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“新基建”加速智慧矿山进程,踏歌智行5G无人驾驶技术矿山商用落地

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6月15日,5G+智慧矿山燎原计划启动会暨“5G+智慧矿山示范基地”挂牌仪式在内蒙古呼和浩特市成功举行,“5G+无人矿卡联合实验室”也正式成立,产业链上下游力量因此而汇聚,行业新生态开始形成,5G也将释放出赋能传统产业的巨大动力!

 

活动现场通过5G连线,对北京踏歌智行科技有限公司(以下简称“踏歌智行”)与包钢集团合作的白云鄂博矿区矿用卡车无人驾驶编组作业进行了视频直播,全过程运行平稳、高效、精准。该项目实现了矿车挖机装载协同、单行路段车车协同避让、无信号交叉口车车协同避撞、矿车铲车卸载协同等功能,在内蒙冬季零下30摄氏度低温、雨淋粉尘、持续颠簸等恶劣环境下系统依然运行稳定;在国内率先完成了5G网络下多台无人矿卡与辅助设备编组作业的工程应用。


白云鄂博铁矿无人驾驶矿用车

 

踏歌智行矿区无人驾驶运输技术在国内多个矿山的工程化落地,已将无人驾驶技术成功转化为现实生产力,开启了矿山无人运输技术革命的新篇章。

 

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“新基建”风头正劲,智慧矿山时代到来

 

智慧矿山与传统矿山就像智能手机对普通手机、智能汽车(无人驾驶)对传统汽车的颠覆性变革,是采矿工艺未来的发展方向。上世纪90年代开始,西方发达国家就开始研究智慧矿山技术,无人驾驶矿用卡车已陆续在一些国家开始商业化应用。铁矿石巨头FMG(Fortescue Metals Group)、力拓(RioTinto)、英美资源集团(Anglo American)等国际大型矿山也启动了智慧矿山项目。但据了解,国外的无人驾驶矿卡应用基本局限在“新矿新车”,对于现有矿山和存量矿卡的无人化升级改造却鲜有报道。

 

我国幅员辽阔,矿产资源丰富,已探明大中型露天矿区超过1000处。据预测,2025年至2030年,中国矿区运输类无人驾驶车辆市场将迎来快速增长,市场规模有望突破6000亿元。

 

近年来,政府相继出台支持智慧矿山发展的政策,在科技、产业和金融等方面全方位支持矿山升级,业内也陆续建立了一系列创新联盟,持续提升了矿业智能化水平。

 

今年两会,“新基建”首次写入《政府工作报告》,旨在推动5G通信、大数据、人工智能、云计算、工业互联网等高新技术的产业融合,进一步加快了无人驾驶技术在诸多领域的落地应用。业内将2020年称为无人驾驶商用化元年并不为过,虽然突如其来的疫情使诸多行业面临严峻挑战,但无人驾驶在矿区等生产环境的商用化落地却按下了快进键。“新基建”正在加快矿山形成全面感知、实时互联、分析决策、自动学习、动态预测、协同控制的完整智能体系,推进生产全过程的智能化运行,智慧矿山时代正在到来。

 

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矿用无人驾驶挑战与机遇并存

 

矿区环境特点是严寒酷暑、沙尘碎石、机器轰鸣,而循环往复的运输作业又是采矿作业的关键环节。通常,矿业公司每年需要支付数百亿元人民币运输矿石和材料,有些矿区一年仅运输车队司机的人员成本就高达千万。

 

归纳起来有三大痛点阻碍着行业的发展,首先是工作环境恶劣、危险,司机收入低,老龄化严重,年轻司机从业意愿低,“招工难”问题日渐突出,人力成本却在不断攀升;其次,每辆矿卡一般配备3到4个司机,司机驾驶技术参差不齐,因操作不当造成的车辆维修问题时有发生,车队调度效率也因种种人为因素难以提高,“管理难”问题长期无解;最后,矿车车型大,盲区多,长时间作业,特别是夜间作业容易疲劳,伤亡事故频发。

 

因此,对于矿企来说,减少人员成本投入,提高运输效率,确保运输安全,三者如何兼得一直是一大挑战。

 


矿山运输的挑战与机遇

 

挑战也是机遇,但面对巨大的中国市场,国外矿用无人驾驶公司要解决成本问题并非易事,“新矿新车”的模板式解决方案也很难对中国的上千座新老矿山对症下药。再者,矿业属于国土安全范畴,加之贸易战等不利因素,外部技术很难进入并适应国内市场。

 

再看国内,尽管中国矿用无人驾驶技术起步较晚,但近年来发展很快,人才和技术储备足、成本低、网络基础设施建设起点高是我们的后发优势。又由于露天矿区相对封闭,路线可管可控,运输速度在每小时30公里以下,又基本上是高频次点对点运输,是无人驾驶技术商用化落地的最佳场景,这都为国内厂商加速赶超创造了必要条件。

 

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“C位”之争,商用落地谁是赢家?

