日前，在國家能源集團準能集團黑岱溝露天煤礦坑下，編號為508號的930E礦用卡車勻速行駛在1200平盤道路上。駕駛室里，只見卡車司機雙手放在膝上，絲毫沒有操控方向盤，車輛卻依然駛向前方。礦用卡車無人駕駛這個聽起來很“黑科技”的項目，在準能集團正從“紙上談兵”逐漸變成現實。
圖為在黑岱溝露天煤礦試驗運行的930E礦用無人駕駛卡車
無人駕駛逐步用于實際
準能集團“露天煤礦礦用自卸車無人駕駛系統(tǒng)”科技創(chuàng)新項目于2018年5月被國家能源集團批立項。2019年，該公司與航天重工、株洲中車達成最終合作意向，由兩家公司無費用各承擔一臺礦用卡車的無人駕駛系統(tǒng)研制，并在黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦開展工業(yè)性試驗。
該項目通過搭建一套包括地面控制中心系統(tǒng)、車地無線通信系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)等完整的無人駕駛控制系統(tǒng)，實現礦用自卸車“裝、運、卸”典型作業(yè)過程的完全無人自主運行，并能夠與鉆機、電鏟、推土機、平路機等露天煤礦作業(yè)關鍵設備配合工作。
圖為技術人員與卡車司機共同在駕駛室內監(jiān)控無人駕駛卡車運行狀態(tài)
從今年6月18日起，由航天重工研發(fā)團隊開發(fā)的無人駕駛系統(tǒng)開始在930E礦用卡車上實施現場改造，先后完成整車線控化改造、無人駕駛車載傳感器安裝、作業(yè)區(qū)域地圖采集與制作、無人駕駛循跡行駛測試、機群系統(tǒng)與無人礦卡協同作業(yè)調試等工作。目前，改造后的車輛已在全程3.6公里的測試區(qū)域內實現前進、后退、轉彎、上下坡、裝載和卸載等無人駕駛功能。
據航天重工自動駕駛系統(tǒng)項目經理丁國徐介紹，額定載重290噸的930E電動輪自卸礦用卡車是目前全球最大的無人駕駛礦用卡車。針對該車的自動駕駛系統(tǒng)，現已完成自動行駛功能，下一步研發(fā)團隊將為它裝上“眼睛”和“大腦”，以精準識別道路上的障礙物。
而作為項目甲方，為了加快實施進度，準能集團成立了項目管理小組，多家單位和部門共同參與、通力合作，分別負責項目全過程管理、安全管理、采礦方案制定、改造設備技術資料提供、礦用自卸車和裝載設備提供、維修人員和密閉場地提供、協調無人駕駛項目網絡接口等各項工作。同時，從7月起，項目管理小組每周召開推進會，協調解決項目一周實施過程中出現的問題。
人工智能帶來效益前景
據了解，黑岱溝與哈爾烏素兩個露天煤礦現有礦用自卸車200臺，司機配置800余人。近年來，露天礦運輸作業(yè)存在招工難、效率低、運營成本高等難題，人工智能的發(fā)展為此提供了全新的解決方案。
礦用車輛無人駕駛技術能夠有效提升露天煤礦現有運輸裝備工作效率，最大限度降低人員的參與，特別是在惡劣環(huán)境和天氣下，在降低人工成本、改善職工作業(yè)環(huán)境的同時，減少安全事故的發(fā)生，帶來較大的經濟效益和社會效益。
據了解，國外礦山無人駕駛技術研發(fā)起步早，目前已實現規(guī)模化應用。為了突破國外技術和硬件壟斷，國內多家企業(yè)已開展自動駕駛礦用卡車、遠程遙控挖掘機等相關技術研發(fā)與應用示范，目前都處于試驗與試商用階段。
在國家相繼出臺“中國制造2025”“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”等一系列政策措施推進我國工業(yè)智能化轉型的背景下，煤炭工業(yè)作為關系我國經濟命脈和能源安全的重要基礎產業(yè)，智能化是其發(fā)展的必由之路，可從本質上提升礦山企業(yè)的核心競爭力，從而推動我國礦業(yè)向安全、高效、經濟、綠色與可持續(xù)的目標發(fā)展，在日益激烈的市場競爭中脫穎而出。在這樣的大背景下，準能集團開展包括礦用卡車無人駕駛技術在內的智慧礦山建設具有重大的戰(zhàn)略意義。礦用自卸車無人駕駛系統(tǒng)的實現，是智慧礦山的重要基礎，也是不可或缺的前提條件。
圖為技術人員查看無人駕駛操作系統(tǒng)屏幕
一直以來，準能集團十分重視與國內制造商合作，鼓勵和支持其研制開發(fā)大型露天礦用設備，并發(fā)揮露天采礦工藝的平臺作用，將準能打造為新產品試用基地，為國產露天礦用設備工業(yè)試運行提供便利。同時，準能憑借積累的經驗，積極為國內制造商提供技術支持和用戶體驗，提出改進建議，推動設備升級。雙方通過合作，在實現創(chuàng)新創(chuàng)效、降本增效的同時，有利于加快中國制造突破關鍵技術瓶頸，推動中國大型能源裝備產品升級。
據了解，“露天煤礦礦用自卸車無人駕駛系統(tǒng)”項目預計總工期為14個月，現基于4G網絡運行，未來可兼容5G通信技術。目前，株洲中車研發(fā)團隊正在哈爾烏素露天煤礦進行930E礦用卡車線控化改造工作，航天重工研發(fā)團隊預計年內將系統(tǒng)整體轉移到黑岱溝露天煤礦真實作業(yè)面參與實際生產作業(yè)。
