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礦山無人卡車布局加速,能否成自動駕駛掘金新空間?

2021-10-18

發布日期:2021-10-18· 中國汽車報 趙建國 編輯:趙方婷

一輛白色的無人駕駛卡車準確停在小山般的煤堆前,由鏟斗裝滿煤炭后,卡車自行開走,而且在路上遇到對面來車時會減速、會停車避讓……10月12日,在呼倫貝爾伊敏煤礦,百度自動駕駛聯合華能伊敏煤電公司展示了礦山無人駕駛卡車的示范應用成果。

“這是個露天煤礦,以往在這里全部是人工作業,司機開卡車運煤又臟又累,人受罪,車也常罷工,而礦山無人卡車的到來,改變了這一切。”正如該項目工程師楊軍所言,如今只需要坐在室內監看自動駕駛智能調度平臺,一兩個人就可以管理一個無人駕駛卡車車隊。

無人礦卡布局正持續擴展

近兩年來,伴隨著自動駕駛技術的快速進步和市場需求的增長,礦山無人駕駛卡車正在由測試走向實際應用。

據介紹,百度的礦山無人駕駛卡車有四個特點:一是車上沒有安全員,自動化作業效率達到人工水準,向礦山無人化運輸邁出了新步伐;二是面向礦山場景,以超高計算能力為支撐,聚焦單車智能方案;三是現場的無人卡車與人工駕駛車輛可以同場作業,而不是像以往那樣需要單獨的無人駕駛卡車測試區;四是在伊敏煤礦已完成白天和夜間作業測試,實現了車鏟對位、自主導航、自主卸載、主動避障,可在多岔路口、復雜路況下實現無人駕駛,并完成指定區域的精準卸載。

至今,國內已經有多家自動駕駛公司的礦山無人駕駛卡車投入使用。9月15日,在內蒙古寶日希勒露天煤礦,“極寒型復雜氣候環境露天煤礦無人駕駛卡車編組安全示范工程”分別通過中國煤炭工業協會組織的工業性示范運行安全評審和科技成果鑒定及國家能源集團組織的項目驗收。

“該無人駕駛卡車的特點是耐低溫,經受了去年冬季攝氏零下42℃的低溫考驗。至今已累計編組運行5萬余公里,運輸量60余萬立方米。”寶日希勒露天煤礦副礦長徐煦向記者介紹,該卡車屬單車智能,應用了5G獨立組網、深度融合感知、路徑規劃、自適應控制、地圖自動采集、無人運輸仿真等多項新技術,為礦山無人駕駛卡車安全、******、穩定運行提供了可靠保障。

而在準格爾黑岱溝露天煤礦,國家能源集團與航天重型工程裝備有限公司合作開發的礦山電動無人駕駛卡車,正行駛在礦坑下500米的工作面上。這些卡車實現了“裝-運-卸”完全無人自主運行。同時,在5G網絡的支持下,實現了無人駕駛卡車與智能化調度中心之間的實時高速通信,并在保證安全的前提下,可以縮短車輛之間的安全間距,提高運行效率。

“目前,國內礦山無人駕駛卡車的技術水平都已經上了一個很大的臺階,不僅都已采用了較為先進的自動駕駛技術,而且有各自的特點,如百度的卡車自動駕駛單車智能算力水平較高,寶日希勒煤礦的卡車耐極限低溫能力突出,黑岱溝煤礦的卡車采用了純電動方案,節油效益突出等。”北方大數據與人工智能研究院研究員曾文翔在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,礦山無人駕駛卡車走向應用,不僅將加速其產業化進程,而且能解決一些現實難題:一方面,無人駕駛卡車在燃料或電池有保障的情況下,可以實現24小時連續作業,提高了運輸效率,改善了安全生產狀況;另一方面,可破解煤礦普遍面臨的用工難和人力成本高的問題。由于很多煤礦遠離城市,工作環境較差且具有一定危險系數,加之后勤服務設施不齊全,即使較高的工資也很難招到司機,而無人駕駛卡車的投運使這些問題迎刃而解。

獨具特點 參與者眾多

近年來,越來越多的企業參與到礦山無人駕駛卡車研制“賽道”上。

記者在采訪中了解到,國內在研制礦山無人駕駛卡車領域,既有“重量級”的大型工程企業及商用車企業,也有新造車企業和新創科技公司。

其中,早在2019年,濰柴就在鄂爾多斯礦區投放了礦山無人駕駛卡車,至今,濰柴旗下的所有礦用卡車都留有無人駕駛接口,如果用戶有需求均可以選裝無人駕駛系統。同年,航天重工與神寶能源合作在江西城門山銅礦投運了110噸無人駕駛卡車。目前,湘電重裝、徐工礦山等國內礦用卡車生產廠家都有礦山無人駕駛卡車投放;在商用車企業中,開沃新能源的礦山電動無人駕駛卡車,也已經在攀枝花礦區落戶;而在新造車企業及科技公司中,希迪智駕、踏歌智行、慧拓智能、易控智駕等自動駕駛技術提供商也在積極布局礦山無人駕駛卡車。

