“新基建”加速智慧礦山時代到來，礦用無人駕駛挑戰(zhàn)與機遇并存

6月15日，5G+智慧礦山燎原計劃啟動會暨“5G+智慧礦山示范基地”掛牌儀式在內(nèi)蒙古呼和浩特市成功舉行，“5G+無人礦卡聯(lián)合實驗室”也正式成立，產(chǎn)業(yè)鏈上下游力量因此而匯聚，行業(yè)新生態(tài)開始形成，5G也將釋放出賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的巨大動力！

活動現(xiàn)場通過5G連線，對北京踏歌智行科技有限公司（以下簡稱“踏歌智行”）與包鋼集團合作的白云鄂博礦區(qū)礦用卡車無人駕駛編組作業(yè)進行了視頻直播，全過程運行平穩(wěn)、高效、精準。該項目實現(xiàn)了礦車挖機裝載協(xié)同、單行路段車車協(xié)同避讓、無信號交叉口車車協(xié)同避撞、礦車鏟車卸載協(xié)同等功能，在內(nèi)蒙冬季零下30攝氏度低溫、雨淋粉塵、持續(xù)顛簸等惡劣環(huán)境下系統(tǒng)依然運行穩(wěn)定；在國內(nèi)率先完成了5G網(wǎng)絡下多臺無人礦卡與輔助設備編組作業(yè)的工程應用。

白云鄂博鐵礦無人駕駛礦用車

踏歌智行礦區(qū)無人駕駛運輸技術在國內(nèi)多個礦山的工程化落地，已將無人駕駛技術成功轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，開啟了礦山無人運輸技術革命的新篇章。

“新基建”風頭正勁，智慧礦山時代到來

智慧礦山與傳統(tǒng)礦山就像智能手機對普通手機、智能汽車（無人駕駛）對傳統(tǒng)汽車的顛覆性變革，是采礦工藝未來的發(fā)展方向。上世紀90年代開始，西方發(fā)達國家就開始研究智慧礦山技術，無人駕駛礦用卡車已陸續(xù)在一些國家開始商業(yè)化應用。鐵礦石巨頭FMG（Fortescue Metals Group）、力拓（RioTinto）、英美資源集團（Anglo American）等國際大型礦山也啟動了智慧礦山項目。但據(jù)了解，國外的無人駕駛礦卡應用基本局限在“新礦新車”，對于現(xiàn)有礦山和存量礦卡的無人化升級改造卻鮮有報道。

我國幅員遼闊，礦產(chǎn)資源豐富，已探明大中型露天礦區(qū)超過1000處。據(jù)預測，2025年至2030年，中國礦區(qū)運輸類無人駕駛車輛市場將迎來快速增長，市場規(guī)模有望突破6000億元。

近年來，政府相繼出臺支持智慧礦山發(fā)展的政策，在科技、產(chǎn)業(yè)和金融等方面全方位支持礦山升級，業(yè)內(nèi)也陸續(xù)建立了一系列創(chuàng)新聯(lián)盟，持續(xù)提升了礦業(yè)智能化水平。

今年兩會，“新基建”首次寫入《政府工作報告》，旨在推動5G通信、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等高新技術的產(chǎn)業(yè)融合，進一步加快了無人駕駛技術在諸多領域的落地應用。

業(yè)內(nèi)將2020年稱為無人駕駛商用化元年并不為過，雖然突如其來的疫情使諸多行業(yè)面臨嚴峻挑戰(zhàn)，但無人駕駛在礦區(qū)等生產(chǎn)環(huán)境的商用化落地卻按下了快進鍵?！靶禄ā闭诩涌斓V山形成全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自動學習、動態(tài)預測、協(xié)同控制的完整智能體系，推進生產(chǎn)全過程的智能化運行，智慧礦山時代正在到來。

