wu)人駕駛(shi)的(de)(de)元年(nian)(nian)，那么(me)2020年(nian)(nian)則進入(ru)了大(da)發展階段，預(yu)計(ji)2021年(nian)(nian)將會有更(geng)多的(de)(de)項目落地(di)。
基于國(guo)家能源集團智(zhi)慧礦(kuang)區的(de)建設規(gui)劃，2020年(nian)5月，神寶能源聯合航天重工、慧拓啟(qi)動極寒型復(fu)雜氣(qi)候環境(jing)露(lu)天礦(kuang)無(wu)人駕(jia)駛(shi)卡車(che)(che)編組安全示范工程項目，對5臺220噸MT4400電動輪礦(kuang)用自卸(xie)卡車(che)(che)進行無(wu)人駕(jia)駛(shi)改造，與(yu)配套的(de)1臺WK-35電鏟(chan)和(he)1臺推土機(ji)及灑(sa)水車(che)(che)、平路(lu)機(ji)、指揮車(che)(che)等(deng)輔助作業(ye)車(che)(che)輛，形成一(yi)(yi)套完(wan)整的(de)露(lu)天礦(kuang)無(wu)人運輸作業(ye)系統。據介(jie)紹，該項目是(shi)世界第一(yi)(yi)個極寒（零(ling)下(xia)50攝(she)氏度）環境(jing)下(xia)大型礦(kuang)用自卸(xie)卡車(che)(che)無(wu)人駕(jia)駛(shi)編組運行項目，也是(shi)國(guo)內第一(yi)(yi)個5G網絡下(xia)實現五臺大型礦(kuang)用自卸(xie)卡車(che)(che)無(wu)人駕(jia)駛(shi)工業(ye)性運行項目。
作為國家能源投資集團(tuan)煤(mei)(mei)炭板(ban)塊重要的大型煤(mei)(mei)礦，國家核定生(sheng)產(chan)能力3500萬噸/年，日裝車運(yun)輸能力10萬噸以上(shang)。然而，神寶煤(mei)(mei)礦所在的呼倫貝爾夏季(ji)可達48攝(she)氏度(du)，冬季(ji)最低可達零下50攝(she)氏度(du)，日間平均氣溫也低于零下30攝(she)氏度(du)，通常(chang)極寒(han)天氣會在12月(yue)至來(lai)年3月(yue)間歇性出現。酷(ku)寒(han)的氣候條件(jian)限制著煤(mei)(mei)礦的開(kai)采。
神(shen)寶煤礦(kuang)(kuang)負(fu)責機(ji)電(dian)的(de)(de)技術(shu)人員(yuan)(yuan)包(bao)瑋瑋介紹，在(zai)冬季寒(han)冷的(de)(de)天(tian)氣(qi)(qi)環境中，礦(kuang)(kuang)卡常(chang)(chang)常(chang)(chang)會出現機(ji)械性故障，維修任務繁重(zhong)，需要技術(shu)人員(yuan)(yuan)不(bu)斷(duan)進(jin)行維修和(he)保養。這些礦(kuang)(kuang)卡雖然是(shi)進(jin)口車輛，但(dan)并(bing)非(fei)是(shi)針對極寒(han)天(tian)氣(qi)(qi)的(de)(de)產品，因此為讓卡車適(shi)應(ying)當地氣(qi)(qi)候環境，就需要技術(shu)人員(yuan)(yuan)進(jin)行調(diao)整，做一些保溫(wen)措(cuo)施。神(shen)寶煤礦(kuang)(kuang)副(fu)礦(kuang)(kuang)長徐(xu)煦表示(shi)，極寒(han)天(tian)氣(qi)(qi)會影響到(dao)礦(kuang)(kuang)區的(de)(de)裝卸卡車等設備，縮短一些零部件(jian)的(de)(de)使用壽命。
如今，新接入的(de)(de)露天(tian)礦無人(ren)運(yun)輸作業系(xi)統(tong)針(zhen)對(dui)極寒天(tian)氣(qi)做了針(zhen)對(dui)性改(gai)造，使(shi)用(yong)了各種耐低溫(wen)的(de)(de)零部件(jian)。航天(tian)重工在這一項目中(zhong)主要負責對(dui)礦卡(ka)的(de)(de)改(gai)造，針(zhen)對(dui)礦卡(ka)的(de)(de)線控(kong)系(xi)統(tong)，如轉(zhuan)向、制(zhi)動、牽引（電驅）、舉升(sheng)、燈光等進行改(gai)裝(zhuang)，并加裝(zhuang)無人(ren)駕駛(shi)(shi)傳感器(qi)(qi)、控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)、通信和定位(wei)設備，同時也(ye)部署(shu)了無人(ren)駕駛(shi)(shi)系(xi)統(tong)軟件(jian)。“在無人(ren)駕駛(shi)(shi)的(de)(de)礦卡(ka)上安裝(zhuang)使(shi)用(yong)的(de)(de)各個部件(jian)都需要經過耐低溫(wen)性能的(de)(de)測試，通過后才(cai)允許(xu)使(shi)用(yong)，在源頭(tou)上確保無人(ren)駕駛(shi)(shi)能夠適應現(xian)場極寒天(tian)氣(qi)；同時，在各主要部件(jian)中(zhong)還加入了加熱裝(zhuang)置(zhi)，用(yong)來預(yu)防在極寒條件(jian)下(xia)設備不工作的(de)(de)情況。”
