1、項(xiàng)目基本描述
該礦區(qū)位于海拔約3400米的高寒山區(qū),夏冬溫差70度。多年來,由于長期在惡劣環(huán)境下工作,企業(yè)人員嚴(yán)重流失。伯鐳科技聯(lián)合甘肅移動、華為公司打造了全國首例集車、鏟、鉆聯(lián)合作業(yè)為一體的智慧礦山系統(tǒng)。系統(tǒng)正式投用后,操作人員脫離了惡劣環(huán)境,并與生產(chǎn)設(shè)備分離,消除了人身安全隱患。
酒鋼一期完成了2車1鏟的無人化改造。項(xiàng)目完成后,礦區(qū)產(chǎn)面實(shí)現(xiàn)了連續(xù)夜間無安全員安全生產(chǎn)。每年節(jié)省人力成本近280萬,油耗降低5%,輪胎磨損減少30%。
酒鋼二期項(xiàng)目是對西溝礦全礦的車輛及設(shè)備進(jìn)行智能化改造。由于現(xiàn)場設(shè)備數(shù)量多,交期緊迫,伯鐳科技在酒鋼二期項(xiàng)目上制定并實(shí)施了無人駕駛礦卡改制標(biāo)準(zhǔn)化流程,同時全過程依據(jù)整車測試規(guī)范進(jìn)行測試驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了線控設(shè)備改制5天內(nèi)高效高質(zhì)完成,該速度在行業(yè)內(nèi)屬于領(lǐng)先水平。同時,伯鐳科技還在酒鋼西溝礦二期項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)了礦卡線控系統(tǒng)全自主知識產(chǎn)權(quán)的模塊化無損化改制,讓車輛后期運(yùn)維效率大幅提升。該項(xiàng)目完成后,酒鋼西溝礦將在近4000米海拔的極端惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)24小時全礦無人生產(chǎn)。

2、項(xiàng)目創(chuàng)新性
針對高海拔惡劣環(huán)境的礦區(qū)智能駕駛算法平臺。該平臺通過利用車輛上安裝的毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器檢測周圍環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和環(huán)境預(yù)測,將多源信息進(jìn)行匯聚,建模,融合分析,構(gòu)建智能平臺網(wǎng)聯(lián)協(xié)同系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)人—車—路—環(huán)境的全面交通態(tài)勢感知,以提高對環(huán)境感知的準(zhǔn)確性和魯棒性。在高度復(fù)雜和不確定性駕駛環(huán)境中對運(yùn)行環(huán)境短期和長期變化進(jìn)行預(yù)測,實(shí)時動態(tài)調(diào)整感知算法的參數(shù),以提高感知算法的自適應(yīng)能力和抗干擾能力。目前,伯鐳科技針對礦區(qū)的大揚(yáng)塵、雨雪天氣都有很好的算法解決方案。 無人駕駛礦卡改制標(biāo)準(zhǔn)化流程,實(shí)現(xiàn)了線控設(shè)備改制5天內(nèi)高效高質(zhì)完成。 礦卡線控系統(tǒng)全自主知識產(chǎn)權(quán)的模塊化無損化改制,讓車輛后期運(yùn)維效率大幅提升。 自研的高寒地區(qū)抗結(jié)冰自動排水系統(tǒng),有效解決寒冷條件下礦車冬季結(jié)冰剎車失靈的問題,確保整車制動管路始終處于高度干燥、低水份殘留的狀態(tài),解決了冬季人工排水的不便或工作失誤、管路內(nèi)因結(jié)冰堵塞導(dǎo)致的制動力下降、剎車失靈故障,確保行車安全。 多重冗余制動安全系統(tǒng),在一個制動系統(tǒng)失靈的情況下,還有多重保護(hù),確保下安全員后車輛的安全運(yùn)行。
該項(xiàng)目受到甘肅省高度重視先后被評為工信部“礦山領(lǐng)域機(jī)器人應(yīng)用優(yōu)秀場景”及工信部第五屆“綻放杯”一等獎。
基于多重冗余制動系統(tǒng)及可靠算法,該項(xiàng)目在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)連續(xù)夜間無安全員安全生產(chǎn),從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的安全生產(chǎn)。
行業(yè)內(nèi)首個車鏟鉆協(xié)同作業(yè)的項(xiàng)目,各大型設(shè)備之間的系統(tǒng)性處于行業(yè)領(lǐng)先地位。全流程大幅減少人工干預(yù),達(dá)成礦區(qū)降本增效,安全運(yùn)營的目的。
1、項(xiàng)目基本描述

