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世界首個極寒露天煤礦5G+無人駕駛專案進入示範執行

2021-10-18由 央廣網 發表于 歷史

央廣網北京9月30日訊息 據中央廣播電視總檯中國之聲《新聞超連結》報道,近日,世界首個極寒露天煤礦5G+無人駕駛專案——極寒型複雜氣候環境露天煤礦無人駕駛卡車編組安全示範工程,透過國家工業性示範執行安全評審和科技成果鑑定,專案進入工業性示範執行,成果達到國際先進水平。

無人駕駛卡車執行在內蒙古呼倫貝爾草原中心的寶日希勒露天煤礦,總重接近400噸的重型礦車在礦區內穿梭自如,24小時作業不息。

寶日希勒露天煤礦是中國最北端的大型煤礦之一,冬季夜間最低溫度甚至可能達到零下50℃。使用無人駕駛卡車,既提高了效率又提升了安全生產水平。

無人駕駛卡車與一般卡車相比有何不同?發展無人駕駛卡車這項技術,有哪些好處?複雜氣候環境對於無人卡車的執行會帶來哪些挑戰?未來是否會在更多的礦山推廣無人卡車技術?

無人駕駛卡車看起來與一般卡車一樣嗎?

無人駕駛卡車經由傳統礦車升級改造而來,整體的結構與普通卡車沒有明顯差異,但是無人駕駛卡車在傳統卡車的基礎上新增了多個配套系統,透過改造使得礦車向智慧化方向發展。

首先是網路通訊系統,良好的網路通訊系統是實現無人礦卡與指揮排程中心進行資料傳輸的保證。第二是應急管理系統,應急管理系統可以實現緊急情況下的應急處理和故障處理,保證礦車作業過程中的行車安全。第三是協同作業管理系統。無人運輸卡車無法單獨完成作業,它需要與推土機、平路機等裝置進行協同作業,形成一個完整的露天礦作業生產系統。未來還需要配備一個智慧作業管理系統,以幫助人員可以遠端排程無人礦卡。

5G為無人駕駛礦卡及其配套設施的順利運作提供了技術支撐。5G大寬頻、高速率、低延時等特點增強了無人礦卡的感知能力,從而提高了礦卡的反應速度。同時,指揮排程室需要對礦卡進行實時監測,實施遠端監測將產生較大的影片流,需要使用5G來儘可能減少畫面的延遲。

使用無人駕駛卡車有哪些好處?

大雁寶日希勒能源公司寶日希勒露天煤礦副礦長徐煦表示,無人駕駛卡車技術的發展與推動煤礦高質量發展的國家政策密切相關,在踐行煤礦智慧化發展與高質量發展方面,無人駕駛是其中的一個先行示範專案。

無人駕駛可以儘可能消除人工作業中存在的安全隱患。人工駕駛礦車可能存在駕駛員違章駕駛,疲勞駕駛等危險情況,無人礦卡可以避免此方面的安全隱患,從而提高礦場作業的安全係數,減少因駕駛員疏忽而引發的安全問題。

同時,無人駕駛卡車技術的發展有利於改善員工的工作環境。礦下的作業環境較為惡劣,揚塵問題嚴重,廢棄物排放量大,不僅容易造成環境汙染,還會對人體健康產生不良影響。無人駕駛技術將人力從礦區下解放出來,使人力遠離現場惡劣的作業環境,將部分員工從礦場調到排程指揮中心,改善了員工的作業環境,提高了他們的生活質量。

無人駕駛技術還將緩解煤礦工人緊缺的問題。初期雖然需要投入一定的資金髮展無人駕駛技術,但長期而言,使用無人駕駛礦卡的成本要低於僱傭人力的成本。無人駕駛礦卡只需定期維護就可長時間作業,工作量遠大於人力。同時伴隨著技術的升級迭代,無人駕駛礦卡的生產成本和運輸成本都會有所降低。

複雜氣候對無人礦卡帶來哪些挑戰?未來會在其他礦區推廣該技術嗎?

寶日希勒露天煤礦坐落在呼倫貝爾草原莫日格勒河畔旁,是中國最北端的大型露天煤礦之一。該地夏季風景優美,但冬季非常寒冷,冬季的室外溫度最低可達零下50攝氏度。極端的氣候環境使得無人駕駛礦卡的運作面臨挑戰。

一方面,極寒條件容易導致道路結冰,如何在冰面上實現無人駕駛的平穩控制和安全執行,是無人駕駛技術應用的挑戰之一。另一方面,礦區的冬季多有大雪和大霧天氣,在如此氣候環境下,如何實現無人駕駛技術的精準感知與反饋,以幫助無人駕駛系統作出合理的決策規劃,也是一大挑戰。

為了應對寶日希勒露天煤礦的複雜氣候環境,無人駕駛礦卡採用耐極低溫的元器件,另外在元器件上還加裝了保溫措施,目前無人駕駛卡車已經透過低溫考驗。同時無人駕駛卡車還具備雪地模式,透過控制車輛的速度,來確保車輛在溼滑路面上的行駛安全。在提高感知能力方面,礦卡的前後都加裝了攝像頭、毫米波雷達、鐳射雷達等感知裝置,同時搭載了強大的演算法處理能力,幫助礦卡排除了冬季飄雪與夏季沙塵等複雜環境對感知能力的干擾。

寶日希勒露天煤礦無人運輸系統在研發初期就以可推廣可複製為目的。在這個專案的實施過程中,研究人員已在積極推進無人運輸系統在其他礦區的應用。除了寶日希勒露天礦區外,許多其他露天礦區也在研究無人駕駛礦卡執行技術。研究者希望發揮寶日希勒露天煤礦無人運輸系統的先行示範作用,進一步推動無人駕駛技術的快速進步,推動無人駕駛技術在其他礦山的有效應用。

徐煦認為,無人駕駛控制系統可能成為礦卡的標配。目前的無人駕駛礦卡還帶有駕駛室,而未來隨著我國製造能力的不斷提高,礦卡也可能不再需要駕駛室,我們將迎來更加智慧化的無人駕駛時代。

監製:郭靜

記者:鶴佳

編輯:富賾 彭毓姬 潘雨薇

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