重大進展特刊┃易控智駕副總裁林巧：露天礦礦用卡車無人駕駛關鍵技術及規(guī)?；瘧?
重大進展特刊
為宣傳推廣煤礦智能化建設先進經驗和創(chuàng)新成果，發(fā)揮典型示范引領作用，《智能礦山》于2025年第2期策劃出版了《2024年煤礦智能化重大進展成果特刊》，刊登代表新時代煤礦人創(chuàng)造性實踐和智慧結晶的11項智能化建設成果，以饗讀者。
文章來源：《智能礦山》2025年第2期“2024年煤礦智能化重大進展成果特刊”
第一作者：林巧，高級工程師，現任易控智駕科技有限公司副總裁，主要從事露天礦山智能化的相關工作。E-mail：linqiao@eacon.com
作者單位：新疆天池能源有限責任公司；國家能源集團新疆能源化工有限公司；內蒙古電投能源股份有限公司；新疆哈密三塘湖能源開發(fā)建設有限責任公司；新疆宜化礦業(yè)有限公司
引用格式：林巧，康慶微，蔡明祥，等.露天礦礦用卡車無人駕駛關鍵技術及規(guī)?；瘧肹J].智能礦山，2025，6(2)：28-33.
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露天礦智能化建設是實現產業(yè)高端化、綠色化及減人、增安、提效的有效途徑。礦山無人駕駛大規(guī)模常態(tài)化應用是露天礦智能化建設的重要一環(huán)，可推動礦山生產實現高效率、低成本運輸技術，為露天礦山智能化建設奠定扎實基礎。
隨著露天礦無人駕駛應用規(guī)模的不斷擴大，生產作業(yè)場景復雜度快速加深，運輸作為露天礦生產的重要環(huán)節(jié)，每年至少保證300天的安全、高效作業(yè)，對無人駕駛納入正式生產流程、規(guī)模化應用的場景適應性、環(huán)境適應性和穩(wěn)定可靠性提出了極高要求，不同礦區(qū)工況特點對技術通用性和可靠性帶來多項挑戰(zhàn)。
關鍵技術創(chuàng)新
目前國內礦山約有2000臺無人駕駛礦用卡車，常態(tài)化無人駕駛占比約55%。多數露天礦單礦無人駕駛卡車數量少且未實現規(guī)?；瘧谩；诖耍卓刂邱{科技有限公司（簡稱易控智駕）自主研發(fā)了露天礦山無人駕駛運輸解決方案“著山2.0”，攻克了露天礦無人駕駛智能運輸大規(guī)模應用地圖采集與更新技術、復雜場景多模態(tài)融合感知技術、大規(guī)模無人駕駛集群智能調度等關鍵技術，無人駕駛大規(guī)模應用取得明顯成效。露天礦無人駕駛規(guī)模化應用與快速部署核心技術如圖1所示。
圖1 露天礦無人駕駛規(guī)模化應用與快速部署核心技術
1.1 露天礦地圖高頻快速實時更新技術
露天礦工作面和道路快速變化要求地圖實時更新，以滿足無人駕駛運輸業(yè)務需求，研發(fā)了基于多源數據融合的無人駕駛作業(yè)區(qū)域地圖快速更新技術?；跓o人駕駛卡車大量運行數據，實現了無人駕駛作業(yè)區(qū)域眾源數據采集與地圖數據靶向更新，達到裝載區(qū)平盤內部串行更新、平盤間并行更新的效果。無人駕駛裝卸載區(qū)區(qū)域更新時間降低90%，通過擬人化裝載技術保障挖機單車待裝時間降低80%，與人工裝載作業(yè)時間持平。采用基于目標精度的高倍率地圖數據壓縮技術，實現有限算力下高倍率地圖數據快速壓縮，車云交互數據量壓縮90%，滿足頻繁走鏟作業(yè)和多平盤作業(yè)。
采用地圖要素級訂閱式動態(tài)差分與增量分發(fā)技術，以作業(yè)分區(qū)為單位構建地圖，礦用卡車根據任務類型、所在位置等信息，訂閱任務需要的分區(qū)數據，實時拉取地圖獲取新的迭代版本，支持單礦1000臺以上礦用卡車地圖秒級分發(fā)，針對不同類型的任務動態(tài)調整數據分發(fā)策略，降低地圖數據維度，提高地圖數據的更新速度和鮮度，露天礦復雜場景下地圖高頻快速實時更新技術如圖2所示。
圖2 露天礦復雜場景下地圖高頻快速實時更新技術
1.2 露天礦無人駕駛多模態(tài)融合感知技術
針對露天礦惡劣工況、天氣導致的傳感器故障或失效，以及無人駕駛礦用卡車對小障礙物識別和行人安全的適應性需求，研發(fā)了露天礦復雜場景下無人駕駛多模態(tài)融合感知技術。采用基于點云?視覺多模態(tài)融合的非干擾實體精準識別技術，實時融合處理多源異構數據流，捕捉礦山環(huán)境數據的重要特征和動態(tài)變化，提高環(huán)境理解和預測精度，復雜場景下無人駕駛多模態(tài)融合感知技術如圖3所示。
圖3 復雜場景下無人駕駛多模態(tài)融合感知技術
基于自注意力機制模型捕獲數據重要特征，解決了礦山環(huán)境煙塵、粉塵、塵霧等非干擾實體場景誤檢問題，實現了區(qū)域小障礙物的精準檢測和作業(yè)區(qū)邊界實時提取，提升了無人駕駛系統(tǒng)對復雜環(huán)境的適應能力和決策質量，保證系統(tǒng)安全性和效率，并提升了節(jié)能性和經濟性。
