无人驾驶“巨无霸”驶入矿山

无人驾驶矿车只是矿山生产效率提升的一个小进步。随着技术的不断发展，未来的矿山运营有望实现全面无人化和智能化，成为现实。无人化运营已经成为矿山开发的重要目标之一。

最近，中国兵器工业集团北方重工集团北方股份公司（以下简称北方股份）自主研发的国内首款110吨NTE120AT无人驾驶电动轮矿车在内蒙古自治区包头市顺利下线并进入调试阶段，不久将投入矿山试运行。

在现场，记者看到这款矿车长度达10米，宽度为5.5米，高度接近两层楼房，堪称真正的“巨无霸”。北方股份的产品研究院高级业务经理王逢全介绍说：“我们首次将基于线控技术的无人驾驶技术应用于矿车上，这是国内同类产品的首创。”这项技术标志着中国成为继美国、日本之后第三个掌握矿用车无人驾驶技术的国家。

完美程序打造“最强大脑”

近年来，无人驾驶技术在全球多个地区取得了显著进展。然而，由于矿山环境复杂多变，矿用车体积庞大且载重量大，导致无人驾驶矿车技术的研发比普通汽车的无人驾驶技术滞后很多。

王逢全解释说：“露天矿使用的自卸车与普通汽车操作相似度较高，除装料和卸料外，不需要进行其他操作，主要任务是在固定路线行驶。因此，这种类型的矿车更容易实现无人驾驶技术。”

研发团队从编写程序入手，逐步攻克无人驾驶技术难题。精心编写的程序使非公路矿车能够在矿山现场流畅、精准、平稳地完成倒车、停靠、自动卸货、轨迹行驶以及自主避障等任务。

这一关键步骤的成功，得益于矿车的“大脑”——控制柜。记者登上三米多高的楼梯进入矿车内，近距离观察负责收集和处理信号的控制柜。车顶的天线高高耸立，用于探测周围环境并将信息传递回控制柜。

从操作角度来看，矿车的前进、后退、刹车，以及路况是否平整、是否有障碍物等信息，都需要逐一传回控制柜进行分析，再通过分析筛选后的信息有效操控矿车。

尽管编程相对简单，但实际操作却充满挑战。北方股份公司的电器调试设计工程师张强回忆道：“最初，信息传回控制柜后常常出现卡顿现象。为了找出问题所在，我们逐一测试每条指令，用示波器和专用软件反复对比数据，最终找到了问题的关键所在。”

张强指出，问题出在系统反应速度上。正常情况下，系统每200毫秒更新一次数据。研发团队通过升级，实现了200毫秒内完成数百个数据的双向传输，并确保在关键时刻，20毫秒内准确刷新数据，保证无人驾驶矿车能迅速识别信息。

线控技术成就智能驾驶

要真正实现无人驾驶，仅仅编写程序是不够的。必须将驾驶员的所有操作转化为电信号，从而实现对车辆的精确控制。因此，汽车无人驾驶离不开一项核心技术——车辆线控技术。

北方股份的无人驾驶矿车之所以能达到世界先进水平，是因为其变速、制动、油门、悬挂、转向等系统全部实现了线控化。

王逢全介绍：“NTE120AT无人驾驶矿车不仅配备了传感器，其控制系统中还有一项‘黑科技’——毫米波雷达。我们把最先进的雷达遥感技术和成熟的人工智能系统结合起来，最终形成了无人驾驶矿车的智能系统。”

由于矿区环境复杂，灰尘较多，常规摄像头难以发挥作用。因此，NTE120AT采用了车载传感器，依靠激光雷达和毫米波雷达双重保障，确保360度无死角感知。

该矿车还利用载波相位差分技术，在自主驾驶、自动作业、环境感知、行为控制和决策、定位及导航等关键技术上实现了24小时无人驾驶循环作业。目前，矿车即将前往矿山进行实地运行，为了确保万无一失，工程师们正在进行最后的测试。

“顶级技术的集成，使NTE120AT具有极高的灵敏度和精确度。无人驾驶矿车的轮胎高度接近两倍于人体高度，站在轮胎前会让人产生强烈的压迫感。”北方股份产品研究院装配工艺工程师邬鹏程说道，“为了让感应系统更加灵敏，我们经常体验这种压迫感。我们的目标是确保车辆行驶和停靠的横向误差和航向误差控制在厘米级别。”

同时，随着国内数字化智慧矿山建设水平的不断提高，研发团队通过为矿车配备环境感知系统、行为控制和决策系统、定位系统和高精度地图，实现了在无人操作的情况下自动装载、运输和卸载的循环作业。结合车辆协同运作平台，可以实现无人驾驶车队的协同运行，达到矿区作业高效的目标。

高性价比打造矿车“新贵”

无人驾驶技术目前被视为一种高成本的解决方案。然而，随着煤炭、冶金、有色金属等行业逐渐回归理性，用户更加注重全生命周期运营成本。这无疑给矿用车企业提出了更高的要求，矿山企业对产品和服务的需求发生了明显变化，用户比以往任何时候都更加关注矿用自卸车的性价比和运营成本。

据北方股份总经理邬青峰介绍，NTE120AT无人驾驶矿车可以大幅降低工况运营成本。无人驾驶技术有助于矿山安全生产和高效运行，提高作业效率，减少车辆损耗。具体而言，合理规划和消除行驶误差可以显著提高矿山生产效率，减少事故发生，降低人工和整车使用成本，减少车辆磨损。

研究表明，在考虑各种因素的前提下，7台无人驾驶矿车可以替代至少9台同型号车辆的工作量，燃油成本降低6%，轮胎磨损减少7.5%以上，包括节省人工成本在内的收益提高49%。

王逢全表示，无人驾驶矿车只是矿山生产效率提升的一个小进步。随着技术的不断成熟，未来矿山的全面无人化运营和数字化智慧矿山将成为可能，无人化运营正成为矿山开发的主要方向。