四位一體構(gòu)筑”云-邊-端”整體解決方案:
智能云控管理平臺??商峁?fù)雜場景下的多編組混合調(diào)度、三維可視化監(jiān)控、生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)分析、車輛智能點(diǎn)檢及智能維保等功能。
單車無人駕駛系統(tǒng)。線控整車:前裝定制化正向設(shè)計(jì),具備安全冗余裝置,適應(yīng)燃油、新能源車輛的線控底盤;無人駕駛硬件:車規(guī)級、高算力的計(jì)算平臺、適應(yīng)-40℃~85℃及強(qiáng)振動的礦山環(huán)境;無人駕駛軟件:算法全棧自研,可識別小石塊、車輛等礦山環(huán)境物體,依據(jù)車輛載荷、起伏地形動態(tài)自適應(yīng)控制,實(shí)時故障診斷。
協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)。優(yōu)化裝載區(qū)配車調(diào)度方式,提供裝卸載引導(dǎo)、整修作業(yè)、灑水降塵、地圖采集和現(xiàn)場生產(chǎn)指揮等。
通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?;?G/4G專網(wǎng)、公網(wǎng)的全域覆蓋,同時依托UPF數(shù)據(jù)分流、邊緣計(jì)算、V2X通信,實(shí)現(xiàn)車-車、車-路、車-云實(shí)時互聯(lián)互通的高速信息交互。
2020年11月正式啟動,持續(xù)安全運(yùn)行25個月安全運(yùn)營;
2021年7月,率先實(shí)現(xiàn)雙編組24小時連續(xù)作業(yè);
2022年6月,率先實(shí)現(xiàn)四編組24小時連續(xù)作業(yè)。

應(yīng)用需求:白云鄂博鐵礦東礦區(qū)全程6km,大部分為坡度路段,上下行最大14%坡度,180°的彎道多達(dá)3處,對道路行駛安全性、穩(wěn)定性有較高的要求;同時,礦區(qū)實(shí)際裝卸載區(qū)場地受限,區(qū)域大小頻繁變動。無人駕駛系統(tǒng)需具備狹窄區(qū)域內(nèi)車輛安全行駛、精準(zhǔn)??俊㈧`活互動的能力,以適配動態(tài)停靠電鏟、動靜態(tài)??啃遁d區(qū)的要求。
方案優(yōu)勢:踏歌智行作為國內(nèi)較早提出露天礦無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)整體解決方案的技術(shù)提供商,針對露天礦運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求,提出基于“車-地-云”的無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)總體解決方案“曠谷”,助力智慧礦山的全面建設(shè)。該方案覆蓋采、運(yùn)、排運(yùn)輸運(yùn)營全場景,適配煤礦、金屬礦、砂石骨料礦各類作業(yè)工藝,支持無人駕駛礦卡/礦用寬體自卸車、挖掘電鏟/挖機(jī)、推土機(jī)、前裝機(jī)、壓路機(jī)、灑水車、加油車、爆破車等的全區(qū)域調(diào)度及混編作業(yè)。
應(yīng)用效果:目前,該項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了白云鄂博東礦區(qū)全礦5G網(wǎng)絡(luò)下無人駕駛:一方面,踏歌智行“曠谷”無人駕駛系統(tǒng)具備在該環(huán)境下穩(wěn)定作業(yè)能力,車輛控制狀態(tài)符合安全生產(chǎn)要求;另一方面,案例測試期間,踏歌無人駕駛系統(tǒng)在各種受限條件下能夠高效率滿足裝卸載功能要求,達(dá)成全流程無人駕駛狀態(tài)。經(jīng)專家評審,其應(yīng)用的無人駕駛系統(tǒng)具備穩(wěn)定的“車、邊、云”系統(tǒng)架構(gòu),性能滿足礦區(qū)環(huán)境應(yīng)用要求,具備大范圍商用推廣的條件。該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)均有相應(yīng)專利作為支撐,例如無人駕駛礦車駕駛模式控制技術(shù)、無人運(yùn)輸作業(yè)智能管理調(diào)度系統(tǒng)、工況環(huán)境下的車端感知冗余技術(shù)與系統(tǒng)協(xié)同感知技術(shù)等。其技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括數(shù)據(jù)驅(qū)動的無人駕駛礦卡橫縱向高精度控制,通過采集真實(shí)駕駛行為數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)不同場景及工況下車輛控制特性。
案例可推廣價(jià)值:露天礦無人駕駛運(yùn)輸全棧式解決方案“曠谷”適配礦區(qū)粉塵、雨雪霧、劇烈振動和極端低溫/高溫、極高海拔等惡劣工況,以及長距離上下陡坡、大曲率彎道、坑洼及結(jié)冰等復(fù)雜道路條件,并具備良好的系統(tǒng)兼容性和可擴(kuò)展性,支持與智慧礦山平臺聯(lián)動,致力于有效解決礦區(qū)人力管理成本高、安全事故頻發(fā)、運(yùn)輸效率低的痛點(diǎn)。

