中新經(jīng)緯5月23電 (薛宇飛)在全國(guó)大部分地區(qū)都已經(jīng)進(jìn)入初夏時(shí)節(jié)時(shí)，5月中旬的內(nèi)蒙古呼倫貝爾市依然倍感涼意，盡管如此，仍有不少人頂著大風(fēng)趕往郊外的伊敏露天礦，他們正在見(jiàn)證全球首個(gè)百臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡的投運(yùn)。
中新經(jīng)緯在現(xiàn)場(chǎng)看到，100臺(tái)無(wú)人駕駛電動(dòng)礦卡在開(kāi)采區(qū)里完成直行、轉(zhuǎn)彎、倒車(chē)等動(dòng)作，當(dāng)坐在鏟車(chē)?yán)锏姆寸P司機(jī)點(diǎn)擊“一鍵入場(chǎng)”功能后，無(wú)人駕駛電動(dòng)礦卡可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)位，車(chē)輛?？空`差在厘米級(jí)。等車(chē)斗裝滿、一聲?shū)Q笛后，無(wú)人電動(dòng)礦卡會(huì)按照規(guī)劃路線將土壤運(yùn)送到幾公里外的堆場(chǎng)。
中國(guó)華能方面介紹，這是全國(guó)首個(gè)取消駕駛室的無(wú)人礦卡，除了節(jié)省人工和能耗、創(chuàng)下無(wú)人駕駛電動(dòng)礦卡領(lǐng)域全球三項(xiàng)紀(jì)錄外，運(yùn)輸效率達(dá)到了人工的120%。
“試一試”
位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾市的伊敏露天礦 中新經(jīng)緯 薛宇飛攝
隸屬于中國(guó)華能的伊敏露天礦，是中國(guó)最大的露天礦之一，核準(zhǔn)生產(chǎn)能力3500萬(wàn)噸/年。相較于其他煤礦，露天礦的開(kāi)采難度相對(duì)較低，但需要大規(guī)模開(kāi)展剝離表層土壤、巖石等工作，這中間，就面臨著運(yùn)輸安全、成本、能耗等問(wèn)題。
伊敏露天礦礦長(zhǎng)舒應(yīng)秋表示，中國(guó)絕大部分露天礦都采用單斗卡車(chē)供應(yīng)，伊敏露天礦雖然有半連續(xù)供應(yīng)、連續(xù)供應(yīng)，但卡車(chē)供應(yīng)每年完成的產(chǎn)量占比在90%左右。目前，每天在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的大大小小卡車(chē)有300臺(tái)左右，如何防范交通運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，是露天礦高質(zhì)量發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。
據(jù)了解，每輛卡車(chē)需要4名司機(jī)進(jìn)行一天三班倒的作業(yè)，上千名司機(jī)的運(yùn)輸作業(yè)關(guān)乎安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。伊敏露天礦冬季平均氣溫達(dá)零下22攝氏度，最低氣溫可達(dá)零下40攝氏度以下，高寒環(huán)境也給設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、人員作業(yè)安全帶來(lái)挑戰(zhàn)。
伊敏露天礦無(wú)人電車(chē)運(yùn)維部副主任吳榕真對(duì)中新經(jīng)緯說(shuō)：“從行業(yè)看，露天礦很大一部分事故都集中在運(yùn)輸環(huán)節(jié)?！?span style="display:none">qH1即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
舒應(yīng)秋表示，伊敏露天礦是20世紀(jì)70、80年代中國(guó)國(guó)內(nèi)首批建設(shè)的露天礦之一，現(xiàn)在很多職工都陸續(xù)到了退休年齡，尤其是卡車(chē)司機(jī)，勞心勞神，工作強(qiáng)度大，身體健康差，屬于艱苦崗位，卡車(chē)司機(jī)崗位補(bǔ)員也較為困難。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化露天煤礦剝離外委單位不能超過(guò)兩家，從2025年起采煤環(huán)節(jié)也禁止使用勞務(wù)派遣人員，這些都推高了人力成本。
舒應(yīng)秋還稱(chēng)，卡車(chē)的燃油消耗是煤炭生產(chǎn)成本變動(dòng)成本的重要組成部分，像伊敏露天礦，每天的柴油消耗在7至8萬(wàn)噸，燃油費(fèi)用能占到變動(dòng)成本的50%左右，節(jié)能降耗、提質(zhì)增效是露天礦需要解決的問(wèn)題。
