“智能移山”四要素!為什么還需要四個要素？

在寓言《愚公移山》中，愚公堅持不懈的精神值得敬佩，但是當(dāng)智能時代來臨，不依靠人力，如何安全、可靠、高效的移走一座山？慧拓智能無人礦山解決方案或許可以給我們一個答案。

戰(zhàn)國時期思想家列子創(chuàng)作過一則寓言《愚公移山》，文章敘述了愚公不畏艱難，堅持不懈，挖山不止，最終感動天帝而將山挪走的故事，用以告訴我們：要克服困難就必須堅持不懈的道理。而這畢竟是一則寓言，現(xiàn)實中并不存在天帝，如果真想移走一座山，無論是勞動工具單一的戰(zhàn)國時期還是機械化發(fā)達(dá)的當(dāng)下，都要耗費巨大的人力物力，2500多年過去了，翻越這座山仍需要依賴“無窮匱的子子孫孫”。

然而近幾年，隨著人工智能和無人駕駛技術(shù)的發(fā)展，人們可以借助無人化與智能技術(shù)，實現(xiàn)機械自動化挖掘、無人駕駛集群運輸、自主管理，讓“移山”不再是困擾幾代人的大工程。

“智能移山”四要素

古人移山的目的是讓出行更加便利，而今天，我們“移”得更多的是礦山，據(jù)統(tǒng)計截止2017年底，全國煤礦7662座，總產(chǎn)能53.08億噸，一年恐怕要移走好幾十座“太行”、“王屋”。

利用自動化機械設(shè)備實現(xiàn)自主挖礦，看起來似乎很簡單，“裝起來運出去”（即自動裝卸加自動運輸），不過想要實現(xiàn)完備、安全、高效的無人礦山，需要具備四個要素：無人礦卡、智能作業(yè)、智能調(diào)度中心和應(yīng)急接管。

為什么還需要四個要素？

因為一臺無人車自動駕駛跑起來很簡單，簡單一定位規(guī)劃一條路線往復(fù)跑就可以了，但是當(dāng)十幾臺無人礦卡同時工作，如果沒有一個智能調(diào)度中心，在路口相遇，這些智能體會相互博弈起來，而且一旦某個車慣導(dǎo)或者GPS出錯，沒有應(yīng)急接管，就會變成無頭蒼蠅一樣亂撞。

所以需要具備這四要素，才能真正實現(xiàn)完備、安全的無人礦山。缺少任何單一要素，都可能帶來極大的潛在風(fēng)險和弊端。

無人礦山四要素

這四個要素里，無人礦卡當(dāng)然是無人礦山的核心元素，負(fù)責(zé)裝載、運輸、卸載等一系列重復(fù)性操作，它主要通過激光雷達(dá)等自主式傳感器和LTE-V/4G/5G等網(wǎng)聯(lián)式傳感器實現(xiàn)對礦山復(fù)雜、惡劣環(huán)境的實時感知并進行軌跡規(guī)劃和運動控制。

雖然在現(xiàn)實中挖礦沒有感動到“天帝”和“操蛇之神”，但是無人車確實也要接收“天上”的信號。每輛無人礦卡由智能調(diào)度中心控制，監(jiān)管車輛并為每輛車指定運輸路線，車輛通過接收無線指令以合適的速度按照目標(biāo)路線運行，完成裝載、運輸、卸載的循環(huán)運作流程。

同時還設(shè)有應(yīng)急接管，當(dāng)無人礦卡或其他無人工程機這里面，械遇到自身無法處理的情況就會自動報警，保證無人礦山100%的安全。

每個環(huán)節(jié)都配合緊密，最大程度上節(jié)約了運輸時間，可以24小時不間斷運行，實時監(jiān)控車輛狀況。控制中心通過網(wǎng)絡(luò)通信，把無人礦卡、挖掘機及整個生產(chǎn)線串聯(lián)起來，實現(xiàn)高效精密化作業(yè)。

慧拓智能的無人礦山方案

平行駕駛：數(shù)字四胞胎保障礦山安全運營

小說中，孫悟空跟黃風(fēng)怪大戰(zhàn)三十回合，難分勝負(fù)，最終大圣把毫毛揪下一把，變出數(shù)個行者，天空中出現(xiàn)了無數(shù)個大圣的“同胞兄弟”，各執(zhí)一棒，最終戰(zhàn)勝了黃風(fēng)怪。