名商基于國產(chǎn)AI芯片:地平線J3和RK3588等,自主研發(fā)了針對礦區(qū)5G遠(yuǎn)程駕駛和低速自動駕駛的低成本域控制器,可針對多場景靈活定制;
面對不同礦區(qū)多變復(fù)雜環(huán)境,并適應(yīng)對港口、物流園區(qū)等其他長尾商業(yè)應(yīng)用場景,名商自主研發(fā)多任務(wù)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,可針對多樣化的數(shù)據(jù)樣本快速實(shí)現(xiàn)二次訓(xùn)練,共享Backbone,降低了研發(fā)成本并加速了市場化應(yīng)用。
面向激光雷達(dá)點(diǎn)云和視覺圖像,融合毫米波、超聲波等多種傳感器數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)模型訓(xùn)練的特征更為多樣化和精準(zhǔn),便于高精度3D環(huán)境重建和語義地圖建構(gòu)。
在低成本域控制器的算力基礎(chǔ)上,名商自主創(chuàng)新的多任務(wù)學(xué)習(xí)模型,為礦區(qū)及相關(guān)領(lǐng)域無人自動駕駛提供了低成本、端到端的解決方案,加速了產(chǎn)業(yè)的升級,并帶動了相關(guān)硬件的研發(fā)與市場化落地。
礦區(qū)通過配備名商的遠(yuǎn)程控制技術(shù)系統(tǒng),一方面大大降低礦區(qū)運(yùn)營管理的人力成本和人員安全風(fēng)險(xiǎn),另一方面促進(jìn)了5G等高速無線網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的部署和應(yīng)用落地,帶動了相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的升級。

無人駕駛技術(shù)可避免因人為誤操作或駕駛員的不良操作習(xí)慣對運(yùn)載裝備造成的損傷,繼而延長維護(hù)周期,大幅度節(jié)約成本;也能有效提高礦山運(yùn)載裝備的自動化、智能化程度,輔以智能調(diào)度以及大容量的車-地信息傳輸,進(jìn)而顯著提高其協(xié)同作業(yè)效率,延長設(shè)備使用壽命;同時無人駕駛系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測,實(shí)施預(yù)維修。
根據(jù)露天礦采掘時的實(shí)時參數(shù),如卡車、電鏟、挖機(jī)等設(shè)備的位置和狀態(tài)數(shù)據(jù),對卡車實(shí)施動態(tài)分配能夠大幅度的提高作業(yè)效率,并且最優(yōu)化使用設(shè)備及最短運(yùn)輸距離,可大幅度減少油耗。
基于無人駕駛的智能化建設(shè)在礦山運(yùn)輸系統(tǒng)中的運(yùn)用順應(yīng)國家和行業(yè)政策指向,符合礦山運(yùn)營“安全、綠色、高效、智能”的發(fā)展趨勢。
從經(jīng)濟(jì)效益來講,無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用可為礦山企業(yè)節(jié)省駕駛員及相關(guān)輔助人員的雇傭費(fèi),同時智慧礦山將大幅減少對操作員的依賴,使礦山企業(yè)的作業(yè)規(guī)模不受員工數(shù)量限制。

2、項(xiàng)目創(chuàng)新性
世界首個極寒(-40°C以下)環(huán)境無人礦卡編組運(yùn)行示范項(xiàng)目;
世界首個5G SA獨(dú)立組網(wǎng)的露天煤礦無人駕駛項(xiàng)目;
國內(nèi)首個200噸級以上礦用卡車無人化改造項(xiàng)目;
國內(nèi)首個實(shí)現(xiàn)全天候三班無人化編組運(yùn)行項(xiàng)目;
國內(nèi)首個實(shí)現(xiàn)礦用卡車無安全員編組運(yùn)行項(xiàng)目。