“无人驾驶“闯入”极寒区”

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内蒙古呼伦贝尔草原中部，神华宝日希勒露天煤矿(以下简称神宝煤矿)正在建设5g+无人驾驶的未来矿区。 2021年1月8日，编号为2207的白色无人矿卡连夜在神宝煤矿行驶。 该载重可达到220吨矿卡，经过转弯、后退等操作，准确停靠在有坡度的道路边缘，开始将土方倾倒在路边的坑底。 目前，这样的场景每天在神宝煤矿上演。 为了在极寒气候下实现无人驾驶，神宝煤矿5g+无人驾驶突破了许多困难，最终完成了完善的露天矿无人运输工作系统。

智能矿山建设目前已成为能源领域的热点之一，从国家到地方，相关政策频繁出台，各大矿区也在积极推进智能矿山的建设。 重型载矿卡车无人驾驶技术作为智能矿山的重要一环，迎来了快速发展的契机。 航天重工理事长虢劲松预计，如果2019年是矿区无人驾驶元年，则2019年将进入大快速发展阶段，2021年将有越来越多的项目落地。

根据国家能源投资集团智能矿区建设规划，年5月，神宝能源联合航天重工、慧拓启动了极寒型杂气候环境露天矿无人驾驶卡车编组安全示范工程，对5辆220吨mt4400电动轮矿用自卸车进行了无人驾驶改造，成为配套的一辆wk-35。 该项目是世界上第一个极寒(零下50度)环境下的大型矿自卸车无人驾驶编成运行项目，在国内第一个4g通信网络下实现了5辆大型矿用自卸车的无人驾驶工业性运行项目。

作为国家能源投资集团煤炭板块的重要大型煤矿，国家核产能为3500万吨/年，日装车运输能力在10万吨以上。 但是，神宝煤矿所在的呼伦贝尔夏天为48℃，冬天最低为零下50℃，白天平均气温也将在零下30℃以下，一般的极琼脂气将在12月至明年3月间歇出现。 酷寒的气候条件限制了煤矿的开采。

负责神宝煤矿机电的工程师包魏介绍说，在冬季寒冷的天气环境中，矿卡经常发生机械故障，维护任务繁重，需要技术人员不断进行维护和保养。 这些矿卡是进口车辆，但不是比较极寒天气的产品。 为了使卡车适应当地的气候环境，技术人员需要进行调整并采取保温措施。 神宝煤矿副矿长徐燊说，极寒天气会影响矿区的装卸卡车等设备，从而缩短零部件的寿命。

目前，新接入的露天矿无人运输操作系统对极琼脂气进行了比较改造，采用了各种耐高温的部件。 航天重工在这个项目中主要负责矿卡的改造，改造矿卡的线控系统，如转向、刹车、牵引(电驱动)、提升、照明等，安装无人驾驶传感器、控制器、通信和定位设备，无人驾驶 安装在无人驾驶矿卡上采用的零部件都要经过耐低温性能测试，合格后才能获准采用，在源头上确保无人驾驶能够适应现场的极琼脂气。 另外，各主要部件中还组装了用于防止设备在极寒条件下不工作的加热装置。

慧拓研究院副院长高玉表示，如果各地矿区无人驾驶项目难度最高为10级，此次神宝露天煤矿开展的极寒型多，杂气候环境露天矿无人驾驶卡车编制安全示范工程难度基本名列前茅，这对于无人驾驶在不同地质、气候等条件矿区的宣传具有重要作用 如果克服了这个等级的难易度，在难易度不是很高的矿区，相关技术就容易落地。

从某种意义上说，在最多最复杂的地理环境和气候条件下，实现无人驾驶系统落地，已经成为领域中的标杆，其所建设的领域壁垒，最终将推动领域标准的形成，进一步验证无人驾驶落地矿区的可能性。

随着无人驾驶矿卡改造的技术成熟度不断提高，无人驾驶矿卡的改造时间也需要从头开始十几天，到最后只需要四天就能完成一台矿卡的改造。

在徐燊眼里，无人驾驶的项目正在进行，给矿区带来了巨大的变化。 以前，在零下40度到零下50度的气候下，矿区工人需要连续工作。 如果使用自卸车用于露天煤矿岩石和煤炭的运输，每天有3班连续24小时运行，每台设备至少有4名司机轮班，每次轮班时间约1小时左右，工作条件艰苦且效率不高。

随着矿用车辆的无人驾驶编制在神宝煤矿运行，一名安全人员可以坐在调度室里管理这些无人驾驶矿卡。 据介绍，安全人员在无人车室内所做的工作是，首先注意周围的环境，观测车辆的行驶，有问题及时反馈，最大限度地保证无人车矿卡的安全操作。

无人化的生产工作从根本上杜绝了人员安全事故的发生。 在随后的运行过程中，我们将继续扩大无人驾驶系统的管理和人才培养，希望能真正实现矿山的绝对安全。 神宝能源表示，5辆卡车在无人化工业运行后，预计每年将累计节约约571万元支出，增加50万吨运输量。

然后，在项目进行过程中，包括航天重工、慧拓等在内的项目组比较开发了适应当地特殊气候和地质条件的相关技术，推动了矿区自动化技术的更快发展。 例如，基于虚实交互的矿区无人运输仿真技术，实现了极端工况、危险场景及系统极限测试，确保了无人驾驶系统的安全、稳定、效率。

高玉表示，项目模拟测试结合实际地形条件，从2d画面升级为3d画面。 该技术在领域也处于领先地位，从车辆大小、运行速度、运行环境来看，慧拓组织构建的仿真测试大大提高了真实性，为后续的实际场景工作提供了坚实的基础，减少了项目的试错价格。

从矿卡改造到算法系统构建、人才培养到科技企业技术输出，矿山无人化已经形成了完整的产业链。 蚩强松介绍说，矿区无人化在这几年发展明显是由于5g、大数据、云计算、感知等新技术的高速发展。 二是经过几年的实践，无人驾驶的技术也更加成熟。 三是在推进国家创新的大背景下，在国家能源集团等国企、央企的带动下，诉求呈现爆炸式增长。 领域数据显示，中国矿区运输类无人驾驶有3000亿元以上的市场规模，矿车无人化前后端改造也有3000亿元以上的规模。 矿山无人化已经成为拥有6000亿元市场的新兴领域。

随着领域的迅速发展，无人驾驶车辆方面改造的标准、系统的安全性规范、无人驾驶的运行规范等亟待制定。 虢劲松指出，矿区也有必要适应无人驾驶下矿区运行的变化，探索无人化运行的管理规范。 矿区无人驾驶评价行业也需要标准来评价某无人驾驶项目是否具有高质量。 (记者韦夏伊)