无人驾驶矿卡
9月29日,西藏玉龙铜矿自动驾驶剥离项目启动仪式举行,5辆崭新混合动力无人驾驶矿卡在海拔5000米的玉龙铜矿露天采矿区缓缓驶出,正式“开跑”,标志着玉龙铜业公司在打造无人绿色矿山,提升本质安全、绿色低碳、效能最优,实现矿区运输智能化上迈出坚实一步,将推动矿山智慧化运输迈入新的里程,为公司发展新质生产力注入新动能,以优异成绩为中华人民共和国成立75周年献礼。西藏玉龙铜业公司党委书记、副董事长贾延强,中铁十九局矿业公司党委书记、董事长张德峰,华为油气矿山军团副总裁陈银绪致辞。
近年来,在5G、大数据、人工智能等新技术的推动下,向智慧化、无人化转型成为矿山行业的必经之路,而无人驾驶的加速落地,已经成为矿山车路协同发展的重要趋势。西部矿业高站位布局,在玉龙铜矿积极建设集智慧采矿、智慧选矿、智慧管控于一体的智慧矿山,让“指尖”选矿成为现实。2024年,为进一步推动矿山转型升级,以提高矿山本质安全水平为目标,西部矿业聚焦发展新质生产力,加快推进矿业数字化、智能化同绿色化深度融合,联合中铁十九局、华为公司在玉龙铜矿开启高海拔矿山无人驾驶示范项目,在智慧矿山采矿数字化转型升级、智能升级、融合创新方面进行有力探索,采用基于“云-网-车”协同的无人驾驶解决方案,选取“四卓玛山”布置剥离和排土无人驾驶独立作业面,分两个阶段落地2个编组10台车无人驾驶,打造高原金属矿山无人驾驶标杆项目。这不仅仅是玉龙铜业节能化、智能化发展的生动实践,也是西部矿业致力于绿色低碳发展、打造绿色智慧运输的一道靓丽风景。
以智能化建设推动矿山少人、增安、提效,是矿山行业转型升级的重要目标。此次投用的无人驾驶矿卡平均作业海拔4800米以上,针对首编组基于运输路线存在重载下/重载上综合场景和车型的成熟度,选择同力90吨级增程式混合动力无人驾驶矿卡,其自主研发的混动车型VCU,车辆控制更精确,使车辆具有更好的动力性经济性,自主研发的混动车型线控系统,灵敏度高,响应速度快,可提供通讯协议,多种增程系统、动力电池、电驱系统等配置,拥有多重安全保障机制能力、道路平整度检测颠簸路段自动降速降低车辆损耗能力、小时级制图/分钟级更新能力等关键能力,实现采装、运输、排土及调度、维护。
远程操控让矿山采剥更智能。为保障无人驾驶安全运行,建立由数据底座和无人驾驶应用系统组成的无人驾驶综管平台,主要包含车辆调度系统、车辆监管系统、高精地图服务、车端系统等,支持单车融合感知、智能避障、融合定位、路径规划等能力,实现全天候动态环境融合感知和规划控制,实现矿山高精地图采集与应用,完成目标检测和道路环境识别等功能,实现从“人控”到“智控”的智慧化转变。
“具体功能还包括针对动态矿山场景目标的躲避、精准停靠、远程实时数据与监控、针对行人的车辆紧急停止、基于车辆动力学模型的实时路径规划等。针对露天矿的无人驾驶运输需求,通过车端、场端和云端协同方案,来实现包括装载场景、卸载场景、行驶场景和停车场景的不同功能。” 中铁十九局集团玉龙铜业无人驾驶项目经理冷燃说。
车身搭载的传感器主要有激光雷达、摄像机、毫米波雷达和综合导航,通过实时感知矿山现场运行环境、自主规划决策,形成立体化的安全防护,实现矿山“本质安全”,即使在夜间也不受影响,依然能保持设定时速行驶实现7×24小时全天候不间断安全稳定作业,实现采、运、排各环节常态化无人作业,每辆车减少2名驾驶员。同时,配合无人驾驶管理云平台,实现多车编组及智能调度、动态业务地图实时更新、作业车辆信息动态展示等功能,有效提升作业效率及管理水平。
“这些车的前后装了多个摄像头、毫米波雷达和激光雷达,它们就像矿车的眼睛和耳朵,让矿车能看得见、听得到。同时通过算法进行感知融合,排除了矿区冬季飘雪、夏季扬尘的干扰。此外,为保障安全生产,无人驾驶矿用车增加了动态障碍物感知、静态障碍物感知、抗干扰能力、数据引擎、融合定位技术等。” 华为公司无人驾驶技术工程师何威说。
为实现车载各类传感器、MDC数据、无人驾驶云端系统的图像、视频、信息、数据、指令的上传下达,玉龙铜业在采矿区新增5座5G基站,实现铲装设备及无人驾驶运行区域5G网络全覆盖。
通过将露天采矿工程运营能力和无人驾驶技术深入融合,实现无人露天矿全流程、规模化运营,智能调度规模大于千辆矿车、多编组池化调度,平整度检测加均衡碾压,大幅减少道路维护次数,助推矿山建设提“智”增“绿”,将有助于公司节约资源成本、降低运输风险,在效率提升方面无人驾驶运输效率将达到90%以上。与传统的矿卡相比,无人矿卡可以实现全天候、全自动工作,无需人工干预,降低不规范作业造成的车辆维修、油耗高、胎损等成本,通过优化行驶策略和动力管理,减少不必要的加速和刹车,降低能源消耗和尾气排放,对矿山周边的生态环境产生更小的影响,有利于进一步提升企业效益水平,有助于规避人员伤亡事故,真正实现生产作业的本质安全,在安全效益、经济效益、企业竞争力等方面实现良好效果,切实树立高原露天金属矿山的无人驾驶行业标杆,为未来全矿无人化采剥运输打下基础。
近年来,西部矿业坚持把科技创新作为发展新质生产力的核心要素,锚定现代化,推动改革再深化,大力推动管理创新和“两化融合”相结合,持续推进5G+、大数据等前沿技术的探索应用,加快布局“数智化”转型,推进智慧矿山、智能工厂建设,在网络互联互通、数据集成共享、生产优化控制、生产一体化管控和财务精细化管理等方面取得新突破,智慧矿山建设处于国内同行业领先水平。下一步,公司将全面分析无人驾驶现场运行数据、探索无人驾驶生产作业模式,构建无人驾驶矿山管理体系,为建设国内现代化一流矿山和高原矿业智能化发展贡献更多力量。