北纬49.22°,东经119.77°,呼伦贝尔草原的冬天寒冷异常,神华宝日希勒露天煤矿的矿坑内却是一片繁忙景象。该地区拥有丰富的煤炭资源和良好的露天开采条件,然而极端的低温环境给矿区的生产和安全管理带来了巨大挑战。冬季平均气温低于零下30℃,夜间甚至可降至零下50℃。
在2020年底,随着自动驾驶技术逐渐应用于商业领域,城市中的Robotaxi仍面临诸多技术和政策限制。相比之下,矿区无人驾驶展现出广阔的市场前景,被视为一个潜在的“蓝海”。在保障安全和效率的前提下,矿区无人驾驶能够显著提升生产效率,降低事故率。
神华宝日希勒露天煤矿的矿长于海旭表示,矿区司机的工作环境极为艰苦,需要长时间重复运输任务。这种条件下,机器替代人类将是未来的趋势。神宝动力公司与航天重工、慧拓智能合作,共同推动神宝露天煤矿的智能化改造,成功实现了世界首个极寒环境下大型矿用自卸卡车无人驾驶编组运行项目。目前,五台无人驾驶矿卡在统一的智能调度平台下运作,与电铲、推土机等设备协同作业。
2020年3月发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》明确了露天煤矿无人化运输的目标,即到2025年实现无人化运输。中煤动力西安设计院露天所所长武讲认为,无论是从企业自身需求还是政策导向来看,露天煤矿的无人化运输已成为大势所趋,未来会有越来越多的传统企业主动推进智能化改造。
尽管如此,国内矿区无人驾驶仍是一个相对较新的概念,真正实现无人驾驶运输的矿区仍然不多。对于整个行业而言,加快无人驾驶矿区推广的关键在于标准化和可复制性。大多数矿区无人驾驶科技公司在探索如何将现有项目经验应用到其他矿区,以提高项目落地速度、降低成本、实现规模效应。
矿区的无人驾驶不仅能够提升安全性,还能降低人力成本,提高经济效益。传统矿区行业中,矿车司机招工困难,薪资虽高但难以吸引年轻人加入。矿区的生活环境封闭,工作条件恶劣,且矿车司机属于高危职业。因此,矿区无人化运输成为解决这些问题的有效途径。
城市道路的L4级及以上自动驾驶技术要求极高,而在封闭场景如矿区,自动驾驶技术的应用更为可行。行驶路线固定、速度较低、环境封闭等特点使得无人驾驶技术在矿区更容易落地。国际上,加拿大、美国、芬兰、澳大利亚等国早在上世纪90年代就开始推进采矿自动化,以降低劳动力成本。例如,卡特彼勒和日本小松等企业在多个国家的露天矿已经成功部署了自动驾驶解决方案。
国内矿企也在积极推进智能化改造。神宝露天煤矿通过智能化改造,提升了生产效率,减少了人力成本,并降低了设备损耗。根据矿区的倒班制度,无人驾驶作业几乎不占用换班时间,从而提高了运输效率。预计现有五台无人驾驶矿卡每年可节省约571万元支出,并增加50万吨运输量。
国家能源局数据显示,目前全国煤矿年产能约为40亿吨,其中露天矿占比约18%,即7亿吨左右,土方剥离需求达数十亿立方米。无人驾驶在矿区商业化应用的市场价值保守估计超过百亿元。
尽管无人驾驶在矿区的应用前景广阔,但国内仍处于初级阶段。为了推广无人驾驶解决方案,标准化和可复制性至关重要。神宝项目的成功经验为其他矿区提供了借鉴。未来,通过标准化的矿区自动驾驶体系,无人驾驶技术有望在更多矿区普及,从而提升整体生产效率和安全性。