智能网联为矿山自动驾驶注入新动能

 

图为地面5G+无轨胶轮车无人驾驶测试场景 来源：煤矿自动化网

当前，全球矿业正在经历新的革命，5G、人工智能、大数据、物联网、云计算等新一代信息技术促使采矿全面迈入遥控化、智能化乃至无人化阶段。特别是智能化与网联化协同，助力矿山自动驾驶成熟落地，促进智慧矿山建设。

　　矿山自动驾驶的发展和作业场景

矿山自动驾驶在国外起步较早，国外企业从上世纪90年代开始研发，目前，卡特彼勒、小松等工程机械企业在澳大利亚、智利、巴西等国的露天矿山实现了自动驾驶规模化商业应用，卡特彼勒的自动驾驶矿卡已经行驶近3500万公里，物料运输量达到10亿吨。

　　近几年，国内矿山自动驾驶发展在政策引领下，产业化进程加速。2016年《全国矿产资源规划(20162020年)》提出“加快建设数字化、智能化、自动化矿山”；2017年《安全生产“十三五”规划》强调“机械化换人、自动化减人”；2020年《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出“2025年实现露天煤矿无人化运输”。近几年，国内工程机械企业、自动驾驶方案商在多地开展矿山网联自动驾驶测试与试商用，已实现多车编组行驶。

　　中国信息通信研究院专家康陈表示，智慧矿山网联自动驾驶应用总体技术架构从三个层次进行构建，提供“智能网联矿卡、车联网、云平台”协同的一体化自动驾驶服务。智能网联矿卡包括车体和车载智能化设备，实现智能感知、决策与控制；车联网基于LTE-V2X和5G系统构建车与车、车与路、车与云平台的信息传输；云平台提供联合决策和协同控制，实现远程驾驶、自动驾驶的业务管理和网络信息管理。

　　遵循露天矿山开采作业流程，矿山网联自动驾驶生产作业场景基本分为：装载作业，矿卡与装载设备之间的流程协作交互和故障报警通知，避免矿卡与装载设备发生事故，提升安全性；运输作业，矿卡与其他矿卡和有人车辆、路侧设备进行信息交互，在云平台的统一调度下，所有车辆有序运行，提高整体效率；卸载作业，矿卡与卸载设备之间的流程协作交互和故障报警通知，提升协作效率，降低事故风险；作业保障，流程调度有效对矿卡进行作业保障操作，提升矿卡的妥善率，保障安全作业。

　　矿山自动驾驶正加快成熟化应用

　　如今，工程机械企业、自动驾驶方案商、智慧矿山方案商三方合作，提供调度管理系统、通信网络、智能网联矿卡一体化解决方案，在全国多地的矿山开展应用探索，并向规模化应用逐步过渡。在内蒙古，踏歌联合中国移动、华为、包头钢铁开展自动驾驶矿卡示范；在山西，慧拓打造自动驾驶矿卡运营示范样板；在河南，华为、跃薪、洛阳钼矿开发远程遥控驾驶挖机。

　　从智能网联应用的角度出发，下列应用的实现可以有效提升自动驾驶的安全性和效率：远程遥控驾驶，远程遥控接管可以保证在特殊情况下实现矿卡接管行驶或移位，降低安全风险，保证作业连续性；作业协同，矿卡和其他机械设备对装/卸载作业实现协同，使矿卡能够高效、安全地完成入场、装/卸载、离场；路径规划，全局路径规划保障车辆稳定、有序地循迹运行，局部路径规划支持单车遇到障碍时的持续作业；车与车碰撞预警，避免矿卡行驶过程中因为传感器视野盲区/失灵导致的追尾事故发生；道路状况提醒，扩展矿卡对周边环境的感知范围，为矿卡提供更多的决策与执行时间，提升安全性。

　　随着矿山网联自动驾驶的不断发展，商业模式也逐渐清晰。矿卡自动驾驶解决方案商成为主机厂前装供应商，主机厂直接销售具备自动驾驶能力的矿卡；自动驾驶解决方案商牵头与大型剥离队成立合资公司，成为新型智能化剥离队；智慧矿山解决方案商面向采矿企业提供包含自动驾驶应用的矿山智能化整体解决方案。

　　康陈表示，矿山自动驾驶应用将加快向规模化应用过渡，有望早于城市自动驾驶应用商业化落地，但规模化应用也将显著提升系统复杂度，带来新挑战。一是专注主线赛道，坚定发展信心。专注矿山场景下自动驾驶应用的研发，坚定智能化和网联化协同发展的技术路线，加快成熟化商业应用。二是加强标准供给，促进产品研发。应加快相关技术标准研究，促进设备间、平台间兼容，指导矿山相关信息通信基础设施建设与方案部署。三是协同测试评估，促进技术成熟。加强体系化的互联互通测试、设备功能性能评测、功能安全认证等研究与协同，保障技术的可靠性和成熟性。四是加强行业监管，促进产业发展。包容审慎的行业监管将有效指导产业安全、合规地开展测试应用，保障产业生态健康有序发展。

（文章来源：人民邮电报）