作者：西子

引言：国内科技公司的创新技术定会为矿山运输、管理翻开新的篇章

自1996年，卡特彼勒推出了第一辆无人驾驶矿用卡车起，无人驾驶技术便开始在国外矿山建设开发中崭露头角。

近年来，国务院和相关政府主管部门陆续颁布了多项鼓励矿山信息化、数字化和无人化建设的发展规划，越来越多的中国公司加入矿用无人驾驶车辆、技术方案的开发。随着人工智能技术、传感器性能、通讯速度的迭代升级，无人驾驶技术和车辆已经在内蒙古、新疆等地的多个矿区落地运营。

目前，国家能源集团、中煤集团、华能集团等数十家矿业生产企业都已经在积极探索智慧矿山，部署5G+无人驾驶示范试点应用。

矿用无人驾驶运营方面，与国外主要由重型机械制造商主导不同，在国内，这个市场涌现出易控智驾、踏歌智行、跃薪智能等多家矿用无人驾驶科技公司，其中易控智驾的无人驾驶里程数已达【15,933公里】，无人运输土方数达到【86,632方】，在国内处于领先位置。

这一运营数据较卡特彼勒、小松等还有一定距离，但是积小步以至千里，好的开始加上稳步扎实的推进，国内科技公司的创新技术定会为矿山运输、管理翻开新的篇章。

无人驾驶助力矿区运输安全、降本、增效

2020年3月，发改委等八部委发布了《关于加快煤矿智能化发展指导意见》，其中提到：到2025年，大型露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。通过矿用无人驾驶的应用，构建无人驾驶作业集群，可以有效减少工程现场作业人员数量，提升人员安全水平，减少甚至杜绝矿区运输环节的安全生产事故。

由于露天矿作业环境恶劣、危险系数高，运输司机招募和管理尤其困难。引入无人驾驶系统则很好的解决了这一问题，不仅能节约司机工资成本和后勤管理保障成本，车辆利用率和作业效率亦有较大提升。澳大利亚矿业技术集团在2017年初称，在他们矿上，在人工驾驶下，每辆矿卡每年可工作5500-6000小时，而在无人化后每年能工作7000小时。

节省司机成本、提升车辆效率的同时，无人驾驶降低的车辆燃料和维护的成本也不可忽略。据澳大利亚铁矿石出口商FMG集团测算，其137台自动驾驶矿车生产效率比传统人工运输提升了30%。巴西著名铁矿石生产和出口商淡水河谷公司给出的数据是：无人驾驶还可使燃料成本下降10%以上、使车辆维护费用降低10%、使轮胎磨损降低25%。

此外，无人驾驶系统还能帮助矿山企业优化业务管理流程，提升整体生产经营管理和决策水平；形成集中管控，对汽车运输、协同生产、应急处理等生产过程进行全面监测和集中控制；优化剥离、采装、运输和地面生产过程，提高资源利用率，实现节能减排、绿色开采；实现柔性产能配置，根据市场需求灵活调整产能，有效解决产能低谷期人缘负担重、裁员等问题。

全球矿用无人驾驶应用进展

在全球矿用车无人驾驶领域，领跑者非美国的卡特彼勒（CAT）和日本的小松（KOMATSU）莫属。

卡特彼勒在上世纪90年代展出自动化矿用车，但当时的矿山都还没有自动化基础和准备，直至2008年才有突破性的进展，开发了大型无人驾驶矿用车。目前，卡特彼勒的共有176辆自动驾驶卡车在澳大利亚、南北美等地矿山运营。近日，卡特彼勒宣布使用其Cat MineStar （矿山之星）Command系统的卡车已经安全行驶了6760万公里，运送的物料已达20亿吨，这个数据比2018年11月公布的数据（10亿吨）翻了一倍。

小松早在2005年开始在智利的铜矿开始无人驾驶运输系统测试，2008年1月实现商业化部署，经过十余年的发展，小松的无人运输系统已经在澳大利亚、南美、北美的6座矿山应用，车辆总数超过100台。近年来，小松还向市场推出了无人驾驶改装套件，并计划增强无人运输系统在混合型车队的应用，以便实现有人驾驶到无人驾驶的逐步过渡。

