智能汽车

无人驾驶正悄悄改变云贵高原的矿山

2025China.cn   2024年05月11日

云南怒江兰坪县,在一座大型矿山的开采道路上,一辆辆矿石运输车辆在压实过的路面穿梭,将数十吨刚开采出来的矿石运送到下个工序。这些上百吨的重型车辆,偶遇突起的地形会减速通过,当行至急坡也能平稳而行...

“这组矿车都是无人驾驶的,我们已经有一个编组在运行,它们与远程控制的挖掘机一起开采着这座露天矿山。”金鼎锌业副矿长蒋新艳介绍。

金鼎锌业处于云贵高原,是亚洲最大的在产露天铅锌矿山,也是驰宏科工的无人矿山项目孵化平台。近年来,国内头部矿山企业在平原和人迹稀少地区,开展了大量无人驾驶技术的探索。但在云贵高海拔、低温的山区,无人驾驶尚属首次。而且,由于我国大量金属矿分布在类似的地区,因此该项目对整个行业来说,具有相当重要的意义。

项目负责人,驰宏科工党支部书记郑彦超表示,我们选择在最恶劣的环境下试验,如果成功了,就表明无人驾驶技术可以在其他有色金属矿山复制和推广。因此,该项目也吸引了华为、中国移动等国内科技与通信行业巨头的参与,它们也希望一起探索。

极限挑战

兰坪最高海拔2750米左右。虽然在云贵高原不算极限高度,不过,驰宏科工和华为的工程师们,在矿区要面对的挑战却都是极限。

首先,项目位于矿山的一侧坡面路段,总长仅3.2公里。但上百吨、近4米宽的无人驾驶矿车,就需要面对“V”字形的大坡道、90度大曲率拐弯、6米宽窄道双向通行调度、与非连接的坡道不停车调度等四大难关。

“第一次开着越野车来到这里,我都捏了一把汗,9%的坡度,一上一下加上凹凸不平的泥泞路面,有种被抛出去的感觉。”华为常驻现场的项目工程师天泽说,还有大曲率拐弯,从矿车的司机位置上看,旁边就是悬崖,对人的心理压力极大。

不过,人工驾驶很难驾驭的这些路段,对无人矿车而言已经是常规操作了。他透露,无人驾驶的矿车上安装了巡航轨迹规划模块,能够根据地形特征,自适应调整车速,而且工程师针对上下坡各种急刹停车、直角转弯和超窄的路段,做了相当多的算法调优工作。最终的目的是保证车辆在一个合理的速度下稳定、安全通行。

除了地形挑战,工程师们还要解决无人车辆、有人车辆、远程控制的挖掘机混合编组,在全路段、全流程的稳定运行、协同作业的难题。天泽介绍,驰宏科工和华为共同提出的解决方案中,已经考虑到这些问题。

例如,在无人车辆调度方面,我们用了一个云平台,相当于矿区的统一的大脑,对多车进行路径整体规划,避免车辆之间的冲突。规划路径中除了包含轨迹点的坐标外,还包括各个关键节点的行驶速度、预期到达时间,以及车辆需要用到的控制模式等。保障车辆在作业区尽可能均匀分布,避免拥堵。

从技术指标来看,金鼎锌业矿区的大脑支持全矿无人化调度运营,满足全矿无人化的需求。“当然,这只是理论,要适应高原的复杂气候和地形环境,还有很多调试工作要做。”天泽补充道。

驰宏科工的现场工程师李晨旭自立项起就在矿区了,他说,“到了7、8月份,兰坪就会进入雨季,矿区经常停工停产。”他说,因为下雨不仅会阻挡司机的视线,而且矿区路面变得泥泞不堪,路线经常需要调整。对无人驾驶车辆也是一样的,平稳地跑起来也挑战极大。

驰宏科工和华为的工程师给出了一个解决方案。

首先,在无人车辆的控制层面,通过对运输道路关键指标分析,利用3D路况模型构建、行进中车身的包络线仿真,通过相关的算法实现精准、高效的控制。

其次,通过大数据基础设施以及规模化生产系统应对矿区复杂多变的场景,绘制能够不断维护更新的高质量地图。

李晨旭直言,“技术层面已经可以应对,就等兰坪雨季到来的考验。”

大势所趋

驰宏科工和华为在金鼎锌业的无人驾驶项目启动于2023年,其背景是全国矿山智能化的浪潮。

2017年到2019年,国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等相关政策。2022年工业和信息化部、国家发改委、自然资源部发布了《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》,指出:在矿山已有自动化、信息化建设基础上,推进物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色金属矿山的应用。

从企业发展的角度来看,矿企的生产经营面临安全、招工、效率三大挑战,通过智能化转型,实现无人矿山也是一项迫切的任务。由于地处偏远、工作环境较为恶劣,常为高海拔、低温、招工难,而且矿山从业者老龄化严重,年轻人从业意愿极低,存在严重的年龄断档。

与此同时,当前各地矿山的生产运输效率整体偏低,但是成本却在持续上升。比如,面临矿山设备综合利用率普遍不足;车辆调度效率差,燃油成本高;车铲协同率低,生产数据无法实时更新,配矿计划无法达到最优,造成品质下降等问题。

面对这些行业的共同挑战,在2022年,驰宏锌锗在中国铜业的指导和支持下,发布了《驰宏锌锗“十四五”信息化、智能化专项发展规划实施方案》,计划率先把金鼎锌业打造成国内领先的智能矿山,实现露天采剥运装备大型机械和装备的无人化。

此时,项目的实施方驰宏科工引入了华为,希望通过华为30多年ICT技术积累,同时把近几年来,华为与国能集团、山东能源集团、陕煤集团等头部煤炭企业在矿山智能化建设的成功经验,带到金鼎锌业的孵化平台。

郑彦超表示,打造智能化矿山,不仅能提产增效,体现以人为本、以生命为本的精神,而且能够促进企业的全面升级、提升综合竞争力。此次露天铅锌矿山的无人驾驶实践在国内尚属首例,承载了我们和华为在探索金属露天矿智能化发展路径的重要使命。

在金鼎锌业的矿区,李晨旭指着从另外一个方向开过来的矿卡,笑着说,“虽然现在现场调试任务很重,而且雨季快到了。但等两三年后,在山下办公室的系统上,就能开采、运营整座矿山,这么想来辛苦都值得。”

而在郑彦超眼里,金鼎锌业的无人驾驶项目孵化只是第一步,他表示,“不仅在高原,中国还有很多金属矿山在环境恶劣的偏远地区,智能化转型任重道远。我们希望推动这些安全、高效的生产技术落地,普惠矿山行业。”他透露,下个更具挑战的高原无人化矿山已经在规划中。

(来源:华为)

标签:华为 无人驾驶 我要反馈 
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