其實,礦山無人駕駛卡車與其他自動駕駛出租車、普通道路卡車有很多不同。

“礦山無人駕駛卡車面臨的技術考驗更多。”華南理工智能感知與控制工程研究中心研究員張睿林在接受《中國汽車報》記者采訪時介紹,一是礦區的人、車、物環境更為復雜多變,通常北方礦區多沙塵且季節溫差大、南方礦區潮濕雨水多等情況,都對礦山無人駕駛卡車的設計、相關零部件及加工工藝有更嚴苛的要求。與之相應,礦山無人駕駛卡車上的雷達、攝像頭等傳感器,在北方就要更多具備承受極限高低溫的能力和防風沙的性能,在南方要具備防雨水潮濕環境及霧氣的能力;二是礦區的惡劣環境,尤其是金屬礦區,對無人駕駛車輛的通信系統的屏蔽能力、抗干擾能力等方面有更高的要求;三是礦山無人駕駛導航系統有很大不同,普通車輛的自動駕駛導航一般使用衛星定位導航,而礦區地形復雜,很多運輸路線需從地下到地上,衛星定位導航困難,目前大多實際使用的是慣性導航加電子地圖等復合方式來導航。此外,還有車輛載重有較大區別,礦山卡車一般都是大噸位卡車,對自動駕駛對道路目標的識別距離及制動距離也有不同要求。

“與其他自動駕駛車輛相比,礦山無人駕駛卡車對算力及決策控制的技術要求也有不同。”曾文翔表示,除了與其他自動駕駛車輛有相同的感知、通信、防碰撞等系統之外,礦山無人駕駛卡車很多都是24小時作業,車載計算及相關系統不僅要隨時隨地進行感知、對比、判斷、決策,而且不能出現中途宕機,隨時要處于高度******穩定運轉狀態,這對系統的硬件、軟件設計及持久穩定運行能力是個考驗。

良好前景吸引行業投資

礦山自動駕駛卡車在國內要實現廣泛而快速的布局,驅動力來自市場需求的良好前景。

“2020年,國內僅煤炭產量就達38.4億噸,運輸需求巨大,而且煤炭等各類礦區對自動駕駛卡車的需求在持續增加。”華泰證券分析師彭松林向《中國汽車報》記者談到,據不完全統計,國內露天礦山使用的百噸級以上礦用自卸卡車超過2000臺,每輛卡車每年的人工費用超過84萬元,而且人工作業時間受限,在作業條件難以改善的情況下,礦區希望能有“永不疲倦”的無人駕駛卡車來解決礦區運輸的一系列問題,由此推動了自動駕駛向礦山卡車運輸領域邁進的步伐,而且這一需求的前景絲毫不亞于城市自動駕駛乘用車和普通道路貨運自動駕駛卡車。

的確,礦山無人駕駛卡車由于其巨大的市場需求和潛在的效益,也獲得了資本的青睞。

9月3日,踏歌智行宣布完成由盈科投資領投的B3輪億元級戰略融資,包括此前已獲前海母基金、寶通投資、CMC創投、清研資本、藍焱資本注資。至此,10個月內踏歌智行B輪融資已累計完成近4億元。2021年,踏歌智行的礦山無人駕駛卡車總訂單額亦將超過4億元。

8月23日,慧拓智能宣布完成B1輪融資超2億元。“慧拓智能已經是既有井上、也有井下實用案例的礦山無人駕駛卡車解決方案提供商。”慧拓智能首席戰略官王健表示,慧拓智能的卡車已經有4個礦區實現無人駕駛,其中的融合感知、抗大雨、揚塵、大雪的能力及節能主動安全控制技術都在國內位居前列。

此前,易控智駕也已完成A輪融資。由蔚來資本和斯道資本聯合領投,主要用于加快露天礦無人駕駛系統的產品化進度。基于通用平臺提供產品化的解決方案,而非基于項目制的解決方案,是易控智駕聚焦的一大特色。

事實上,中國是礦產資源大國,對礦山無人駕駛卡車的需求并不意外。在這些投資的背后,國內政策的推手也不容忽視。

2020年2月,在國家發改委、國家能源局等五部門印發的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》中就提出,2025年大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現智能化、2035年各類煤礦基本實現智能化。至今,已經有多個省市區確定了具體的煤礦智能化時間表。2021年6月,國家能源局、國家礦山安全監察局聯合發布《煤礦智能化建設指南(2021年版)》,不僅提出了建設智能化煤礦的目標,也對礦區智能運輸作出部署。

諸多因素的加持,使礦山無人駕駛卡車發展迎來新機遇,辰韜資本此前預測,國內礦山無人駕駛卡車每年的市場規模總額超千億元。“無論是從建設智能礦山的目標看,還是從節能安全生產角度看,國內礦山無人駕駛卡車都面臨前所未有的良好機遇,這也是自動駕駛領域掘金的新賽道。”彭松林道出了行業人士的一致看法。

(注:圖片均來自企業官網)


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