在問(wèn)題導(dǎo)向下，“無(wú)人駕駛+電動(dòng)”的新型卡車(chē)成了最佳解決方案。舒應(yīng)秋說(shuō)：“前一段時(shí)間，在網(wǎng)上有一個(gè)很熱議的話題：人類(lèi)偉大成就的來(lái)源是什么？網(wǎng)友最共鳴的一個(gè)答案就是：試一試。”
從2020年開(kāi)始，中國(guó)華能開(kāi)展礦用重卡以電代油、無(wú)人駕駛等方面的實(shí)踐，這些經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，論證了無(wú)人電動(dòng)礦卡的技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理和安全可靠。之后，中國(guó)華能、徐工集團(tuán)、華為公司、國(guó)網(wǎng)公司等組建創(chuàng)新聯(lián)合體，共同打造全球首個(gè)零碳、無(wú)人、智能的露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)。
“華能睿馳”無(wú)人電動(dòng)礦車(chē) 中新經(jīng)緯 薛宇飛攝
2023年2月28日，第一臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦車(chē)正式下線，后幾經(jīng)更迭升級(jí)。2024年11月，這款被命名為“華能睿馳”的無(wú)人電動(dòng)礦車(chē)最終對(duì)外亮相。華能蒙東公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)李樹(shù)學(xué)表示，團(tuán)隊(duì)攻克了高寒環(huán)境下純電驅(qū)、智能換電、多模態(tài)感知融合等關(guān)鍵技術(shù)研究，創(chuàng)下無(wú)人駕駛電動(dòng)礦卡領(lǐng)域全球最大噸位、最快運(yùn)行速度、最低運(yùn)行溫度三項(xiàng)紀(jì)錄。
中新經(jīng)緯看到，這些無(wú)人駕駛電動(dòng)礦車(chē)體型高大，足有兩三個(gè)成人的身高，通身以白色為主，具備90噸載重能力；這些車(chē)輛是全國(guó)首個(gè)取消駕駛室的無(wú)人礦卡，傳統(tǒng)車(chē)輛駕駛室的位置被裝載上564千瓦時(shí)的磷酸鐵鋰電池組，即便是在長(zhǎng)期高寒的環(huán)境下，這些電池也能夠保障車(chē)輛在滿載情況下行駛50公里。
吳榕真說(shuō)：“與家用電動(dòng)汽車(chē)相比，50公里的續(xù)航看似不高，但要知道，華能睿馳體型大、載重高，有這樣的續(xù)航里程已經(jīng)很不錯(cuò)。”
“人控”走向“智控”
百臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡在伊敏露天礦投入編組運(yùn)營(yíng) 受訪者供圖
5月15日，中國(guó)華能方面宣布，全球首個(gè)百臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡集群“華能睿馳”在伊敏露天礦正式投入編組運(yùn)營(yíng)。
百臺(tái)投用是什么規(guī)模？2024年11月，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)信息化分會(huì)等單位發(fā)布的《露天煤礦無(wú)人駕駛技術(shù)應(yīng)用發(fā)展報(bào)告》(下稱(chēng)報(bào)告)顯示，截至2024年9月，中國(guó)已有超50個(gè)露天煤礦實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛礦卡的應(yīng)用部署，無(wú)人駕駛礦卡數(shù)量達(dá)到1510輛。
在此之前，9臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡已在伊敏露天礦編組運(yùn)行一年多時(shí)間。
據(jù)了解，2023年7月末，9臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡在伊敏露天礦開(kāi)展編組測(cè)試。2023年9月25日至27日，開(kāi)展了連續(xù)72小時(shí)的編組效率驗(yàn)收，在同工況下，無(wú)人電動(dòng)礦卡的效率達(dá)到人工作業(yè)效率的100%。
為了驗(yàn)證耐低溫性能，9臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡又在極寒工況下開(kāi)展72小時(shí)的低溫環(huán)境運(yùn)行測(cè)試。在測(cè)試期間，現(xiàn)場(chǎng)溫度低至零下40度，9臺(tái)車(chē)一共剝離土方1萬(wàn)余立方米，驗(yàn)證了車(chē)輛的可靠性。2024年4月舉行的聯(lián)合驗(yàn)收結(jié)果顯示，無(wú)人電動(dòng)礦卡單次循環(huán)平均作業(yè)時(shí)間為13分23秒，有效作業(yè)時(shí)長(zhǎng)平均為21.73小時(shí)/天，達(dá)到人工作業(yè)時(shí)長(zhǎng)的120%，總作業(yè)車(chē)數(shù)1170車(chē)次。