慧拓研究院(yuan)(yuan)副(fu)院(yuan)(yuan)長高(gao)玉表示(shi)，如果(guo)各地(di)(di)礦區(qu)無(wu)人駕駛(shi)的(de)(de)(de)項目難度(du)最高(gao)為十級(ji)，此(ci)次(ci)在神寶露(lu)天煤(mei)礦進行(xing)的(de)(de)(de)極寒(han)型(xing)復雜氣候(hou)環(huan)境露(lu)天礦無(wu)人駕駛(shi)卡車編組安全示(shi)范工程難度(du)幾乎置頂(ding)，這(zhe)對于無(wu)人駕駛(shi)在不(bu)同(tong)地(di)(di)質(zhi)、氣候(hou)等(deng)條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)礦區(qu)推廣有著重要意義。“如果(guo)這(zhe)種(zhong)級(ji)別的(de)(de)(de)難度(du)克(ke)服了，那么在難度(du)沒(mei)這(zhe)么高(gao)的(de)(de)(de)礦區(qu)，相關技(ji)術很(hen)容易落地(di)(di)。”
從一定意義上來說，在(zai)最為(wei)(wei)復雜的(de)(de)(de)地理環境(jing)和氣候條(tiao)件下，實現無(wu)(wu)人駕駛運(yun)輸系統的(de)(de)(de)落地，已然(ran)成(cheng)為(wei)(wei)行(xing)業(ye)中的(de)(de)(de)標(biao)桿，其搭建起的(de)(de)(de)行(xing)業(ye)壁壘，最終會(hui)推動行(xing)業(ye)標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)形成(cheng)，進(jin)一步驗證(zheng)無(wu)(wu)人駕駛在(zai)礦區落地的(de)(de)(de)可行(xing)性。
隨著無人駕駛礦卡改(gai)造(zao)的(de)技(ji)術成(cheng)熟度越來越高，無人駕駛礦卡的(de)改(gai)造(zao)時(shi)間也從最初需要十幾天(tian)才(cai)能改(gai)造(zao)一臺，到最后僅用四(si)天(tian)時(shi)間便可完成(cheng)一臺礦卡的(de)改(gai)造(zao)。
在徐煦眼(yan)中，無人駕駛的項目(mu)推進，給(gei)礦(kuang)區帶來了極大改變(bian)。以往(wang)，在零下40攝氏(shi)度至零下50攝氏(shi)度的氣候中，礦(kuang)區工(gong)人需要連續作業，倘若使用自卸卡(ka)車用于(yu)露天煤礦(kuang)巖石和(he)煤炭(tan)的運輸(shu)，每(mei)(mei)天3班(ban)24小(xiao)時連續運行，每(mei)(mei)臺設備至少需4名司機倒班(ban)工(gong)作，每(mei)(mei)次換班(ban)時間(jian)大約在一個小(xiao)時左右，作業條件艱苦且效(xiao)率不高。
隨著礦(kuang)用車(che)輛的無人(ren)駕(jia)駛編組在(zai)神寶煤礦(kuang)運(yun)行(xing)，只(zhi)需(xu)要一個安(an)全員(yuan)坐在(zai)調度(du)室就可以(yi)管理這些無人(ren)駕(jia)駛礦(kuang)卡。據介紹，安(an)全員(yuan)在(zai)無人(ren)駕(jia)駛車(che)廂(xiang)內所要做(zuo)的工作，主要是(shi)觀察周(zhou)圍環(huan)境，對車(che)輛的行(xing)駛進行(xing)觀測，如有問題及(ji)時反(fan)饋，以(yi)最(zui)大程度(du)保(bao)證無人(ren)駕(jia)駛礦(kuang)卡的安(an)全操(cao)作。