礦用無人駕駛挑戰(zhàn)與機遇并存

礦區(qū)環(huán)境特點是嚴寒酷暑、沙塵碎石、機器轟鳴，而循環(huán)往復的運輸作業(yè)又是采礦作業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)。通常，礦業(yè)公司每年需要支付數(shù)百億元人民幣運輸?shù)V石和材料，有些礦區(qū)一年僅運輸車隊司機的人員成本就高達千萬。

歸納起來有三大痛點阻礙著行業(yè)的發(fā)展，首先是工作環(huán)境惡劣、危險，司機收入低，老齡化嚴重，年輕司機從業(yè)意愿低，“招工難”問題日漸突出，人力成本卻在不斷攀升；其次，每輛礦卡一般配備3到4個司機，司機駕駛技術參差不齊，因操作不當造成的車輛維修問題時有發(fā)生，車隊調(diào)度效率也因種種人為因素難以提高，“管理難”問題長期無解；最后，礦車車型大，盲區(qū)多，長時間作業(yè)，特別是夜間作業(yè)容易疲勞，傷亡事故頻發(fā)。

因此，對于礦企來說，減少人員成本投入，提高運輸效率，確保運輸安全，三者如何兼得一直是一大挑戰(zhàn)。

礦山運輸?shù)奶魬?zhàn)與機遇挑戰(zhàn)也是機遇，但面對巨大的中國市場，國外礦用無人駕駛公司要解決成本問題并非易事，“新礦新車”的模板式解決方案也很難對中國的上千座新老礦山對癥下藥。再者，礦業(yè)屬于國土安全范疇，加之貿(mào)易戰(zhàn)等不利因素，外部技術很難進入并適應國內(nèi)市場。

再看國內(nèi)，盡管中國礦用無人駕駛技術起步較晚，但近年來發(fā)展很快，人才和技術儲備足、成本低、網(wǎng)絡基礎設施建設起點高是我們的后發(fā)優(yōu)勢。又由于露天礦區(qū)相對封閉，路線可管可控，運輸速度在每小時30公里以下，又基本上是高頻次點對點運輸，是無人駕駛技術商用化落地的最佳場景，這都為國內(nèi)廠商加速趕超創(chuàng)造了必要條件。

“C位”之爭，商用落地誰是贏家？

從目前國內(nèi)礦用車輛無人駕駛運輸現(xiàn)狀來看，整個行業(yè)仍處于從小批量試運行到大規(guī)模商用實施之間的過渡階段。

2019年前后，面對政策紅利持續(xù)釋放引爆的智慧礦山市場，以踏歌智行、易控智駕、慧拓智能、躍薪智能為代表的的露天礦區(qū)無人化解決方案提供商，聯(lián)合北方股份、同力重工、徐工汽車、中國重汽等頭部礦用車制造商積極推進露天礦無人駕駛項目落地運行，中國礦區(qū)運輸類無人駕駛進入了一個大時代。

但嚴酷而現(xiàn)實的問題是，露天礦無人運輸解決方案是個復雜的系統(tǒng)工程，不僅需要車輛技術，還需要掌握無人駕駛技術、調(diào)度與車隊管理技術、車聯(lián)網(wǎng)通信等技術。對中國傳統(tǒng)的采礦設備制造商來說，具備所有這些能力幾乎是一件難以企及的事情；只有那些既擁有先進自動駕駛技術，又具備完整的工程化能力，并與設備制造商緊密合作的獨立廠商才更可能將這個系統(tǒng)工程推向商用。因此，一些大型裝備企業(yè)都在謀求與無人駕駛初創(chuàng)公司的深度合作，例如踏歌智行與礦用卡車行業(yè)龍頭北方股份針對舊車無人化改造和線控無人化新車開發(fā)和生產(chǎn)的戰(zhàn)略合作。

目前大多數(shù)無人駕駛礦車初創(chuàng)企業(yè)都完成了一到兩輪融資，資本已將注意力轉向了這一領域，但這些初創(chuàng)企業(yè)已實施的項目規(guī)模都不大，訂單大多在1億元左右，運營車輛少，還沒有企業(yè)在競爭中占據(jù)絕對的“C位”。兩年來，“C位”寶座之爭可謂亮點不斷，大規(guī)模商業(yè)化運行仍然是確認寶座主人的“石中劍”。