無(wú)人電動(dòng)礦卡高效的編組運(yùn)行，離不開(kāi)華為云商專(zhuān)車(chē)無(wú)人駕駛方案“車(chē)-云-網(wǎng)”的協(xié)同。
中新經(jīng)緯看到，華能睿馳周身安裝有毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等設(shè)備，讓車(chē)身四周具備360度范圍的冗余覆蓋。這種設(shè)計(jì)，最大程度地降低了感知盲區(qū)帶來(lái)的漏檢風(fēng)險(xiǎn)，可在50米之外檢測(cè)到直徑30厘米的障礙物。
在礦山作業(yè)，避免不了會(huì)出現(xiàn)風(fēng)沙、揚(yáng)塵、團(tuán)霧等天氣。這種情況下，無(wú)人電動(dòng)礦車(chē)可以基于深度學(xué)習(xí)的沙塵建模監(jiān)測(cè)能力以及多源多模特征全融合感知算法技術(shù)，有效應(yīng)對(duì)沙塵場(chǎng)景，在低照度環(huán)境下實(shí)現(xiàn)40米可見(jiàn)。
車(chē)端智能，還體現(xiàn)在遇到顛簸道路自動(dòng)降速、車(chē)轍均衡碾壓、車(chē)體防陷車(chē)脫困控制系統(tǒng)等方面。例如，由于華能睿馳載重較大，長(zhǎng)期往返行駛會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)路面產(chǎn)生較深的車(chē)轍，可能會(huì)影響車(chē)輛行駛安全，為此，全棧式無(wú)人駕駛方案通過(guò)車(chē)端控制算法，實(shí)現(xiàn)車(chē)轍均衡碾壓，大幅減少車(chē)轍的產(chǎn)生。
云端智能的應(yīng)用，則有效減少碰撞事故及作業(yè)等待時(shí)間，相比人工調(diào)控實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)效率提升20%，故障率下降至10%以下。
實(shí)際操作中，由于作業(yè)面位置頻繁變化，無(wú)人電動(dòng)礦卡怎樣做到精準(zhǔn)定位？吳榕真介紹，云端根據(jù)每臺(tái)車(chē)回傳的最新眾包數(shù)據(jù)，持續(xù)更新環(huán)境情況，若排土區(qū)的排土線后移，擋土墻的高度、厚度或裝載區(qū)的裝載位發(fā)生變化，云端將自動(dòng)生成準(zhǔn)確的卸載點(diǎn)與裝載點(diǎn)位，提前規(guī)劃裝排土路線，支撐車(chē)輛精準(zhǔn)停靠在不規(guī)則、動(dòng)態(tài)變化的排土場(chǎng)。該技術(shù)支持作業(yè)面地圖的分鐘級(jí)更新，大大簡(jiǎn)化了日常地圖生成維護(hù)工作量。
在網(wǎng)絡(luò)端，伊敏露天礦是全球首個(gè)5G-A無(wú)人露天礦，5G-A網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)無(wú)人駕駛的行車(chē)線路進(jìn)行精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，滿足500Mbps大上行與20毫秒低時(shí)延，為無(wú)人駕駛礦卡的高清視頻回傳和云端調(diào)度提供網(wǎng)絡(luò)支撐。
華為公司常務(wù)董事、華為云BU CEO張平安表示，該項(xiàng)目的成功，加速推進(jìn)了露天礦從“人控”走向“智控”。這不僅是中國(guó)在5G、云、AI、新能源技術(shù)創(chuàng)新融合的燈塔，也是中國(guó)人工智能從C端走向行業(yè)，解難題、做難事的一次創(chuàng)新。
無(wú)人礦卡規(guī)?；瘧?yīng)用迎拐點(diǎn)？
無(wú)人電動(dòng)礦卡在伊敏露天礦作業(yè) 受訪者供圖
100臺(tái)有人駕駛礦車(chē)同時(shí)開(kāi)動(dòng)，需要100名司機(jī)，而100臺(tái)華能睿馳的作業(yè)，僅需要6個(gè)人坐在辦公室監(jiān)控。伊敏露天礦副礦長(zhǎng)趙耀忠對(duì)中新經(jīng)緯說(shuō)：“在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)落塊、車(chē)輛停車(chē)不到位時(shí)，工作人員就會(huì)遠(yuǎn)程臨時(shí)接管車(chē)輛，實(shí)現(xiàn)挪車(chē)等動(dòng)作。”