在平行礦山方案中，為提升駕駛安全和運營效率，構(gòu)造了自動駕駛汽車的數(shù)字四胞胎，物理車、描述車、預(yù)測車和引導(dǎo)車，集成為“自動駕駛數(shù)字四胞胎系統(tǒng)”，也被成為平行駕駛系統(tǒng)，通過形式化描述自動駕駛車輛的行為和交通環(huán)境的特征以構(gòu)建“信息-物理-社會”的交互駕駛環(huán)境（描述車），然后在該環(huán)境中進行計算實驗以對復(fù)雜行車場景和工況（含邊緣場景/工況）進行試錯、優(yōu)化和預(yù)測（預(yù)測車），最終通過信息-物理車輛之間的實時交互以引導(dǎo)物理車輛安全高效地駕駛（引導(dǎo)車）。

與傳統(tǒng)的單車自動駕駛和網(wǎng)聯(lián)自動駕駛相比，平行駕駛的先進性和獨特性體現(xiàn)在，通過構(gòu)建和集成軟件定義的“描述車-預(yù)測車-引導(dǎo)車”系統(tǒng)，大幅度提升駕駛安全和運營效率，特別適用于礦山、物流等應(yīng)用場景。具備了天生的車輛規(guī)模紅利，隨著運營車輛的增加，運營成本也將大幅下降，具備了技術(shù)和成本兩方面的巨大優(yōu)勢。

平行駕駛的技術(shù)優(yōu)勢

平行駕駛的成本優(yōu)勢

中國無人礦山的“愚公”

寓言里的愚公為了移山傾其一生，而現(xiàn)實中也有一群“愚公”，他們?yōu)榱藢崿F(xiàn)安全、高效的無人礦山，也在默默奮斗、揮灑熱血！

青島慧拓智能機器有限公司是國內(nèi)首家和唯一提供無人礦山及短倒運輸完整的端到端自動駕駛解決方案和產(chǎn)品的供應(yīng)商，公司提出的平行礦山及短倒運輸完整的端到端自動駕駛解決方案能夠在降低單車改裝成本的前提下實現(xiàn)集群化的運營管理，讓礦山運輸更安全高效，在提高礦山機械挖掘與裝卸效率。

公司首席科學(xué)家王飛躍教授，曾在上世紀(jì)90年代與卡特彼勒合作，對動態(tài)不可預(yù)測的巖石開挖環(huán)境進行實時控制算法的設(shè)計，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯和有限狀態(tài)機來模擬人類挖掘策略，通過設(shè)計在線鏟斗挖掘軌跡，完成了全世界第一輛全自動裝載、挖掘和運輸?shù)臒o人自主駕駛大卡車，使得其挖滿率從原本的70%提升到90%，獲得了1996年的Caterpillar技術(shù)發(fā)明獎，并與學(xué)生共同出版了世界上第一本礦山自動車的研究專著。后與全球第第一大礦業(yè)集團公司必和必拓BHP合作，將代理規(guī)則和學(xué)習(xí)控制用于當(dāng)?shù)卮闳。↖n SiteLeaching）的銅礦作業(yè)，并開發(fā)了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化軟硬件系統(tǒng)，使得銅礦淬取及礦井運營成本降低了70%，從而獲得了1999年的BHP杰出技術(shù)成就獎。

CaterpillarAutoDig Project, 1990s

公司CEO陳龍連續(xù)多年參加被稱為“中國無人駕駛搖籃”的中國智能車未來挑戰(zhàn)賽，在創(chuàng)業(yè)之初就認(rèn)定，合適的應(yīng)用場景將是自動駕駛下一步突破的關(guān)鍵。數(shù)年來，慧拓智能立足礦山場景，針對礦山機械智能化與無人化、短倒物流運輸、緊急情況遠(yuǎn)程接管等構(gòu)建了完整的解決方案。COO王健博士多次深入到內(nèi)蒙、山西、寧夏等地的煤礦、石灰石礦、硅石礦等地，調(diào)研當(dāng)?shù)氐臒o人礦山運營需求，聽取礦山運營方、工程機械車輛廠家、駕駛司機等多方對慧拓智能的無人礦山解決方案和產(chǎn)品的反饋，實現(xiàn)對產(chǎn)品與方案的不斷優(yōu)化與升級。

王健博士礦區(qū)實地考察

他們，只是慧拓智能無人礦山團隊的一個縮影，還有近百位工程師正奔波在礦區(qū)一線，借助和搭建平行駕駛技術(shù)，提高無人礦山的智能性、安全性、經(jīng)濟性?；弁刂悄芄径嗄陙韲@礦山環(huán)境，進行針對性的環(huán)境建模、專用知識庫構(gòu)建、場景與功能測試，已形成無人礦卡、智能作業(yè)、智能調(diào)度中心、應(yīng)急接管四大產(chǎn)品系列，已與不同行業(yè)內(nèi)的多家龍頭企業(yè)簽訂了億元級量產(chǎn)合作協(xié)議，并與多家國有和民營礦業(yè)集團形成長期、穩(wěn)定、深入的合作，致力于打造國內(nèi)安全、高效并領(lǐng)先的無人礦山機械工程無人化提供商與整體方案解決商！