矿山无人化运输新技术和新趋势

慧拓研发了世界唯一全机型、国内唯一多矿种、全场景适配的“愚公”全栈式智慧矿山解决方案，由智能调度与监控平台、应急接管平台、仿真平台组成，包含矿车无人驾驶、无人运输仿真、远程驾驶、挖机协同作业管理、V2X智能路侧协同系统、云端智能调度与管理六大子系统。

慧拓联合创始人兼首席战略官王健博士以《矿山无人化运输新技术和新趋势》为主题展开演讲，以下是演讲内容整理：

慧拓联合创始人兼首席战略官王健博士

慧拓视角下的近三年矿山无人驾驶行业状态及演进情况

首先结合慧拓的行业实践谈一谈矿山无人驾驶行业状态及演进情况。2020年，行业主题是“价值理念和技术实现”，主攻技术实现原理，硬件配置，理论经济模型。2021年，行业主题变为“无安全员和重载拉运”，主攻安全员下车、车辆最高速度提升、重载拉运的实现可能、拉运效率提升。2022年，行业主题是“增产和管理结合”，强调缩短装卸时间、提升路段速度、加快配矿相应、减少能耗和场景约束。进入未来，主题可能是智能扩展和指标优化，强调智能钻爆、配矿、清扫、洒水，强调环节和能力指标，降低油耗电耗，车损胎损。

目前我们观察到的一个趋势是，运输车在尽可能地把智能性剥离，主要提高硬件可靠性，降低机械结构的复杂度和智能性，让车端的总体结构尽可能限制在线控底盘和相关配件，将感知和规划部分配置在云端和路端。

近年来，“智慧矿山”建设成为国家战略的重要内容之一，政策推动矿山场景下无人运输的普及，需求倒逼无人驾驶项目的交付周期进一步缩短，目前慧拓已经尝试同主机厂合作，进行前装量产的无人化项目。

“愚公”全栈式智慧矿山解决方案

慧拓研发了世界唯一全机型、国内唯一多矿种、全场景适配的“愚公”全栈式智慧矿山解决方案，由智能调度与监控平台、应急接管平台、仿真平台组成，“愚公”全栈式智慧矿山解决方案主要包括以下产品：

第一，智能调度与监控平台，主要是完成5个大的功能：1、运输智能化调度，比如车辆到挖机大概2公里运距的轨迹计算。2、设备监测安全管理，包含对传感器和车辆本体的可靠性检测。3、有人车防碰撞预警。4、数据分析关系。5、地图编辑管理，比如众包采集地图。

图片来源：慧拓

第二，无人驾驶系统，慧拓提供两种车端产品，一种是整车控制器，一种是线控VCU。第三，协同作业管理系统，装载区协同作业包含挖机铲斗定位、挖卡协同交互、无人车局部路径规划、无人车临时任务响应及局部路径重新规划等功能；卸载区协同作业包括露天封闭场景切换、料仓监控、落石监测、卸载位规划等功能。

第四，远控驾驶系统，目前慧拓主要用远控系统控制挖机和车辆，远控驾驶系统主要包括车辆监控、应急接管、远程作业、一舱多控、安全策略等环节，慧拓通过自主研发的视频编码技术、组网技术和智能控制算法实现了视频和控制信号的高可靠、低延时，解决了远程驾驶中实时、稳定和安全的核心技术问题。

第五，辅助车辆智能系统。第六，防碰撞系统。慧拓也做ADAS的防碰撞产品，这一产品不仅是矿区作业的刚需，而且技术发展到了规模化交付的成熟阶段。第七，虚拟仿真系统，首先是做场景仿真和产品测试，比如要进入新的矿区，慧拓会先用虚拟仿真系统重构矿区场景，测试极限时速、爬坡角度、其他配置参数，配置好之后在虚拟仿真场景内跑一遍，再进行实地部署。此外，虚拟仿真系统还可以将工具嵌入外部平台，进行3D监控，实现真车数据上云，完成背向的采集，但目前由于矿区地形的复杂性，还不能实现反向控制。

图片来源：慧拓

慧拓的不同场景无人运输实践

慧拓目前负责的不仅有煤矿从地下向地上的运输、还有从洗煤仓到车站的运输、钢铁从钢铁厂向物流车、仓库的运输等端到端的无人运输物流工作，以下介绍几个案例：

首先是冀东水泥-阳泉矿，这是国内首个面向全矿纯电动无人设计项目，冀东水泥-阳泉矿中设置了8台宇通纯电运输车，有希望成为业内首个全矿无人驾驶的项目，到2022年12月份验收。还有华润水泥-田阳矿，也设置了5台宇通纯电运输车。下图是国家能源集团-准能公司的矿区项目，这是全世界规模最大的无人驾驶矿区，设置了165台无人驾驶车，慧拓在其中负责两个矿区共36台运输车的无人驾驶改造工作，该项目到2022年12月底完成一阶段验收，目标是达到人工的100%效率。

通常的要求是达到90%的人工效率，这是因为可以抵扣掉“减员化”所节省12%的成本。然而，目前矿区运输的重点在于保产能，其次才是节约成本。因此无人运输需要追齐100%的人工效率。

图片来源：慧拓

此外，慧拓的合作案例还有大唐国际集团-宝利煤矿，国家能源集团-神东公司的井下矿，中国黄金集团-乌山铜矿。总的来说，慧拓是中科院自动化所孵化的一家全栈式无人矿山整体解决方案、产品和运营服务提供商，已经成长为目前国内最大规模的无人驾驶矿山的解决方案提供商，总共承接30处矿区的无人驾驶项目，并且承接了不少出海项目，是国内首个承接了海外矿区运输项目的无人驾驶公司。

（以上内容来自慧拓联合创始人兼首席战略官王健博士于2022年9月20日由盖世汽车主办的2022第二届商用车自动驾驶大会发表的《矿山无人化运输新技术和新趋势》主题演讲。）