1.3 露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調度技術
隨著露天礦單礦無人礦用卡車數量增加至幾百臺規(guī)模，無人駕駛調度系統(tǒng)需要高速可靠的網絡環(huán)境，面臨調度集控中心的調度系統(tǒng)算力不足，無人駕駛與有人駕駛大規(guī)?；煨械入y題。結合生產調度、運力調度、交通調度的多層級調度，提出了露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調度技術。
基于完整的采運排調度任務信息架構設計，并結合靈活且魯棒的任務更新算法，實現卡車與裝載設備高穩(wěn)定性均衡調度和全局最優(yōu)生產作業(yè)任務調配和宏觀路徑規(guī)劃，保障集群調度系統(tǒng)能夠實現在任務下發(fā)后60min內，單臺車輛在無任務更新的情況下仍能持續(xù)高效作業(yè)。針對大規(guī)模車隊調度場景，滿足30min內無任務更新的情況下，維持全局調度的均衡性。露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調度技術如圖4所示。
圖4 露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調度技術
露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調度算法架構具備在礦山網絡不穩(wěn)定性和低帶寬場景下穩(wěn)定持續(xù)高效運行能力，可實現混行調度、交通流控制及動態(tài)收發(fā)車、加油、點檢任務，減少交通沖突和車輛排隊，提高了無人駕駛運行效率，實現了運行時間超過1年、單礦200臺以上無人駕駛礦用卡車的大規(guī)模常態(tài)化安全高效作業(yè)。
無人駕駛規(guī)?；瘧眯Ч?/strong>
易控智駕自主研發(fā)的露天礦山無人駕駛運輸解決方案“著山2.0”提升了無人駕駛系統(tǒng)、智能云控平臺及協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)的作業(yè)能力，滿足在雪、雨、霧、風、低溫、高溫等復雜天氣環(huán)境的正常生產，在作業(yè)區(qū)域實現了露天煤礦剝離及采煤場景兼容，以及多編組內排和多編組外排常態(tài)化應用，并在新疆天池能源有限責任公司、國家能源集團新疆能源化工有限公司、國家電投集團內蒙古能源有限公司、新疆能源（集團）有限責任公司、新疆宜化礦業(yè)有限公司等多個露天礦規(guī)?；瘧?，實現了全國20多個露天礦超過800臺無人駕駛礦用卡車規(guī)?；瘧茫塾嬤\行里程超過3000萬km，運輸方量超過1.5億m3，實現了煤礦智能化建設重大突破，促進露天礦山作業(yè)“少人化、無人化”。
（1）新疆南露天煤礦
新疆天池能源有限責任公司南露天煤礦單礦超200臺世界最大規(guī)模無人駕駛礦用卡車常態(tài)化運行，實現了24臺無人駕駛采煤車和90臺人工駕駛車輛常態(tài)化混行作業(yè)。截至2024年12月，無人駕駛累計運行里程超過1400萬km，運輸趟次超過180萬車次，運輸量超7000萬m3，南露天煤礦無人駕駛卡車運行情況如圖5所示。
圖5 新疆南露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)
（2）準東露天煤礦
國家能源集團準東露天煤礦實現了單礦100臺以上無人駕駛卡車大規(guī)模應用推廣，并實現了采煤和剝離多場景作業(yè)，截至2024年12月，無人駕駛累計運行里程超400萬km，運輸趟次超30萬車次，運輸量超1000萬m3，準東露天煤礦無人駕駛卡車運行情況如圖6所示。
圖6 準東露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)
（3）石頭梅一號露天煤礦
新疆哈密三塘湖能源開發(fā)建設有限責任公司石頭梅一號露天煤礦實現了100臺以上無人駕駛卡車運輸快速部署并常態(tài)化運行，無人駕駛礦用卡車實現了采煤和剝離有人/無人駕駛礦用卡車混編常態(tài)化運行，無人駕駛常態(tài)化運行助力石頭梅一號露天煤礦通過新疆維吾爾自治區(qū)的中級智能化驗收，石頭梅一號露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)如圖7所示。
圖7 石頭梅一號露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)
（4）霍林河南露天煤礦
內蒙古電投能源股份有限公司霍林河南露天煤礦實現了40臺以上無人駕駛卡車運輸快速部署并常態(tài)化運行，日均單車運輸量為1700m3，無人駕駛剝離實現單日最高產量為7.5萬m3，無人駕駛綜合效率達到人工駕駛效率的98%?；袅趾幽下短烀旱V無人駕駛現場作業(yè)如圖8所示。