“無人(ren)(ren)化的生(sheng)產作業從(cong)根本上杜絕(jue)了人(ren)(ren)員安(an)(an)全(quan)事故的發生(sheng)。在后面的運行過程中，我們會繼續加大對無人(ren)(ren)駕(jia)駛系統的管理和人(ren)(ren)才培(pei)養(yang)，希望能(neng)夠真(zhen)正(zheng)實(shi)現(xian)礦山的絕(jue)對安(an)(an)全(quan)。”神(shen)寶能(neng)源方(fang)面表示(shi)，5臺卡車(che)無人(ren)(ren)化工(gong)業運行后，預(yu)計每年(nian)可累計節省約(yue)571萬元支出(chu)、增加50萬噸(dun)運輸量。
與(yu)此同時(shi)，在(zai)項目進行過程中，包括(kuo)航天(tian)重工、慧拓等在(zai)內(nei)的(de)項目組針對性地(di)研發(fa)出應(ying)對當地(di)特殊氣(qi)候和地(di)質(zhi)條件的(de)相關技(ji)術，推動礦區自動化技(ji)術的(de)進一(yi)步發(fa)展。比如(ru)基于虛實互動的(de)礦區無(wu)人(ren)運(yun)輸仿(fang)真(zhen)測(ce)(ce)試(shi)技(ji)術，實現了對極端工況(kuang)、危(wei)險(xian)場景(jing)以及系(xi)統極限測(ce)(ce)試(shi)，確保無(wu)人(ren)駕駛(shi)系(xi)統安全、穩(wen)定、高(gao)效。
高玉介紹，項目(mu)(mu)中的(de)仿(fang)真(zhen)(zhen)測試(shi)結合實際地形條件，從2D畫面(mian)提(ti)升為3D畫面(mian)。“這一技(ji)術在行(xing)業中也算是(shi)領(ling)先的(de)，無(wu)論從車輛的(de)大(da)小、運行(xing)速度還是(shi)運行(xing)的(de)環境，慧(hui)拓組織搭建的(de)仿(fang)真(zhen)(zhen)測試(shi)大(da)大(da)提(ti)高了(le)真(zhen)(zhen)實性，為之后(hou)的(de)真(zhen)(zhen)實場景作業提(ti)供了(le)堅(jian)實的(de)基礎，減少(shao)了(le)項目(mu)(mu)的(de)試(shi)錯成本。”
從礦卡的(de)改造到算(suan)法系(xi)統的(de)搭建(jian)，從人(ren)才(cai)的(de)培(pei)養到科技(ji)公司的(de)技(ji)術(shu)輸出(chu)，礦山無(wu)人(ren)化已然形成了完整的(de)產業鏈。虢勁(jing)松介紹(shao)，礦區無(wu)人(ren)化之所以會(hui)在這幾年(nian)取得明顯發展(zhan)，一是因(yin)為5G、大(da)數(shu)據、云計算(suan)、感(gan)知等(deng)新技(ji)術(shu)的(de)快速發展(zhan)；二是經過幾年(nian)的(de)實踐，無(wu)人(ren)駕(jia)駛的(de)技(ji)術(shu)也更加成熟；三是在國(guo)家創新驅動的(de)大(da)背景下，在國(guo)家能源集團(tuan)等(deng)國(guo)企、央(yang)企的(de)牽引之下，需求呈現出(chu)爆發式(shi)增(zeng)長。行業數(shu)據顯示，中國(guo)礦區運輸類無(wu)人(ren)駕(jia)駛有3000多億元的(de)市場(chang)規(gui)模，礦車無(wu)人(ren)化的(de)前后(hou)端改裝亦(yi)有3000多億元的(de)規(gui)模。礦山無(wu)人(ren)化已成為一個坐擁(yong)6000億元市場(chang)的(de)新興行業。
隨著行(xing)業的發展，無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)車輛端改造的標準、系統的安全性(xing)規(gui)范(fan)(fan)、無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)的運行(xing)規(gui)范(fan)(fan)等(deng)亟(ji)須制定。虢(guo)勁(jing)松指出(chu)，礦(kuang)區(qu)也面臨適應無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)下礦(kuang)區(qu)運行(xing)的改變，需要(yao)逐(zhu)漸(jian)摸(mo)索出(chu)無(wu)人(ren)(ren)化運行(xing)的管(guan)理規(gui)范(fan)(fan)。而在對礦(kuang)區(qu)無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)的評價領域，亦須有相關的標準去評價某一無(wu)人(ren)(ren)駕(jia)(jia)(jia)駛(shi)項目是否優質。
【責任編輯：趙藝涵】