神華寶日希勒露天煤礦的礦坑里作業(yè)不息。這里有著豐富優(yōu)質(zhì)的煤炭資源和良好的露天開采基礎(chǔ)，但冬季漫長寒冷，日間平均氣溫低于零下30℃，夜間最低接近零下50℃，極寒氣候下的礦區(qū)作業(yè)面臨著安全和效率的雙重挑戰(zhàn)。

站在2020的年末，回望近年來自動(dòng)駕駛商業(yè)化落地的嘗試，城市道路的Robotaxi還存在技術(shù)、政策等重重限制。但如果將目光從車水馬龍的街道轉(zhuǎn)向封閉偏僻的礦區(qū)，這是一個(gè)千億級(jí)的藍(lán)海——礦區(qū)無人駕駛。

相對(duì)于其他場(chǎng)景，礦區(qū)對(duì)無人運(yùn)輸?shù)男枨蟾悠惹?mdash;—安全和效率是礦區(qū)的兩大生命線，一起生產(chǎn)安全事故能讓日產(chǎn)千噸的大型煤礦停工整頓，生產(chǎn)和運(yùn)輸效率則直接影響煤礦規(guī)模化開采的經(jīng)濟(jì)效益。

這個(gè)市場(chǎng)被低估太久了。礦區(qū)是自動(dòng)駕駛能最快實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地的場(chǎng)景之一：從需求的角度出發(fā)，礦企渴望用自動(dòng)駕駛降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提升經(jīng)濟(jì)效益;從技術(shù)落地的難易度來看，行駛路線固定、行駛速度低、場(chǎng)景封閉等礦區(qū)特有的要素，降低了無人駕駛落地的難度。

“礦區(qū)的司機(jī)非常辛苦，四班三倒、在幾公里的路上來回裝卸。條件艱苦，我們礦區(qū)的測(cè)試人員過幾個(gè)月就要調(diào)一批新的人去，這樣的極寒氣候下機(jī)器替代人類是未來的必然趨勢(shì)。”神寶能源公司露天煤礦礦長于海旭告訴出行一客(ID：carcaijing)。

2020年3月，由八個(gè)部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》為礦山場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛定調(diào)了發(fā)展目標(biāo)，即到2025年實(shí)現(xiàn)露天煤礦的無人化運(yùn)輸。

“無論是礦企的發(fā)展需求還是政策的導(dǎo)向，露天煤礦要實(shí)現(xiàn)無人化運(yùn)輸是大勢(shì)所趨。未來也會(huì)有越來越多的傳統(tǒng)企業(yè)主動(dòng)啟動(dòng)智能化改造。”中煤能源(4.370, -0.18, -3.96%)西安設(shè)計(jì)院露天所所長武講對(duì)出行一客(ID：carcaijing)表示。

但相對(duì)于國際上已經(jīng)驗(yàn)證并推廣的自動(dòng)化采礦及無人運(yùn)輸，在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的礦區(qū)依然是少數(shù)。對(duì)整個(gè)行業(yè)而言，要加速無人駕駛在礦區(qū)場(chǎng)景的推廣，最重要的是標(biāo)準(zhǔn)化和可復(fù)制。

大部分礦區(qū)無人駕駛科技公司正在探索的問題是：如何將已有的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到其他礦區(qū)，提升項(xiàng)目落地速度、降低研發(fā)與管理成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益?

無人駕駛?cè)绾沃鹘y(tǒng)礦區(qū)轉(zhuǎn)型升級(jí)?

如果不曾親臨中國最北部、冬季最為寒冷的大型露天煤礦之一神華寶日希勒露天煤礦，很難想象礦區(qū)的工作條件和生活環(huán)境有多么艱苦。

12月的白天，放晴時(shí)溫度在零下十五度左右，但據(jù)礦區(qū)工作人員介紹，到一月中旬時(shí)，礦區(qū)夜間溫度能達(dá)到零下五十度，也就是氣象學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的極寒天氣，此外，不時(shí)的雨雪和大風(fēng)也是巨大的挑戰(zhàn)。