2018年6月，躍薪智能與洛陽鉬業(yè)合作開發(fā)的純電動礦用卡車投入使用，這種動力電池組改造礦用卡車與其他礦用卡車有所不同，其方案主要是遙控駕駛+無人行駛；

2019年7月，易控智駕拿到6000萬元天使輪融資，資金主要用于技術研發(fā)和礦區(qū)落地測試；

2019年8月，踏歌智行在國內(nèi)率先實現(xiàn)4臺無人駕駛礦用卡車編組運營的工程化應用，通過了行業(yè)權威專家評審；

2019年10月，慧拓智能5G網(wǎng)絡智能無人駕駛礦用車亮相2019世界VR產(chǎn)業(yè)大會，啟動江銅城門山礦礦用卡車單車調(diào)試；

2019年10月，徐工集團露天礦山無人駕駛運輸系統(tǒng)示范工程首批無人裝備在中國黃金集團完成裝配；

2020年6月，踏歌智行在內(nèi)蒙古通遼市完成了國內(nèi)第一個露天煤礦無人駕駛運輸項目的合同驗收。

不難看出，到目前為止，設備制造商或與科技公司合作研發(fā)的無人駕駛礦用車大都處于試運營階段，而踏歌智行是目前業(yè)內(nèi)唯一完成合同交付的礦區(qū)無人駕駛系統(tǒng)解決方案提供商，擁有技術和商業(yè)上的壁壘。行業(yè)格局正在逐步形成，C位之爭可能很快就要見分曉。

礦區(qū)無人駕駛整體解決方案發(fā)矢中的

2016年成立的踏歌智行是中國最早一批獲得無人駕駛商業(yè)合同的領先企業(yè)，擁有整套無人駕駛核心技術，一直致力于露天礦用車無人駕駛技術研究和產(chǎn)品開發(fā)，并已獲得多項無人駕駛相關發(fā)明專利，在技術成熟度和用戶接受度方面均名列前茅。

踏歌智行在2018年率先推出了露天礦無人運輸系統(tǒng)，引領露天采礦安全、經(jīng)濟、綠色、高效發(fā)展的新風向。經(jīng)過兩年的技術打磨、產(chǎn)品迭代和礦區(qū)工程化驗證，該系統(tǒng)已發(fā)展成為一套從無人礦山規(guī)劃設計、無人化采剝、運輸工藝設計，到礦山通信系統(tǒng)基礎設施建設、無人運輸智能調(diào)度平臺建設，再到礦用卡車無人化改造和運營管理，涵蓋設計到施工、改造到運營的一站式解決方案。

礦山運輸無人駕駛全套解決方案針對礦區(qū)痛點，踏歌智行提出了由云端調(diào)度管理、車聯(lián)網(wǎng)通信、車載智能終端、輔助車輛智能終端和路測單元組成的全套礦山運輸無人駕駛解決方案，實現(xiàn)了智慧礦山端、邊、云的整體覆蓋，可從根本上避免人員傷亡。該方案具備廣泛的適應性，可適配煤礦、金屬礦、石灰石礦等不同類型的礦山采運工藝。

為滿足中國礦區(qū)特色的自卸車和寬體車要求，踏歌智行開發(fā)了專有的駕駛機器人+線控的混合駕駛執(zhí)行技術，以適應多種車型和礦區(qū)環(huán)境。這些無人駕駛產(chǎn)品既可在新車出廠前預裝，也可對在役車輛進行現(xiàn)場改造，涵蓋大型礦用自卸卡車、寬體自卸卡車、普通自卸卡車等不同品類和品牌的礦山運輸主力車型。

商用落地交付才是硬道理

關于項目落地，踏歌智行創(chuàng)始人兼首席科學家余貴珍教授說過：“我們沒有停留在一馬平川的測試場，不做描繪空中樓閣的說書人；只當挑戰(zhàn)礦山嚴苛環(huán)境，交付商業(yè)合同的實干家?！?/p>

