知行科普：智能矿山建设方案中的无人驾驶需求

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露天矿现状分析

（1）国外现状分析

目前，国内外智能矿山建设聚焦于智能开采，实现少人、无人的智能化采矿是当前国际采矿界研究的热点。由设备生产厂商主导，露天矿卡车无人驾驶技术和系统已经投入实际应用。

澳大利亚所罗门(Solomon)露天铁矿利用卡特矿山之星（MineStar）系统，实现了卡车无人驾驶和矿山车辆管理、生产现场管理、安全避让、设备诊断、调度协同指挥等功能，大幅减少了现场人员，实现了安全高效生产。

小松公司与力拓公司紧密协作，研发了自动运输系统（Autonomous Haulage System，AHS），并应用于澳大利亚皮尔巴拉（Pilbara）地区的矿山。系统将自动化卡车与推土机、装载机和铲有机配合，使得自卸车能在无人操作的情况下实现复杂的装载、运输和卸载循环的自动运行，有效提高了生产效率和安全性，延长了轮胎寿命，节省燃油并减少排放，降低了总体运行成本。小松公司正在研发没有驾驶室的无人驾驶矿用卡车，使用四轮驱动和四轮转向技术，保证车辆具备更好的控制和可操作性，利用无线网络和障碍物检测技术实现无人驾驶。

（2）国内现状分析

国内大型矿用卡车生产企业以及华为等IT和互联网技术公司正在开展无人驾驶技术与系统的研究，并已在露天煤矿投入现场验证，但距离商用化还尚待时日，需要多方协作，加大技术创新和研发力度，形成具有中国特色、技术自主可控的无人驾驶解决方案，实现露天煤矿的安全高效生产。

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露天智能矿山总体建设目标

到2021年末，研发2类国产智能矿用卡车。

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建设项目

（1）智能矿山示范工程建设

示范工程应于2019年12月完成总体方案设计，2021年底前建成并投入运行。

序号	示范煤矿	类别	实施单位	完成时间
1	西湾煤矿	露天	神延煤炭	2021年12月

（2）建设目标

露天示范煤矿实现卡车无人驾驶，地面生产系统和生产辅助系统全部实现远程监控、无人值守。

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国产智能矿用卡车研发

重型矿用卡车是露天煤矿的主力运输设备，目前集团在用100吨以上重型自卸矿用卡车共约280余台，其中大部分由卡特彼勒、小松等国外公司所垄断，国内同类产品卡车的电控系统、发动机、电动轮等核心部件多使用国外的产品，采购和维护成本一直居高不下。由于国外产品电控系统接口不对国内开放，为卡车无人驾驶技术车载端的研发也带来诸多困难。

近年来随着技术的发展和国内相关厂商的兴起，已具备重型矿用卡车整车及关键部件的研制能力，为此集团已批准科技立项，由准能集团承担220 吨级矿用卡车整车国产化研发、露天煤矿矿用自卸车无人驾驶系统研发工作。在取得初步成果后，加快推进300 吨级矿用卡车整车国产化研发。

（1）建设目标

研发具有完全自主知识产权的智能矿用卡车，达到国际同类产品先进技术水平，使用性能完全满足露天矿山现场生产需要，其技术先进性和可靠性高于现有运行矿用卡车，整车价格与进口相比下降30%及以上。整机作业可靠性指标≥5000h、首次无故障工作时间≥800h、平均无故障工作时间≥800h，主要结构件国产化率达到90%。

针对露天煤矿生产应用场景，研发卡车无人驾驶系统，验证和推进卡车无人驾驶技术应用，实现矿用自卸卡车“装、运和卸”典型作业过程的完全无人自主运行，全面提升现有装备工作效率和煤矿安全生产智能化管理水平，减员增效成效显著。

（2）工作要求

1.重型矿用卡车整车国产化研发

在对国内主要主机及核心零部件厂家充分调研基础上，形成 重型矿用卡车指标体系和性能考核指标，指导后续国产化研制工作。

做好卡车系统技术方案设计和项目协同管理工作，联合制造厂家加大交流变频牵引技术、矿山路面整车行驶控制策略、矿山重载工况下大型行星齿轮轮边减速器设计技术、基于变形吸能技术的轻量化货厢技术、整车低频 NVH 技术和核心部件国产化等技术攻关力度。

要加大卡车的智能化应用研究力度，研究卡车电控系统与无人驾驶技术的高效集成，实现对车辆的远程摇控和无人驾驶。

2.矿用自卸车无人驾驶系统研发

充分调研国内外无人驾驶技术现状和技术发展趋势，结合露天煤矿应用场景，做好整体方案设计和技术验证工作。

矿用自卸车无人驾驶系统主要由地面控制系统、车地无线通信系统和车载系统三部分组成，涉及技术种类多，需要充分考虑技术选型的先进性和数据接口的开放性，形成具有自主知识产权的系统解决方案，以便实现与相关系统的一体化集成和集团内部的推广实施。

在做好与重型矿用卡车整车国产化研发协同配合的同时，重点关注现有矿用卡车与无人驾驶车载端系统的集成问题，形成切实可行的技术解决方案，推动卡车无人驾驶系统在露天煤矿的全面部署实施。