然而，煤礦開采、運(yùn)輸工作不會(huì)因?yàn)樘鞖鈵毫佣Ｖ梗駥毮茉垂韭短烀旱V機(jī)電副礦長徐熙指出，尤其是冬季，北方取暖對(duì)煤炭需求更大。而礦車司機(jī)通常是四班三倒的工作班次，一方面，夜間班次凌晨三四點(diǎn)作業(yè)，本就是最容易犯困的時(shí)候，礦車司機(jī)的工作又是在一段兩三公里的路上重復(fù)、枯燥地來回運(yùn)輸，對(duì)注意力的考驗(yàn)極大。

對(duì)于礦區(qū)來說安全重于一切，用自動(dòng)駕駛礦卡替代人力司機(jī)，避免了因?yàn)樽呱駧淼鸟{駛風(fēng)險(xiǎn)，是礦區(qū)智能化改造的重要出發(fā)點(diǎn)。

▲劉皖媛 拍攝

國內(nèi)大部分礦區(qū)都面臨另一個(gè)問題，是礦車司機(jī)招工越來越難。目前，部分礦車司機(jī)的工資開到了年薪20萬-25萬，但依然很難招到年輕人。礦區(qū)生活環(huán)境閉塞，運(yùn)輸車司機(jī)又屬于高危職業(yè)，路況差、駕駛難度高，有害氣體和粉塵等也會(huì)損傷身體。

對(duì)于招工難，不是沒有解決方案——招不到人說明錢給得不夠多，但由此帶來的人力成本也會(huì)陡增。四班三倒制，每個(gè)礦車要配2個(gè)礦車司機(jī)，年產(chǎn)過千萬噸的礦區(qū)按照200臺(tái)礦卡估算，每年在礦車司機(jī)上的支出也要接近1個(gè)億。

經(jīng)濟(jì)性是礦區(qū)在安全之外的另一條生命線，不僅僅是礦車司機(jī)的工資支出，短途煤炭運(yùn)輸?shù)膯未纬杀疽仓苯佑绊懙V區(qū)的經(jīng)濟(jì)收益。油耗和輪胎磨損是看得見的成本，運(yùn)輸車的車速、往返耗時(shí)多長也會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)輸總量。

傳統(tǒng)礦區(qū)行業(yè)的種種需求，最終都指向了一個(gè)解決方案：礦區(qū)無人化運(yùn)輸。

城市道路的L4級(jí)以上自動(dòng)駕駛的落地應(yīng)用對(duì)技術(shù)要求極高，即使是在2020年火熱的全無人駕駛出租車在多個(gè)城市開始試運(yùn)行，大部分業(yè)內(nèi)人士都認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化落地還需要較長時(shí)間。礦區(qū)這類封閉場(chǎng)景盡管沒有Robotaxi那般“炙手可熱”，其商業(yè)化應(yīng)用的可行性卻更大。

從需求的角度出發(fā)，自動(dòng)駕駛能幫助礦區(qū)降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提升經(jīng)濟(jì)效益;從技術(shù)落地的難易度來看，行駛路線固定、行駛速度低、場(chǎng)景封閉等礦區(qū)特有的要素，降低了無人駕駛落地的難度。

中煤能源西安設(shè)計(jì)院露天所所長武講對(duì)出行一客(ID：carcaijing)稱，在所有的礦區(qū)里，露天礦區(qū)是無人駕駛運(yùn)輸?shù)奶烊粦?yīng)用場(chǎng)景：本身的場(chǎng)景相對(duì)固定，每年的作業(yè)范圍、工作線可能就是往前推幾百米，道路變動(dòng)次數(shù)相對(duì)較少。

“參考國外的露天礦區(qū)，他們的人力成本更高，對(duì)無人化、自動(dòng)駕駛的需求更加迫切，礦區(qū)智能化也很早就開始做了。”武講表示。上世紀(jì)90年代，加拿大、美國、芬蘭、澳大利亞等國家即開始推動(dòng)采礦各環(huán)節(jié)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展以降低勞動(dòng)力成本。

礦區(qū)自動(dòng)駕駛的可行性、安全保障和降本增效產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，在國際上已經(jīng)被驗(yàn)證。美國卡特彼勒、日本小松等工程機(jī)械企業(yè)，在澳大利亞、智利、巴西等多地的露天礦通過部署由智能網(wǎng)聯(lián)礦卡、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)平臺(tái)組成的礦卡自動(dòng)駕駛解決方案，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛的商業(yè)化應(yīng)用。

