2025年5月15日,華能蒙東與徐工、華為聯(lián)合打造的100臺(tái)純電動(dòng)無(wú)人駕駛礦卡在內(nèi)蒙古華能伊敏露天礦正式投入規(guī)?;a(chǎn)運(yùn)營(yíng)。這是露天煤礦安全智能開(kāi)采國(guó)家礦山安全監(jiān)察局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重大成果,標(biāo)志著我國(guó)礦山無(wú)人駕駛技術(shù)從實(shí)驗(yàn)階段邁入規(guī)?;瘧?yīng)用,是中國(guó)煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)“安全-智能-綠色”三位一體轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵里程碑。
2024年華能蒙東牽頭成立實(shí)驗(yàn)室,聯(lián)合華為技術(shù)有限公司、華北科技學(xué)院、遼寧工程技術(shù)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)展-40℃高寒環(huán)境底盤(pán)線控系統(tǒng)、智能換電系統(tǒng)、多模態(tài)感知融合等一系列核心技術(shù)難題攻關(guān)和匹配測(cè)試,不斷調(diào)整落地方案,在伊敏露天礦正式投入編組運(yùn)營(yíng)后創(chuàng)下無(wú)人駕駛電動(dòng)礦卡領(lǐng)域全球最大噸位(90噸載重)、最快運(yùn)行速度、最低運(yùn)行溫度三項(xiàng)紀(jì)錄,車(chē)輛綜合運(yùn)輸效能達(dá)到人工駕駛的120%。截止11月13日,百臺(tái)“華能睿馳”已穩(wěn)定運(yùn)行超180天,車(chē)輛日均出動(dòng)率大于90%,單日產(chǎn)量突破10萬(wàn)立方米,累計(jì)剝離量突破千萬(wàn)立方米,展現(xiàn)了令人矚目的規(guī)?;\(yùn)營(yíng)能力。
混編作業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化“最后一公里”突破
在真實(shí)的礦山場(chǎng)景中,無(wú)人與有人設(shè)備的協(xié)同是必須攻克的難題。
伊敏露天礦項(xiàng)目投運(yùn)180天以來(lái),經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的反復(fù)調(diào)試,已成功實(shí)現(xiàn)無(wú)人礦卡與有人寬體車(chē)在剝離作業(yè)區(qū)的安全混行。這意味著無(wú)人駕駛技術(shù)不再是實(shí)驗(yàn)室或封閉區(qū)域的“盆景”,而是成功融入了真實(shí)、復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)環(huán)境,推動(dòng)礦山智能化從局部環(huán)節(jié)無(wú)人化邁向全流程、全要素協(xié)同。
下一個(gè)階段將重點(diǎn)突破多車(chē)型感知協(xié)同、路口智能調(diào)度與盲區(qū)動(dòng)態(tài)管控,穩(wěn)步推動(dòng)更復(fù)雜場(chǎng)景下的常態(tài)化混編作業(yè),并通過(guò)完善的應(yīng)急機(jī)制,確保系統(tǒng)在全天候、全時(shí)段下的穩(wěn)定運(yùn)行。
系統(tǒng)持續(xù)迭代,技術(shù)驅(qū)動(dòng)效能躍升
自5月15日百臺(tái)“華能睿馳”投運(yùn)以來(lái),伊敏露天礦聚焦裝備可靠性與系統(tǒng)智能化,持續(xù)推進(jìn)無(wú)人駕駛核心算法的精準(zhǔn)化與平臺(tái)調(diào)度能力的優(yōu)化。通過(guò)實(shí)施推力桿支架焊接加固、電舉升網(wǎng)關(guān)程序升級(jí)、無(wú)人駕駛機(jī)柜結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、前輪防護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化等數(shù)十項(xiàng)硬件改進(jìn)與軟件調(diào)試,系統(tǒng)整體穩(wěn)定性與環(huán)境適應(yīng)性得到顯著提升。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攻關(guān),目前車(chē)鏟精準(zhǔn)綁定、雙邊高效裝載、地圖熱升級(jí)與排土區(qū)靈活配置等關(guān)鍵功能已全面實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)升級(jí)耗時(shí)大幅壓縮;同時(shí)通過(guò)優(yōu)化路徑規(guī)劃與繞行邏輯,并投用遠(yuǎn)程駕駛艙穩(wěn)定接管功能,系統(tǒng)在異常處置效率與全天候作業(yè)可靠性方面實(shí)現(xiàn)顯著突破,為復(fù)雜工況下的持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了有力支撐。
綠色智能協(xié)同,樹(shù)立行業(yè)新標(biāo)桿
伊敏露天礦不僅以實(shí)實(shí)在在的運(yùn)營(yíng)效率為我國(guó)礦山智能化建設(shè)樹(shù)立了全新的行業(yè)標(biāo)桿,同時(shí)也在綠色轉(zhuǎn)型上走在前列。整個(gè)項(xiàng)目依托伊敏煤電公司光伏綠電驅(qū)動(dòng)和純電技術(shù),運(yùn)輸環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)零碳排放。據(jù)統(tǒng)計(jì),百臺(tái)礦卡每年可替代柴油超1.5萬(wàn)噸,減排二氧化碳4.8萬(wàn)噸,單位運(yùn)輸成本較外委模式下降13.3%,每年節(jié)約剝離費(fèi)用超2400萬(wàn)元。
在“華能睿馳”無(wú)人礦卡集群的背后,不僅是創(chuàng)新探索露天煤礦安全智能開(kāi)采、無(wú)人開(kāi)采模式的責(zé)任與使命,更是多方技術(shù)能力融合的一場(chǎng)革命。該項(xiàng)目應(yīng)用了全球首個(gè)露天礦5G-A網(wǎng)絡(luò),創(chuàng)新構(gòu)建了一套以車(chē)端智能控制、云端智能調(diào)度和動(dòng)態(tài)地圖為核心的 “車(chē)-網(wǎng)-云”一體化協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)。
