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无人驾驶技术助推国家能源集团智慧矿山建设

中国煤炭网 作者:张静 张巴图 李超 2020-08-17 11:15:29

本网讯 日前,在国家能源集团准能集团黑岱沟露天煤矿坑下,编号为508号的930E矿用卡车匀速行驶在1200平盘道路上。驾驶室里,只见卡车司机双手放在膝上,没有操控方向盘,车辆却依然驶向前方。矿用卡车无人驾驶这个听起来科技感十足的项目,在准能正从“纸上谈兵”逐渐变成现实。

图为在黑岱沟露天煤矿试验运行的930E矿用无人驾驶卡车

无人驾驶逐步用于实际

准能集团“露天煤矿矿用自卸车无人驾驶系统”科技创新项目于2018年5月被国家能源集团批立项。2019年,该公司与航天重工、株洲中车达成最终合作意向,由两家公司无费用各承担一台矿用卡车的无人驾驶系统研制,并在黑岱沟露天煤矿和哈尔乌素露天煤矿开展工业性试验。

该项目通过搭建一套包括地面控制中心系统、车地无线通信系统、车载控制系统等完整的无人驾驶控制系统,实现矿用自卸车“装、运、卸”典型作业过程的完全无人自主运行,并能够与钻机、电铲、推土机、平路机等露天煤矿作业关键设备配合工作。

图为技术人员与卡车司机共同在驾驶室内监控无人驾驶卡车运行状态

从今年6月18日起,由航天重工研发团队开发的无人驾驶系统开始在930E矿用卡车上实施现场改造,先后完成整车线控化改造、无人驾驶车载传感器安装、作业区域地图采集与制作、无人驾驶循迹行驶测试、机群系统与无人矿卡协同作业调试等工作。目前,改造后的车辆已在全程3.6公里的测试区域内实现前进、后退、转弯、上下坡、装载和卸载等无人驾驶功能。

据航天重工自动驾驶系统项目经理丁国徐介绍,额定载重290吨的930E电动轮自卸矿用卡车是目前全球最大的无人驾驶矿用卡车。针对该车的自动驾驶系统,现已完成自动行驶功能,下一步研发团队将为它装上“眼睛”和“大脑”,以精准识别道路上的障碍物。

而作为项目甲方,为了加快实施进度,准能集团成立了项目管理小组,多家单位和部门共同参与、通力合作,分别负责项目全过程管理、安全管理、采矿方案制定、改造设备技术资料提供、矿用自卸车和装载设备提供、维修人员和密闭场地提供、协调无人驾驶项目网络接口等各项工作。同时,从7月起,项目管理小组每周召开推进会,协调解决项目一周实施过程中出现的问题。

人工智能带来效益前景

据了解,黑岱沟与哈尔乌素两个露天煤矿现有矿用自卸车200台,司机配置800余人。近年来,露天矿运输作业存在招工难、效率低、运营成本高等难题,人工智能的发展为此提供了全新的解决方案。

矿用车辆无人驾驶技术能够有效提升露天煤矿现有运输装备工作效率,最大限度降低人员的参与,特别是在恶劣环境和天气下,在降低人工成本、改善职工作业环境的同时,减少安全事故的发生,带来较大的经济效益和社会效益。

据悉,国外矿山无人驾驶技术研发起步早,目前已实现规模化应用。为了突破国外技术和硬件垄断,国内多家企业已开展自动驾驶矿用卡车、远程遥控挖掘机等相关技术研发与应用示范,目前都处于试验与试商用阶段。

大国竞争靠工业,工业竞争在智能。在国家相继出台“中国制造2025”“新一代人工智能发展规划”等一系列政策措施推进我国工业智能化转型的背景下,煤炭工业作为关系我国经济命脉和能源安全的重要基础产业,智能化是其发展的必由之路,可从本质上提升矿山企业的核心竞争力,从而推动我国矿业向安全、高效、经济、绿色与可持续的目标发展,在日益激烈的市场竞争中脱颖而出。在这样的大背景下,准能集团开展包括矿用卡车无人驾驶技术在内的智慧矿山建设具有重大的战略意义。矿用自卸车无人驾驶系统的实现,是智慧矿山的重要基础,也是不可或缺的前提条件。

图为技术人员查看无人驾驶操作系统屏幕

一直以来,准能集团十分重视与国内制造商合作,鼓励和支持其研制开发大型露天矿用设备,并发挥露天采矿工艺的平台作用,将准能打造为新产品试用基地,为国产露天矿用设备工业试运行提供便利。同时,准能凭借积累的经验,积极为国内制造商提供技术支持和用户体验,提出改进建议,推动设备升级。双方通过合作,在实现创新创效、降本增效的同时,有利于加快中国制造突破关键技术瓶颈,推动中国大型能源装备产品升级。

“露天煤矿矿用自卸车无人驾驶系统”项目预计总工期为14个月,现基于4G网络运行,未来可兼容5G通信技术。目前,株洲中车研发团队正在哈尔乌素露天煤矿进行930E矿用卡车线控化改造工作,航天重工研发团队预计年内将系统整体转移到黑岱沟露天煤矿真实作业面参与实际生产作业。

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