踏歌智行的創(chuàng)新項目從不停留在演示階段，短短幾年，踏歌智行在技術迭代上大步快跑，商用推廣上腳踏實地，工程實施上穩(wěn)健謹慎，確保了一些商用項目的落地交付。

2019年6月，踏歌智行與包鋼集團簽訂15臺礦用卡車無人駕駛改造合同，并于同年9月完成4車編組階段性評審，目前已在白云鄂博鐵礦東礦區(qū)實現(xiàn)全礦無人駕駛。

2019年7月，踏歌智行與北方股份簽署新舊車無人化改造戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方先后簽署了12套“無人駕駛控制系統(tǒng)”供貨訂單，北方股份大型礦卡將適配這些產(chǎn)品，在國內(nèi)率先完成批量新造礦卡的自動駕駛改造。國內(nèi)外礦業(yè)媒體紛紛報道轉載。

國內(nèi)外礦業(yè)媒體的報道轉載2019年9月，踏歌智行與中環(huán)協(xié)力簽訂200臺寬體車項目系統(tǒng)及服務合同，這是國內(nèi)礦用車數(shù)量最大的礦區(qū)無人駕駛項目，目前已在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市永順煤礦完成了多臺寬體自卸車的無人化運輸應用，打造了中小型露天煤礦無人運輸系統(tǒng)的樣板工程。

2020年6月，國內(nèi)首個公開招標的煤礦無人駕駛運輸項目——國家電投南露天煤礦無人駕駛項目順利通過專家評議及項目驗收。該項目對兩臺SF31904自卸車進行了改造升級，實現(xiàn)了無人駕駛礦卡“裝、運、卸”典型作業(yè)過程的完全無人自主運行。目前，南露天礦無人駕駛運輸系統(tǒng)已實現(xiàn)連續(xù)數(shù)月的安全穩(wěn)定運行，為年產(chǎn)量2000萬噸級大型露天礦在役礦卡的無人化升級提供了完整解決方案。

時至今日，經(jīng)歷了一次次技術突破，踏歌智行露天礦無人運輸系統(tǒng)技術已從科研試驗階段進入批量推廣階段，在露天礦區(qū)實現(xiàn)了從單臺無人礦卡測試到多編組作業(yè)的重大進展。目前，踏歌智行已有13臺無人駕駛礦用卡車投入運行，連續(xù)不間斷運行時間達到8小時，超過了人工駕駛車隊單班組的最長作業(yè)時間。近日，其無人駕駛礦用卡車又率先開啟了無人駕駛夜班作業(yè)，在批量化工程落地方面走在了行業(yè)前列！

從2018年首次礦用到現(xiàn)在，踏歌智行的無人駕駛礦卡已實現(xiàn)538天無事故運行，累計無人駕駛運行17833余公里，運輸?shù)V石、土方，共計95462余噸！這是一個令業(yè)內(nèi)人士驚嘆的數(shù)字，原來無人駕駛的商業(yè)化已經(jīng)在礦山里默默發(fā)展到這般程度！

擁抱新生態(tài)，迎接新未來

如業(yè)內(nèi)專家所說，我國無人駕駛礦車產(chǎn)業(yè)整體市場規(guī)模有望達到千億元級別。然而，目前無人駕駛礦車價格不菲，礦區(qū)環(huán)境復雜，工程實施難度大；技術、成本、規(guī)模和工程能力更是相關企業(yè)需要面對的嚴峻挑戰(zhàn)。當然，對于有備而來者，挑戰(zhàn)即是機遇，中國制造永遠蘊含著無限的可能性。

我國礦山智能化任重道遠，國家“新基建”政策正以新的發(fā)展理念引領基礎設施建設，5G相關新技術的不斷涌現(xiàn)將為各行各業(yè)帶來新的體驗和新的機遇。無人駕駛技術創(chuàng)新正在顛覆露天采礦行業(yè)，令我們對未來智慧礦山的發(fā)展前景充滿了期待。

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