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一、建設必要性

當前我國正處于加快推進工業(yè)化進程階段，依托數(shù)字化實現(xiàn)智能開采是21世紀礦業(yè)發(fā)展的重要方向和前瞻性目標，是實現(xiàn)礦業(yè)轉型升級、提質增效、提升競爭力的重要途徑，是實現(xiàn)資源-經濟-環(huán)境相協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的重要手段。2021年，國家礦山安全監(jiān)察局提出“能上全上智能化，大力推進智能化信息化建設、加大多技術融合力度、加大科技攻關力度”。因此礦山自動化已經成為一種趨勢，成為一種必然。為實現(xiàn)我國從礦業(yè)大國到礦業(yè)強國的轉變，塑造新時代中國礦業(yè)新形象，深入推進“機械化換人、自動化減人、智慧化無人”科技強安工作是貫徹習近平總書記強調堅持以人民為中心發(fā)展思想的實踐。

技術創(chuàng)新是礦業(yè)企業(yè)快速發(fā)展的關鍵，礦業(yè)企業(yè)正在逐漸調整策略和商業(yè)模式，包括將技術創(chuàng)新作為其發(fā)展戰(zhàn)略的基石。堅持以互聯(lián)網思維進行產業(yè)轉型升級，加快企業(yè)基礎機械化、自動化、信息化建設速度，推動互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能和企業(yè)深度融合，通過融合發(fā)展引入新技術、新管理、新模式，為企業(yè)插上互聯(lián)網的翅膀、注入信息化的基因，推動傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級。

公司秉承機械化解決效率問題，自動化解決責任心問題，智能化解決決策難問題。全面推進機械化作業(yè)，用設備替代人工，降低作業(yè)人員安全風險，改善作業(yè)環(huán)境，提高作業(yè)效率。同時，大力推進信息化、自動化建設，著力打造綠色、環(huán)保及智能化礦山。

二、建設內容

無人駕駛系統(tǒng)總體架構

無人駕駛的總體技術架構包括“車端、協(xié)同設備端、云控平臺端”三個層面以及相應的安全保障體系，其中車端系統(tǒng)包括線控底盤礦卡、無人駕駛通信、定位、感知、決策傳感器設備、無人駕駛控制系統(tǒng)軟件；協(xié)同端包括挖卡協(xié)同軟硬件設備、裝載機及輔助車輛定位設備、路測設備；云端無人駕駛管控平臺具備無人駕駛系統(tǒng)基礎信息管理、高精度地圖管理、礦卡狀態(tài)監(jiān)控、任務調度、運載數(shù)據統(tǒng)計分析等功能，統(tǒng)籌協(xié)調無人駕駛車輛安全可靠運行。

車端系統(tǒng)包括車體和車載智能化設備，智能化設備包括 5G/4G、C-V2X 通信終端、攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、車載定位、車載計算平臺等設備，能夠實現(xiàn)信息傳輸、環(huán)境感知和智能決策等功能，例如，攝像頭、激光雷達等傳感設備能夠進行環(huán)境融合感知，并完成障礙物檢測,而車載高精度定位系統(tǒng)則采用融合定位方法以滿足不同環(huán)境下的定位需求。

協(xié)同系統(tǒng)通過在挖機、裝載機、灑水車等輔助車輛上加裝定位裝置及交互設備實現(xiàn)與礦卡協(xié)同生產作業(yè)。

云端無人駕駛管控平臺實現(xiàn)對礦山無人化生產作業(yè)全流程管控，通過礦卡實時上報信息建立動態(tài)決策中心，為礦卡提供作業(yè)調度、路徑規(guī)劃、聯(lián)合決策和協(xié)同控制。云端調度平臺作為應用總入口，承接各類信息回傳和指令下發(fā)，為作業(yè)任務規(guī)劃運輸路徑，也作為無人駕駛系統(tǒng)向外提供生產數(shù)據對接的接口平臺，可實現(xiàn)對接礦山生產管控平臺，實現(xiàn)礦山無人運輸作業(yè)的全流程解決方案。

無人駕駛系統(tǒng)總體架構

礦卡遠程遙控駕駛

遠程遙控駕駛具有廣泛的應用場景，尤其在惡劣環(huán)境和危險區(qū)域，如無人區(qū)、礦區(qū)采空區(qū)等人員無法達到的區(qū)域，將極大提升操作效率并節(jié)省人力和保障人員的安全。

一人可遠程控制多輛礦卡，主要在特殊工況（例如車輛行駛到復雜地區(qū)，必須人工接管，車輛異常時等），遠程駕駛主要是在無人駕駛車輛出現(xiàn)異常時進行人工接管，防止出現(xiàn)意外情況，其余正常工況全部自主化運行。

三、效益分析

因煤炭產量高且露天煤炭開采量逐年提升，開采工藝相對簡單、對土方剝離運輸需求 量大等因素，礦區(qū)無人駕駛率先在煤炭礦山落地。金屬礦山中，黑色金屬及有色金屬兩類占全球金屬總量的95%，最具智能化前景。尤其是鐵礦、銅礦，因產業(yè)成熟度較高、下游需求旺盛、金屬礦山模式復制化程度高等因素，具備良好的無人駕駛落地前景。目前，國內外的礦區(qū)無人駕駛廠商主要是聚焦于露天礦的采運場景。以煤炭為例，國家出于環(huán)保、安全性等角度考慮，近些年一直鼓勵露天礦的開采，據中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，露天開采占比一直在增長，從2005年的5.1%增長到2018年的24.9%；

國外礦區(qū)無人駕駛商業(yè)化應用已經有10多年的歷史，模式得到充分的驗證：澳大利亞鐵 礦石巨頭FMG表示，有137臺無人駕駛礦卡在運營中，已累計行駛3,350萬公里、運輸超 過10億噸礦石物料，生產效率比傳統(tǒng)人工運輸提升了30%。我國也出現(xiàn)了很多標桿應用礦區(qū)。

露天開采作業(yè)采運環(huán)節(jié)最為重要，且成本占比最高，公路運輸是露天礦最常見的運輸方式，自卸形式的礦卡運輸具有機動靈活、對礦床環(huán)境適 應性強、爬坡能力強、轉彎半徑小等優(yōu)點，成為現(xiàn)代露天礦山的主要運輸方式。