圖8 霍林河南露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)
（5）五彩灣礦區(qū)一號露天煤礦
新疆宜化礦業(yè)有限公司準東五彩灣礦區(qū)一號露天煤礦實現了40臺以上無人駕駛卡車運輸快速部署并常態(tài)化運行，無人駕駛卡車單日有效作業(yè)時間高于傳統(tǒng)人工作業(yè)時長約10%，助力礦區(qū)安全高效生產，五彩灣一號露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)如圖9所示。
圖9 五彩灣一號露天煤礦無人駕駛現場作業(yè)
隨著無人駕駛礦卡在露天礦場景的常態(tài)化成熟應用，百噸級礦卡兼顧了安全生產和節(jié)能增效，逐步成為礦區(qū)無人化、電動化、大型化、國產化融合的主流選擇；同時百噸級無人駕駛礦卡的運行效率能夠滿足露天礦正常安全生產需要，實現危險繁重的寬體車司機崗位無人化替代。
總結與展望
3.1 總結
（1）露天礦卡車無人駕駛規(guī)?；瘧媒鉀Q了露天礦山行業(yè)招工難、用工貴的人力成本難題，無人駕駛礦用卡車全天候連續(xù)作業(yè)及全局最優(yōu)調度，降低了維保成本，提高了礦山運輸效率和生產能力。
（2）露天礦卡車無人駕駛規(guī)?；瘧脤崿F了高危崗位替代，避免了礦工在惡劣礦山環(huán)境作業(yè)，降低了安全事故帶來的停工停產損失，推動了露天礦山作業(yè)“少人化、無人化”，可有效防范重大安全風險。
（3）露天礦卡車無人駕駛技術與礦山數字化、信息化、自動化等技術相結合，實現了礦山生產過程的智能化調度、監(jiān)控和管理，構建了全流程的智能礦山生產系統(tǒng)，提升了礦山整體智能化水平，為實現礦山高效、安全、綠色開采提供了有力支撐。
（4）露天礦卡車無人駕駛大規(guī)模推廣應用，推動礦山行業(yè)向大型化、綠色化、無人化發(fā)展，促使礦山企業(yè)的技術升級改造和管理模式創(chuàng)新，帶動整個礦業(yè)產業(yè)的升級和轉型，促進礦山設備制造、通信技術、智能控制等相關產業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。
3.2 展望
露天礦山無人駕駛卡車大規(guī)模運行近年來快速發(fā)展，礦山無人駕駛技術及裝備發(fā)展的宗旨是安全、效率和成本，未來發(fā)展方向主要包括4個方面。
（1）拓展國內露天礦無人駕駛技術的應用場景，目前露天礦礦用卡車無人駕駛技術在新疆、內蒙古等大型礦區(qū)已得到廣泛應用，在河北、山東等地中小型礦區(qū)也開始規(guī)模化應用，未來應用場景和范圍將逐漸增加。除露天煤礦領域外，逐步推廣到其他各類小型礦種的露天礦無人駕駛，礦山無人駕駛技術將成為行業(yè)共識。
（2）礦山無人駕駛發(fā)展需要在供應端保障無人駕駛技術及產品穩(wěn)定性，滿足礦山日常生產的快速復制能力。人工智能的快速發(fā)展，無人駕駛規(guī)?；瘧脤⒊霈F新的增量機會，實現產業(yè)鏈橫向和縱向雙增長，推動露天礦山智能、安全、綠色、高效發(fā)展。
（3）礦山無人駕駛解決方案需要從技術安全、流程安全與運營安全等角度全面提升，研發(fā)集群全局調度云、自主決策協(xié)同車、無人駕駛線控平臺，系統(tǒng)解決礦山場景的諸多難點和痛點。
（4）無人駕駛規(guī)模化應用逐步推動傳統(tǒng)露天礦山行業(yè)，以點帶面智能化建設的頂層設計變革，加速出臺政策法規(guī)、調整礦山管理標準、重新規(guī)劃人才梯隊建設等，進一步推動露天礦山智能化變革。
“煤礦智能化重大進展發(fā)布會”自 2021年開始，至今已舉辦4次，發(fā)布會吸引了眾多煤礦智能化建設領域的專家及科研、工程技術人員，成為展示煤礦智能化建設成果，交流煤礦智能化科技成果的盛會。
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END
編輯丨李莎
審核丨趙瑞
煤科總院出版?zhèn)髅郊瘓F成立于2015年，擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學術交流陣地，也是行業(yè)最大最權威的期刊集群。
《智能礦山》
Journal of Intelligent Mine
月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領域產學研用新進展的綜合性技術刊物。
主編：王國法院士
投稿網址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）
聯系人：李編輯 010-87986441
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