根據(jù)測(cè)算，100臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡的投用，將讓伊敏露天礦實(shí)現(xiàn)降本增效。
相較于外委剝離有人駕駛車(chē)輛，按照投運(yùn)100臺(tái)華能睿馳、每臺(tái)車(chē)的年運(yùn)輸量24.5萬(wàn)立方米計(jì)算，單車(chē)可以節(jié)約能耗費(fèi)用約15.8萬(wàn)元；單位成本6.5元/立方米，較外委剝離的單價(jià)降低13.3%，年節(jié)約剝離費(fèi)用2450萬(wàn)元。
在成本控制方面，華能睿馳總體運(yùn)維成本與現(xiàn)有的外圍剝離全口徑成本基本持平，并低于國(guó)內(nèi)其他礦山的無(wú)人駕駛成本15%左右。環(huán)保效益方面，以100臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡計(jì)算，每年可以減少柴油消耗約1.5萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約4.8萬(wàn)噸。同時(shí)，伊敏露天礦礦區(qū)安裝有大量的光伏發(fā)電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人電動(dòng)礦卡運(yùn)輸環(huán)節(jié)的零碳排放。
舒應(yīng)秋表示，在未來(lái)三到五年，伊敏露天礦計(jì)劃投用300臺(tái)至500臺(tái)無(wú)人電動(dòng)礦卡，逐步縮減或者替代外委作業(yè)量。在中國(guó)華能的推動(dòng)下，還可以將經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)直接復(fù)制到其他礦區(qū)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部的成果轉(zhuǎn)化。
無(wú)人礦卡的市場(chǎng)規(guī)模正在不斷壯大。
前述報(bào)告顯示，中國(guó)露天煤礦礦卡數(shù)量約30000輛，并呈穩(wěn)步提升態(tài)勢(shì)。報(bào)告預(yù)計(jì)，到2024年末，無(wú)人駕駛礦卡將達(dá)到2500輛，較2023年實(shí)現(xiàn)翻倍。未來(lái)，隨著露天煤礦數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速，無(wú)人礦卡增長(zhǎng)將持續(xù)高速。
中國(guó)工程院院士、煤炭無(wú)人化開(kāi)采數(shù)智技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王國(guó)法認(rèn)為，目前，中國(guó)露天礦運(yùn)行的無(wú)人駕駛礦卡已經(jīng)超過(guò)全世界所有礦山運(yùn)營(yíng)的無(wú)人礦卡數(shù)量，百?lài)嵓?jí)無(wú)人駕駛礦卡成為無(wú)人化、電動(dòng)化、大型化、國(guó)產(chǎn)化融合后當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇，礦卡無(wú)人駕駛的規(guī)?；瘧?yīng)用拐點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)。
上述報(bào)告顯示，中國(guó)露天煤礦無(wú)人駕駛礦卡市場(chǎng)主要由方案廠商、主機(jī)廠商和IT廠商三類(lèi)企業(yè)構(gòu)成，其中，方案商整體市場(chǎng)份額接近80%，傳統(tǒng)主流主機(jī)廠商市場(chǎng)份額約為15%，部分大型IT廠商也紛紛涉足該領(lǐng)域。
華為是該市場(chǎng)的參與企業(yè)之一。華為油氣礦山軍團(tuán)露天礦總經(jīng)理邵琦對(duì)中新經(jīng)緯表示，只有大規(guī)模商用，無(wú)人礦卡的單車(chē)成本才能下降，經(jīng)濟(jì)效益才會(huì)提升，整個(gè)生態(tài)的營(yíng)造，需要更多礦卡公司、無(wú)人駕駛技術(shù)公司的參與。預(yù)計(jì)在未來(lái)數(shù)年，無(wú)人礦車(chē)將會(huì)大規(guī)模在中國(guó)礦山中應(yīng)用。
(更多報(bào)道線索，請(qǐng)聯(lián)系本文作者薛宇飛：xueyufei@chinanews.com.cn)(中新經(jīng)緯APP)
(文中觀點(diǎn)僅供參考，不構(gòu)成投資建議，投資有風(fēng)險(xiǎn)，入市需謹(jǐn)慎。)
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責(zé)任編輯：魏薇 常濤
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