 

从目前国内矿用车辆无人驾驶运输现状来看,整个行业仍处于从小批量试运行到大规模商用实施之间的过渡阶段。

 

2019年前后,面对政策红利持续释放引爆的智慧矿山市场,以踏歌智行、易控智驾、慧拓智能、跃薪智能为代表的的露天矿区无人化解决方案提供商,联合北方股份、同力重工、徐工汽车、中国重汽等头部矿用车制造商积极推进露天矿无人驾驶项目落地运行,中国矿区运输类无人驾驶进入了一个大时代。

 

但严酷而现实的问题是,露天矿无人运输解决方案是个复杂的系统工程,不仅需要车辆技术,还需要掌握无人驾驶技术、调度与车队管理技术、车联网通信等技术。对中国传统的采矿设备制造商来说,具备所有这些能力几乎是一件难以企及的事情;只有那些既拥有先进自动驾驶技术,又具备完整的工程化能力,并与设备制造商紧密合作的独立厂商才更可能将这个系统工程推向商用。因此,一些大型装备企业都在谋求与无人驾驶初创公司的深度合作,例如踏歌智行与矿用卡车行业龙头北方股份针对旧车无人化改造和线控无人化新车开发和生产的战略合作。

 

目前大多数无人驾驶矿车初创企业都完成了一到两轮融资,资本已将注意力转向了这一领域,但这些初创企业已实施的项目规模都不大,订单大多在1亿元左右,运营车辆少,还没有企业在竞争中占据绝对的“C位”。两年来,“C位”宝座之争可谓亮点不断,大规模商业化运行仍然是确认宝座主人的“石中剑”。

 

2018年6月,跃薪智能与洛阳钼业合作开发的纯电动矿用卡车投入使用,这种动力电池组改造矿用卡车与其他矿用卡车有所不同,其方案主要是遥控驾驶+无人行驶;

 

2019年7月,易控智驾拿到6000万元天使轮融资,资金主要用于技术研发和矿区落地测试;

 

2019年8月,踏歌智行在国内率先实现4台无人驾驶矿用卡车编组运营的工程化应用,通过了行业权威专家评审;

 

2019年10月,慧拓智能5G网络智能无人驾驶矿用车亮相2019世界VR产业大会,启动江铜城门山矿矿用卡车单车调试;

 

2019年10月,徐工集团露天矿山无人驾驶运输系统示范工程首批无人装备在中国黄金集团完成装配;

 

2020年6月,踏歌智行在内蒙古通辽市完成了国内第一个露天煤矿无人驾驶运输项目的合同验收。

 

不难看出,到目前为止,设备制造商或与科技公司合作研发的无人驾驶矿用车大都处于试运营阶段,而踏歌智行是目前业内唯一完成合同交付的矿区无人驾驶系统解决方案提供商,拥有技术和商业上的壁垒。行业格局正在逐步形成,C位之争可能很快就要见分晓。

 

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矿区无人驾驶整体解决方案发矢中的

 

2016年成立的踏歌智行是中国最早一批获得无人驾驶商业合同的领先企业,拥有整套无人驾驶核心技术,一直致力于露天矿用车无人驾驶技术研究和产品开发,并已获得多项无人驾驶相关发明专利,在技术成熟度和用户接受度方面均名列前茅。

 

踏歌智行在2018年率先推出了露天矿无人运输系统,引领露天采矿安全、经济、绿色、高效发展的新风向。经过两年的技术打磨、产品迭代和矿区工程化验证,该系统已发展成为一套从无人矿山规划设计、无人化采剥、运输工艺设计,到矿山通信系统基础设施建设、无人运输智能调度平台建设,再到矿用卡车无人化改造和运营管理,涵盖设计到施工、改造到运营的一站式解决方案。


矿山运输无人驾驶全套解决方案

 

