2014年,SAE international(国际汽车工程协会)就无人驾驶制订了1套自动驾驶汽车分级标准,将其分为L0~L56个等级。行业专家认为SAE分级标准缺少应用场景的划分,增加了另一维度“地理围栏”的概念,地理围栏划分了Geo1~Geo5的简单等级划分,从Geo1无人、低速、车流少的场景逐渐过渡至Geo5人多、杂乱的交通环境,如城乡结合部的道路。
由于矿山工作环境非常恶劣,且需要全天候运行,矿山运输无人驾驶技术成为推进了智能矿山建设关键点。作为智能矿山重要组成部分之一,矿山运输无人化可以从根本上解决驾驶人员的安全问题,降低人力成本,并能极大地提高矿山生产效率。
1 国内露天矿山无人驾驶现状
2018年9月包钢集团、踏歌智行、北方股份、北京航空航天大学、中国移动、华为合作签约,共同推进世界最大的稀土露天矿山白云鄂博矿无人驾驶项目,实施“5G网络条件下无人驾驶及操作的智慧矿山技术的开发及应用”。
2018年11月踏歌智行在白云鄂博矿区完成了MT3600B、NTE150t2台大型矿卡和1台90t宽体车的无人化升级改造和矿车无人驾驶管理系统开发,凭借国内领先的感知、控制、执行和智慧矿山运营管理系统等核心技术,实现了不同厂家、不同吨位车型混合编组测试运营的重大进展。
由江铜集团、中国移动、华为、航天重工和山推股份联合打造出的国内首个有色矿山车联网。在江西首批5G基站落户城门山铜矿后,积极开展5G与矿业的融合,不断优化矿用车联网平台的智能驾驶系统,利用5G网络低时延、高速率、高可靠性的特点,积极推进采矿设备智能化基础改造,实现控制精度达到厘米级的无人驾驶矿用卡车。城门山铜矿是我国首家使用无人驾驶矿用车的有色露天矿山。矿车具有无人行驶、智能避障等功能,并实现与全球首台大马力5G远程遥控推土机的联合作业。
扎哈淖尔煤矿是我国自行设计、开发、建设的第1座露天煤矿,目前扎哈淖尔煤业公司5G基站已安装7座5G基站实现生产现场信号全覆盖。运输车辆安装的4个摄像头利用环视模块的图像拼接,实现驾驶人员对车辆周围无盲区的观察,并通过5G网络秒传至安全监控中心,不仅消除了监管盲区,又提高了生产监管效率和效益。
2 国外露天矿山无人驾驶现状
早在2005年,智利国有铜业公司(Codelco)旗下最大的分公司北方铜矿公司(CodelcoNorte)已试运行小松公司的自动运输系统。该公司旗下最大的铜矿丘基卡马塔(Chuquicamata)铜矿为露天转井下矿山,该公司在露天开采收尾阶段由于运距太大,试运行矿卡的无人驾驶技术。
该矿区于2018年开始进行地下开采后,与罗克韦尔自动化公司通力协作,促使这座已有百年历史、规模居世界前列的露天铜矿实现技术升级,成为采用矿块崩落开采法的“超级崩落型”铜矿。这项先进开采技术的应用预计可将铜矿的服务年限延长40年以上,提高生产效率从而实现更高的资产利用率。
森科尔能源公司(Suncor Energy)是加拿大第1家引进自动卡车的油砂公司,2013年起,森科尔在其油类和采矿业务中测试“自动运输系统”,以确定GPS辅助的卡车是否可以全年在油井工作。目前在阿尔伯塔省的North Steepbank项目拥有9辆自动卡车运输材料,每个矿场都有自己的控制中心来管理车辆,这些车辆已经按照油砂采矿等独有的条件运行。
Brockman4矿区是力拓集团2010年投产的铁矿山,并成为附近矿山高技术操作的示范基地。它是皮尔巴拉扩建计划中的重要组成部分。Brockman4目前的矿坑设计预计能够生产6亿t高端铁矿石(品位大于60%)和4.5亿t低品位矿石(品位50%~60%)。力拓Brockman 4号矿区目前运行的29辆830E标准型自卸卡车上已安装小松公司的自动运输系统加装套件。
澳大利亚西部皮尔巴拉(Pilbara)铁矿区有16个铁矿场,4个独立港口码头,1700 km的铁路网络。目前皮尔巴拉矿区拥有全球最大的无人驾驶卡车车队。这些在皮尔巴拉铁矿区运行的无人驾驶,是由距离1 500 km外的佩斯市的操作运营中心远程控制。目前矿区超过130台。截至2018年2月,自动运输卡车已运输超10亿t矿石。
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