无人运输矿用卡车利用矿区数字地图进行路规划,在运行过程中依靠车载摄像头、自动定位模块、传感器、自身运行状态监控等功能,实现自主驾驶、智能避障、车队协同控制、紧急停车等生产作业需求。在矿区调度管理室,调度员可进行统筹监控和管理,在必要时对车队的运行状态进行干预,以满足矿区生产需求。
2国内露天矿山无人驾驶现状
2018年9月包钢集团、踏歌智行、北方股份、航空航天大学、中国移动、华为合作签约,共同推进世界最大的稀土露天矿山白云鄂博矿无人驾驶项目,实施“5G网络条件下无人驾驶及操作的智慧矿山技术的开发及应用”。2018年11月踏歌智行在白云鄂博矿区完成了MT3600B、NTE150t2台大型矿卡和1台同力90t宽体车的无人化升级改造和矿车无人驾驶管理系统开发,凭借国内领先的感知、控制、执行和智慧矿山运营管理系统等核心技术,实现了不同厂家、不同吨位车型混合编组测试运营的重大进展。白云鄂博矿区计划在2019年底运行30自动驾驶矿车,2020年计划在3个矿区全部实现矿用车的无人化运行。
3国外露天矿山无人驾驶现状
4矿山无人驾驶技术发展面临的问题
目前国内外的矿山都朝着智慧矿山的方向进行建设,并且有的矿山已企业尝试进行矿区无人驾驶技术的试验和应用,从目前的发展现状来看,主要存在以下几方面的问题:
1)矿区无人驾驶配套技术、管理水平、基础设施滞后。无人驾驶系统需与智能化开采技术、先进的矿区管理水平及网络通讯设施等进行相匹配,从而保证其正常运行。相比国外矿山,我国的自动化、智能化开采技术相对落后,先进设备推广力度不够,矿区网络、监控设施配套不全,这为我国智能开采设备的推广带来一定的困难。
3)5G通讯网络系统建设成本较高。无人驾驶技术需利用5G低延时、高速率的优势进行远程操作控制。2019年是我国利用5G进行无人驾驶应用的元年,但是目前5G基站建设成本较高、覆盖区域小,几乎每100m就需要建设1个5G基站,这对于小型矿区无疑是笔巨大的费用。此外,矿区生产领域随着采矿工作面的拓展及延深,需要通讯网络及时覆盖新的工作面,且不受爆破震动、恶劣天气等影响,这对矿区通讯建设及通讯技术的要求也较高。
4)无人驾驶核心技术突破的难度较大。无人驾驶是设备智能化的终极体现,它集中运用了工程机械、通信技术、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。在整个生产过程中,生产调度管理员应尽可能减少干预无人驾驶设备的运行。矿区无人驾驶的技术难点就是人工智能程序的编制,这对全球现有的人工智能技术是很大的考验。
5)各类无人驾驶产业资源分散不聚焦。目前,矿区无人驾驶发展的格局呈现出2种趋势,传统工程机械生产厂家更倾向于渐进式自动化,以渐进自动驾驶的方式逐步提升施工作业体验,而新兴高科技公司以人工智能方式进入完全自动无人驾驶,是在传统工程机械的基础上直接跨越到以无人驾驶。前者依靠的是长期积累的整车经验和在自动控制领域的核心优势,后者则是借由人工智能的大力发展整合传感器、感知算法、计算平台等技术以实现跨越式的发展。在目前的发展技术水平下,2种发展方式各有利弊,双方有各自的营销方式但深入合作不够。
5结语
目前国内大型露天矿山开始进行矿区无人驾驶系统的建设和试验,相比国外发达国家,我国的无人术研发崭露头角,需要矿山企业、高科技公司、设备厂家、通讯公司等一起进行深度合作,共同开发矿山智能化系统。随着国内互联网、人工智能、5G通讯等现代信息技术发展的日新月异,为矿山无人驾驶技术的发展提供了很好的机遇。相信在今后10年内,露天矿山的无人驾驶技术将会得到很好的发展与推广。