卡特彼勒從2012年開始與澳大利亞鐵礦石出口商FMG集團(tuán)(Fortescue Metals Group)進(jìn)行自動(dòng)駕駛運(yùn)輸，其無人駕駛礦卡已經(jīng)運(yùn)行近33500萬千米，物料運(yùn)輸量達(dá)10億噸。而FMG集團(tuán)測(cè)算，其137臺(tái)自動(dòng)駕駛礦車生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)人工運(yùn)輸提升了30%。

國內(nèi)礦企也正迎頭趕上。據(jù)了解，神寶能源與航天重工、慧拓智能深度合作，通過對(duì)神寶露天煤礦進(jìn)行智能化改造，打造世界首個(gè)極寒環(huán)境下大型礦用自卸卡車無人駕駛編組運(yùn)行項(xiàng)目，可通過算法設(shè)計(jì)提升生產(chǎn)速度、保證生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約人力成本并減少設(shè)備因人為操作不當(dāng)造成的損耗。

依據(jù)礦區(qū)的倒班制度，每次換班時(shí)間大約在一個(gè)小時(shí)左右，自動(dòng)駕駛作業(yè)基本不需要占用換班時(shí)間，節(jié)省出來的時(shí)間可以直接用于運(yùn)輸作業(yè);無人駕駛的車輛最高車速達(dá)到38km/h，相比有人駕駛提升了26.7%，單趟運(yùn)輸時(shí)間降低，提高運(yùn)輸量。此外，通過更合理的算法，無人駕駛的礦卡輪胎壽命大幅提升，運(yùn)輸油耗也有所下降。

據(jù)估計(jì)，現(xiàn)有的5臺(tái)卡車無人化工業(yè)運(yùn)行后每年可累計(jì)節(jié)省約571萬元支出、額外增加50萬噸運(yùn)輸量。

“現(xiàn)在無人駕駛礦卡的速度已經(jīng)超過了人類司機(jī)的速度，但現(xiàn)在還配備了安全員，并且還會(huì)做一個(gè)限速。未來把安全員去掉后，速度還能有所提升，運(yùn)輸效率會(huì)更高。”神寶能源露天煤礦副礦長徐煦表示。

礦區(qū)無人化勢(shì)在必行

但行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)仍待確立

2020年3月，由八個(gè)部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》為礦山場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛定調(diào)了發(fā)展目標(biāo)，即到2025年實(shí)現(xiàn)露天煤礦的無人化運(yùn)輸。

在國家政策引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)需求驅(qū)動(dòng)下，國內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)大多都提出了智能化改造的目標(biāo)，如航天重工、徐工集團(tuán)、北方重工等，也涌現(xiàn)了一批礦卡自動(dòng)駕駛解決方案商，如慧拓、踏歌智行、易控智駕等。主機(jī)廠聯(lián)合科技公司，紛紛投入到礦卡網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛應(yīng)用研發(fā)當(dāng)中，并在多個(gè)礦區(qū)開展實(shí)地測(cè)試和試商用。

“無論是礦企的發(fā)展需求還是政策的導(dǎo)向，露天煤礦要實(shí)現(xiàn)無人化運(yùn)輸是大勢(shì)所趨。未來也會(huì)有越來越多的傳統(tǒng)企業(yè)主動(dòng)啟動(dòng)智能化改造。”武講對(duì)出行一客(ID：carcaijing)表示。

慧拓研究院副院長高玉也指出，近年來，越來越多的礦企、主機(jī)廠都表現(xiàn)出對(duì)礦區(qū)智能化改造的需求，慧拓作為科技公司，能夠?qū)④嚻蠛偷V企匹配起來，通過無人駕駛解決方案達(dá)成轉(zhuǎn)型。

“從主機(jī)廠來說，一方面在政策趨勢(shì)下，他們找到了新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)，而礦區(qū)從安全和高效出發(fā)，對(duì)無人化和智能化的需求也非常緊迫。但車企和礦企要分別獨(dú)立做無人運(yùn)輸改造非常難，通過三方合作、發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)的模式是比較可行的。”高玉對(duì)出行一客(ID：carcaijing)表示。