在矿业公司的无人驾驶技术应用成果、效益和未来预期方面，力拓集团、必和必拓、FMG集团、淡水河谷等全球著名矿业公司会更有说服力。

力拓集团自2008年开始在澳大利亚皮巴拉尔地区尝试自动驾驶卡车，力拓管理层曾表示，以24小时来计算，自动驾驶系统比人力驾驶更有竞争力，并已经投入数百万美元进行相关自动化技术和人才的培训。必和必拓、FMG集团近年来也在不断扩大自动驾驶矿用车的数量和比例，比如FMG在拉丁美洲的一个矿场，只有6辆有人驾驶矿用车，更多的是无人驾驶车辆。而淡水河谷发言人Ejzenberg更是表示，如果无人驾驶产品价格继续降低到一定水平，无人驾驶车辆一定会在各个矿山普及，除了效率提升、成本和费用降低，无人驾驶能将人类从有害工作环境和方式中解放出来。

国内的矿业公司和工程机械公司无人驾驶起步较晚，但近年来研发和应用也快速发展。值得一提的是，国内涌现出了易控智驾、踏歌智行等多家无人驾驶科技公司。

与传统矿业和机械公司不同，易控智驾这样的矿用无人驾驶公司，没有各方面包袱和压力，又有科技行业和互联网行业的基因，更加注重新技术的测试和应用，组织更为灵活，更能协同各个合作方进行小批量测试，小步快跑，快速迭代。虽然成功公司时间不长，易控智驾、踏歌智行等多家公司快速组建了自动驾驶车队，在全国多个矿区测试运营。预计2021年将开始大规模投入运营。

矿用无人驾驶系统模型介绍

根据矿山运输作业特点和无人驾驶系统的作业模型，常规的矿用无人驾驶系统包括运营监控平台、无人驾驶车辆（车队）、通讯系统等板块。以易控智驾公司为例，其矿用无人驾驶系统，包括运营监控平台、无人驾驶单车智能系统、矿车定制设计、LTE-V2X通信系统四大部分。

无人驾驶运营监控平台

露天矿采区作业范围广、地点移动变化大、设备状态变化快，调度难度也大。传统对讲和跑现场的人工调度方式，无法实现对采矿作业人员和设备的实时监督，管理难度大、成本高。系统调度和平台调度则很好的解决了这一问题。

易控智驾无人驾驶运营监控平台

生产监控平台是作业管理与监控的主体，是矿山运输无人驾驶的综合调度指挥系统，相当于中枢和大脑。易控智驾的无人驾驶运营监控平台，由中央显示屏、数据库服务器、地面控制服务器、远程操纵台、地面差分 GPS 基站、路侧摄像头等设备组成。

平台提供矿山数字地图，对运输车辆的进行路径规划，在作业过程中获取车辆信息、采集设备状态、自动维护作业进度信息，为用户提供清晰、直观的矿区综合信息和人工干预控制接口，为车辆提供自动作业调度及主动防撞指令。

平台功能围绕综合显示与智能调度，以安全、高效、自动化为目标，主要包括数字地图、路径规划、作业调度、运行监控、数据记录等。

无人驾驶单车智能系统

传感器和通讯技术，是车辆实现无人驾驶和智能管控的基础。传统的矿用车需要搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，同时融合现代通信与网络技术，实现车内网、车外网、车际网的无缝链接。单车智能系统具备信息共享、复杂环境感知、智能化决策、自动化协同等控制功能，与智慧矿山和辅助设施实现矿山智能运输。

易控智驾无人驾驶车辆和传感器

无人驾驶单车智能系统包括环境感知、决策规划和车辆控制三大板块。环境感知系统通过十余种传感器，获取实时、准确的自身状态及全方位行驶环境信息，并且对环境准确理解。决策规划系统决定车辆的安全行使模式，规划安全、实时的无碰撞轨迹。车辆控制系统用以实现车辆的纵向车距、车速控制和横向车辆位置控制等。

无人驾驶系统图

LTE-V2X通信系统

通信方面，矿山无人驾驶系统需要形成可运营的完整网络体系，能够在高频段、高车流量的环境下提供可靠的通信能力，并且具备大容量、低时延、抗干扰性以及可管理性等特性。

智能矿车定制设计

在单车智能系统的基础上，还需要根据不同的矿车车型进行定制设计，在传统车型基础上开发出线控智能化车型，并优化自动驾驶硬件配置前装匹配及通信协议匹配。

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