针对矿区痛点,踏歌智行提出了由云端调度管理、车联网通信、车载智能终端、辅助车辆智能终端和路测单元组成的全套矿山运输无人驾驶解决方案,实现了智慧矿山端、边、云的整体覆盖,可从根本上避免人员伤亡。该方案具备广泛的适应性,可适配煤矿、金属矿、石灰石矿等不同类型的矿山采运工艺。

 

为满足中国矿区特色的自卸车和宽体车要求,踏歌智行开发了专有的驾驶机器人+线控的混合驾驶执行技术,以适应多种车型和矿区环境。这些无人驾驶产品既可在新车出厂前预装,也可对在役车辆进行现场改造,涵盖大型矿用自卸卡车、宽体自卸卡车、普通自卸卡车等不同品类和品牌的矿山运输主力车型。
 


混合驾驶执行技术

 

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商用落地交付才是硬道理

 

关于项目落地,踏歌智行创始人兼首席科学家余贵珍教授说过:“我们没有停留在一马平川的测试场,不做描绘空中楼阁的说书人;只当挑战矿山严苛环境,交付商业合同的实干家。

 


踏歌智行创始人兼首席科学家余贵珍教授

 

踏歌智行的创新项目从不停留在演示阶段,短短几年,踏歌智行在技术迭代上大步快跑,商用推广上脚踏实地,工程实施上稳健谨慎,确保了一些商用项目的落地交付。

 

2019年6月,踏歌智行与包钢集团签订15台矿用卡车无人驾驶改造合同,并于同年9月完成4车编组阶段性评审,目前已在白云鄂博铁矿东矿区实现全矿无人驾驶。

 

2019年7月,踏歌智行与北方股份签署新旧车无人化改造战略合作协议。双方先后签署了12套“无人驾驶控制系统”供货订单,北方股份大型矿卡将适配这些产品,在国内率先完成批量新造矿卡的自动驾驶改造。国内外矿业媒体纷纷报道转载。

 

2019年9月,踏歌智行与中环协力签订200台宽体车项目系统及服务合同,这是国内矿用车数量最大的矿区无人驾驶项目,目前已在内蒙古鄂尔多斯市永顺煤矿完成了多台宽体自卸车的无人化运输应用,打造了中小型露天煤矿无人运输系统的样板工程。

 


霍林河南矿无人矿卡夜班作业

 

2020年6月,国内首个公开招标的煤矿无人驾驶运输项目——国家电投南露天煤矿无人驾驶项目顺利通过专家评议及项目验收。该项目对两台SF31904自卸车进行了改造升级,实现了无人驾驶矿卡“装、运、卸”典型作业过程的完全无人自主运行。目前,南露天矿无人驾驶运输系统已实现连续数月的安全稳定运行,为年产量2000万吨级大型露天矿在役矿卡的无人化升级提供了完整解决方案。

 

时至今日,经历了一次次技术突破,踏歌智行露天矿无人运输系统技术已从科研试验阶段进入批量推广阶段,在露天矿区实现了从单台无人矿卡测试到多编组作业的重大进展。目前,踏歌智行已有13台无人驾驶矿用卡车投入运行,连续不间断运行时间达到8小时,超过了人工驾驶车队单班组的最长作业时间。近日,其无人驾驶矿用卡车又率先开启了无人驾驶夜班作业,在批量化工程落地方面走在了行业前列!
 

从2018年首次矿用到现在,踏歌智行的无人驾驶矿卡已实现538天无事故运行,累计无人驾驶运行17833余公里,运输矿石、土方,共计95462余吨!这是一个令业内人士惊叹的数字,原来无人驾驶的商业化已经在矿山里默默发展到这般程度!

 

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拥抱新生态,迎接新未来

 

如业内专家所说,我国无人驾驶矿车产业整体市场规模有望达到千亿元级别。然而,目前无人驾驶矿车价格不菲,矿区环境复杂,工程实施难度大;技术、成本、规模和工程能力更是相关企业需要面对的严峻挑战。当然,对于有备而来者,挑战即是机遇,中国制造永远蕴含着无限的可能性。

 

我国矿山智能化任重道远,国家“新基建”政策正以新的发展理念引领基础设施建设,5G相关新技术的不断涌现将为各行各业带来新的体验和新的机遇。无人驾驶技术创新正在颠覆露天采矿行业,令我们对未来智慧矿山的发展前景充满了期待。