對(duì)于礦企業(yè)而言，無人駕駛運(yùn)輸?shù)男枨蠼谘矍埃夹g(shù)驅(qū)動(dòng)的科技公司應(yīng)運(yùn)而生，將礦企和主機(jī)廠聯(lián)合起來，解決礦企的燃眉之急;從礦企的智能化改造中，科技公司也能和主機(jī)廠聯(lián)手實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有機(jī)統(tǒng)一。

據(jù)了解，礦山自動(dòng)駕駛應(yīng)用目前主要存在三種商業(yè)模式：第一種，礦卡自動(dòng)駕駛解決方案商成為主機(jī)廠前裝供應(yīng)商，主機(jī)廠直接銷售具備自動(dòng)駕駛能力的礦卡并從礦卡銷售中盈利;第二種，自動(dòng)駕駛解決方案商與大型剝離隊(duì)成立合資公司，成為新型智能化剝離隊(duì)，以更低的成本承接剝離項(xiàng)目;第三種，智慧礦山解決方案商面向采礦企業(yè)提供包自動(dòng)駕駛應(yīng)用的礦山智能化整體解決方案。

無論哪一種解決方案、賣車還是賣服務(wù)，都是車企、科技公司和礦企的三方共贏。礦車無人化改造的市場(chǎng)不可低估，相比于礦企無人化改造后減少的運(yùn)輸成本，改造的支出不算高。

國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，目前每年全國煤礦產(chǎn)能為40億噸，其中露天礦占的產(chǎn)量約占18%即7億噸左右，土方剝離需求達(dá)幾十億立方米，無人駕駛在礦區(qū)商業(yè)化的直接市場(chǎng)價(jià)值保守預(yù)計(jì)上千億元。

在指導(dǎo)意見發(fā)布后，很多礦企都了解到礦區(qū)智能化的緊迫性，但相對(duì)于國際上已經(jīng)驗(yàn)證并推廣的自動(dòng)化采礦及無人運(yùn)輸，國內(nèi)礦區(qū)無人駕駛的推進(jìn)依然處于初級(jí)階段。

要推行礦區(qū)無人駕駛解決方案，最重要的是標(biāo)準(zhǔn)化和可復(fù)制。大部分礦區(qū)無人駕駛科技公司正在探索的問題是如何將已有的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到其他礦區(qū)，提升項(xiàng)目落地速度、降低研發(fā)與管理成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益?

神寶項(xiàng)目在標(biāo)準(zhǔn)化確立方面為商業(yè)化提供了參考。自今年5月份啟動(dòng)建設(shè)，截至10月底，已完成5G獨(dú)立組網(wǎng)建設(shè)、試驗(yàn)場(chǎng)地規(guī)劃、卡車改造安裝調(diào)試、作業(yè)場(chǎng)地運(yùn)行試驗(yàn)及權(quán)威檢測(cè)檢驗(yàn)，在項(xiàng)目統(tǒng)籌規(guī)劃上積累了更多經(jīng)驗(yàn)，未來在其他礦區(qū)有希望用更短的時(shí)間完成。

另一方面，在神寶項(xiàng)目正式運(yùn)營后，慧拓智能將與神寶能源在礦車、道路、通信、運(yùn)行、管理、安全等方面成立“十個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”，從技術(shù)層面上升到標(biāo)準(zhǔn)化的礦區(qū)自動(dòng)駕駛體系。

除了科技公司，武進(jìn)指出，礦區(qū)無人駕駛要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化需要整個(gè)行業(yè)投入。

“現(xiàn)在來看，礦山無人駕駛最大的問題還是在于安全，需要標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范來解決。各部委都會(huì)積極統(tǒng)籌推進(jìn)起草國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然這也需要車企、技術(shù)公司、以及設(shè)計(jì)院等行業(yè)機(jī)構(gòu)都參與進(jìn)來，各方共同努力去約束、規(guī)范、可持續(xù)地推進(jìn)智慧礦山的建設(shè)。”武講表示。