車(chē)端高可靠自主控制,充分保障行車(chē)精度與安全
這款華能睿馳無(wú)人電車(chē)的感知系統(tǒng)由由4個(gè)毫米波雷達(dá)、5個(gè)激光雷達(dá)和6個(gè)視覺(jué)相機(jī)共同構(gòu)成的融合感知,通信級(jí)抗干擾傳輸與AI仿真增強(qiáng)決策等核心技術(shù)組成,可以精準(zhǔn)識(shí)別40米之外直徑30厘米以上的障礙物,實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)身周?chē)?60度無(wú)盲區(qū)、穩(wěn)定持續(xù)的感知覆蓋,同時(shí)還能實(shí)時(shí)判斷運(yùn)動(dòng)障礙物的移動(dòng)趨勢(shì)和體積大小,動(dòng)態(tài)調(diào)整避障策略,根據(jù)情況選擇停車(chē)、騎行或繞障等模式,真正實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜環(huán)境中的自感知、自決策和自控制能力,有效提升了行車(chē)可靠性和安全性,單車(chē)運(yùn)行速度最高達(dá)35公里/小時(shí),平均車(chē)速超過(guò)25公里/小時(shí)。
池化調(diào)度“最強(qiáng)大腦”,全局優(yōu)化激活設(shè)備潛能
云端的池化調(diào)度算法扮演著“最強(qiáng)大腦”的角色。它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各作業(yè)面反鏟狀態(tài)與所有車(chē)輛的運(yùn)行數(shù)據(jù),不再僵化地固定車(chē)鏟配對(duì),而是動(dòng)態(tài)分配車(chē)輛至當(dāng)前效率最高的裝載區(qū),實(shí)現(xiàn)車(chē)-鏟的自動(dòng)最優(yōu)配比。
通過(guò)全局調(diào)度與多車(chē)協(xié)同路徑規(guī)劃,該系統(tǒng)成功破解了礦山運(yùn)輸中“空車(chē)待裝”的效能瓶頸。通過(guò)AI算法實(shí)現(xiàn)對(duì)交匯車(chē)輛行駛軌跡的預(yù)測(cè),并通過(guò)三級(jí)安全距離控車(chē)策略,車(chē)輛排隊(duì)等待、急停減速的時(shí)間被大幅壓縮,設(shè)備利用率和整體運(yùn)行效率實(shí)現(xiàn)了最大化提升,讓每一臺(tái)設(shè)備、每一分鐘都能創(chuàng)造最大價(jià)值。
動(dòng)態(tài)地圖分鐘級(jí)更新,實(shí)現(xiàn)礦區(qū)全域數(shù)字孿生
地圖的云端眾包與動(dòng)態(tài)更新,讓每一臺(tái)無(wú)人礦卡都不再僅僅是運(yùn)輸工具,更是移動(dòng)的“地圖采集員”。它們通過(guò)車(chē)端傳感器實(shí)時(shí)獲取點(diǎn)云與圖像數(shù)據(jù),回傳至云端處理中心后,系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成裝卸載區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆返汝P(guān)鍵區(qū)域地圖的秒級(jí)采圖與分鐘級(jí)更新,使得礦山地形“活”了起來(lái),為實(shí)現(xiàn)全流程自適應(yīng)作業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合攻克技術(shù)難關(guān),創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)地圖分鐘級(jí)更新,在排土區(qū)智能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)生成最優(yōu)排土位,保證排土作業(yè)安全。
從“項(xiàng)目成功”到“模式復(fù)制”,加速產(chǎn)業(yè)化布局
目前,技術(shù)端已沉淀出成熟的規(guī)范體系與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),管理端也創(chuàng)新形成央企聯(lián)合體協(xié)作模式,依托這兩大基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃在2025-2026年繼續(xù)開(kāi)展100臺(tái)取消駕駛室無(wú)人純電動(dòng)礦用卡車(chē)替代自營(yíng)設(shè)備出煤作業(yè)的創(chuàng)新與驗(yàn)證,全面承接2600萬(wàn)噸煤炭運(yùn)輸及800萬(wàn)立方米剝離任務(wù),從根本上降低安全風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)營(yíng)成本。
為此,華能蒙東還專(zhuān)門(mén)成立了華能智礦(內(nèi)蒙古)科技有限公司,并將正式面向全行業(yè)推廣銷(xiāo)售智能化礦山建設(shè)成套解決方案,提供從規(guī)劃到運(yùn)維的全鏈條服務(wù)。這標(biāo)志著由實(shí)驗(yàn)室孵化的“伊敏經(jīng)驗(yàn)”將從單一項(xiàng)目成功,邁向可復(fù)制的商業(yè)化模式,在推動(dòng)整個(gè)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮主導(dǎo)作用。
未來(lái),實(shí)驗(yàn)室將持續(xù)強(qiáng)化核心技術(shù)的迭代升級(jí),不斷提升研發(fā)、設(shè)計(jì)與運(yùn)維能力,致力于把研發(fā)成果從實(shí)驗(yàn)室向全國(guó)露天煤礦推廣應(yīng)用,同時(shí)將“華能睿馳”打造為智能礦山領(lǐng)域的世界級(jí)品牌,引領(lǐng)中國(guó)露天礦走向更高效、更安全、更綠色的未來(lái)。
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