日前，在國(guó)家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝露天煤礦坑下，編號(hào)為508號(hào)的930E礦用卡車勻速行駛在1200平盤道路上。駕駛室里，只見卡車司機(jī)雙手放在膝上，絲毫沒有操控方向盤，車輛卻依然駛向前方。礦用卡車無人駕駛這個(gè)聽起來很“黑科技”的項(xiàng)目，在準(zhǔn)能集團(tuán)正從“紙上談兵”逐漸變成現(xiàn)實(shí)。

圖為在黑岱溝露天煤礦試驗(yàn)運(yùn)行的930E礦用無人駕駛卡車

無人駕駛逐步用于實(shí)際

準(zhǔn)能集團(tuán)“露天煤礦礦用自卸車無人駕駛系統(tǒng)”科技創(chuàng)新項(xiàng)目于2018年5月被國(guó)家能源集團(tuán)批立項(xiàng)。2019年，該公司與航天重工、株洲中車達(dá)成最終合作意向，由兩家公司無費(fèi)用各承擔(dān)一臺(tái)礦用卡車的無人駕駛系統(tǒng)研制，并在黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦開展工業(yè)性試驗(yàn)。

該項(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，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。

圖為技術(shù)人員與卡車司機(jī)共同在駕駛室內(nèi)監(jiān)控?zé)o人駕駛卡車運(yùn)行狀態(tài)

從今年6月18日起，由航天重工研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的無人駕駛系統(tǒng)開始在930E礦用卡車上實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)改造，先后完成整車線控化改造、無人駕駛車載傳感器安裝、作業(yè)區(qū)域地圖采集與制作、無人駕駛循跡行駛測(cè)試、機(jī)群系統(tǒng)與無人礦卡協(xié)同作業(yè)調(diào)試等工作。目前，改造后的車輛已在全程3.6公里的測(cè)試區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、上下坡、裝載和卸載等無人駕駛功能。

據(jù)航天重工自動(dòng)駕駛系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)理丁國(guó)徐介紹，額定載重290噸的930E電動(dòng)輪自卸礦用卡車是目前全球最大的無人駕駛礦用卡車。針對(duì)該車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，現(xiàn)已完成自動(dòng)行駛功能，下一步研發(fā)團(tuán)隊(duì)將為它裝上“眼睛”和“大腦”，以精準(zhǔn)識(shí)別道路上的障礙物。

而作為項(xiàng)目甲方，為了加快實(shí)施進(jìn)度，準(zhǔn)能集團(tuán)成立了項(xiàng)目管理小組，多家單位和部門共同參與、通力合作，分別負(fù)責(zé)項(xiàng)目全過程管理、安全管理、采礦方案制定、改造設(shè)備技術(shù)資料提供、礦用自卸車和裝載設(shè)備提供、維修人員和密閉場(chǎng)地提供、協(xié)調(diào)無人駕駛項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)接口等各項(xiàng)工作。同時(shí)，從7月起，項(xiàng)目管理小組每周召開推進(jìn)會(huì)，協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目一周實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題。

人工智能帶來效益前景

據(jù)了解，黑岱溝與哈爾烏素兩個(gè)露天煤礦現(xiàn)有礦用自卸車200臺(tái)，司機(jī)配置800余人。近年來，露天礦運(yùn)輸作業(yè)存在招工難、效率低、運(yùn)營(yíng)成本高等難題，人工智能的發(fā)展為此提供了全新的解決方案。

礦用車輛無人駕駛技術(shù)能夠有效提升露天煤礦現(xiàn)有運(yùn)輸裝備工作效率，最大限度降低人員的參與，特別是在惡劣環(huán)境和天氣下，在降低人工成本、改善職工作業(yè)環(huán)境的同時(shí)，減少安全事故的發(fā)生，帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

據(jù)了解，國(guó)外礦山無人駕駛技術(shù)研發(fā)起步早，目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。為了突破國(guó)外技術(shù)和硬件壟斷，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)已開展自動(dòng)駕駛礦用卡車、遠(yuǎn)程遙控挖掘機(jī)等相關(guān)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范，目前都處于試驗(yàn)與試商用階段。

在國(guó)家相繼出臺(tái)“中國(guó)制造2025”“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”等一系列政策措施推進(jìn)我國(guó)工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的背景下，煤炭工業(yè)作為關(guān)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，智能化是其發(fā)展的必由之路，可從本質(zhì)上提升礦山企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，從而推動(dòng)我國(guó)礦業(yè)向安全、高效、經(jīng)濟(jì)、綠色與可持續(xù)的目標(biāo)發(fā)展，在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。在這樣的大背景下，準(zhǔn)能集團(tuán)開展包括礦用卡車無人駕駛技術(shù)在內(nèi)的智慧礦山建設(shè)具有重大的戰(zhàn)略意義。礦用自卸車無人駕駛系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，是智慧礦山的重要基礎(chǔ)，也是不可或缺的前提條件。

圖為技術(shù)人員查看無人駕駛操作系統(tǒng)屏幕

一直以來，準(zhǔn)能集團(tuán)十分重視與國(guó)內(nèi)制造商合作，鼓勵(lì)和支持其研制開發(fā)大型露天礦用設(shè)備，并發(fā)揮露天采礦工藝的平臺(tái)作用，將準(zhǔn)能打造為新產(chǎn)品試用基地，為國(guó)產(chǎn)露天礦用設(shè)備工業(yè)試運(yùn)行提供便利。同時(shí)，準(zhǔn)能憑借積累的經(jīng)驗(yàn)，積極為國(guó)內(nèi)制造商提供技術(shù)支持和用戶體驗(yàn)，提出改進(jìn)建議，推動(dòng)設(shè)備升級(jí)。雙方通過合作，在實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)效、降本增效的同時(shí)，有利于加快中國(guó)制造突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，推動(dòng)中國(guó)大型能源裝備產(chǎn)品升級(jí)。

據(jù)了解，“露天煤礦礦用自卸車無人駕駛系統(tǒng)”項(xiàng)目預(yù)計(jì)總工期為14個(gè)月，現(xiàn)基于4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，未來可兼容5G通信技術(shù)。目前，株洲中車研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在哈爾烏素露天煤礦進(jìn)行930E礦用卡車線控化改造工作，航天重工研發(fā)團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)年內(nèi)將系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)移到黑岱溝露天煤礦真實(shí)作業(yè)面參與實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)。