礦區(qū)無人駕駛助力能源產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效

 中國礦產(chǎn)資源豐富，截至2018年底中國大型礦山數(shù)量約為4324座，包括煤炭、鋼鐵、有色金屬、水泥砂石等領(lǐng)域在內(nèi)的能源和采礦業(yè)是保障國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的關(guān)鍵性行業(yè)。人工智能、大數(shù)據(jù)、無人駕駛等新一代信息技術(shù)賦能能源開采提質(zhì)增效，成為我國相關(guān)企業(yè)在不斷實(shí)踐中探索出的發(fā)展新道路。  

各主體推動無人駕駛“落地”礦區(qū)  

據(jù)了解，礦區(qū)生產(chǎn)運(yùn)輸車輛大、盲區(qū)多，夜晚作業(yè)疲勞駕駛，如何杜絕安全事故一直是生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的無人化，有助于規(guī)避人員傷亡事故，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的本質(zhì)安全?；趪夷茉窗踩?、社會價值、企業(yè)經(jīng)營等多維度考量，國家、地方政府以及礦業(yè)企業(yè)等多個主體都在積極推動無人駕駛技術(shù)在礦業(yè)行業(yè)的落地。  

據(jù)了解，從業(yè)人員流動性大、年輕人從業(yè)意愿低等因素，增加了礦企的管理難度和運(yùn)營成本。通過提升智能化水平，突破“人”的不確定因素，進(jìn)一步提高生產(chǎn)作業(yè)效率；通過數(shù)字化技術(shù)，優(yōu)化管理，降低不規(guī)范作業(yè)造成的車輛維修、油耗、胎損等成本，有利于進(jìn)一步提升企業(yè)利潤水平。  

我國政府高度重視能源生產(chǎn)的安全問題，相關(guān)部門發(fā)布多個政策文件，加速煤礦智能化建設(shè)落地。  

在2020年2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局、應(yīng)急部、國家煤礦安監(jiān)局、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、科技部、教育部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，文件進(jìn)一步明確提出：“重點(diǎn)突破精準(zhǔn)地質(zhì)探測、確定位與數(shù)據(jù)高效連續(xù)傳輸、智能快速掘進(jìn)復(fù)雜條件綜采、連續(xù)化輔助運(yùn)輸露天開采無人作業(yè)”。文件同時強(qiáng)調(diào)：“到2025年露天煤礦實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無人化運(yùn)輸?！?nbsp; 

2021年6月，國家能源局、國家礦山安全監(jiān)察局聯(lián)合印發(fā)了《煤礦智能化建設(shè)指南（2021年版）》，將露天煤礦智能化建設(shè)目標(biāo)定為“生產(chǎn)煤礦重點(diǎn)建設(shè)遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)、遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)、綜合管控系統(tǒng)等”。  

據(jù)了解，礦區(qū)無人駕駛是融合了IT、汽車、采礦等技術(shù)的綜合性應(yīng)用，疊加了礦山運(yùn)輸場景的獨(dú)特性。從全球范圍內(nèi)來看，礦山無人駕駛發(fā)展也是無人駕駛各領(lǐng)域沉淀時間最長、技術(shù)發(fā)展最成熟、實(shí)踐案例最多的應(yīng)用場景。從技術(shù)維度看，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平在該場景下，基本可實(shí)現(xiàn)L4級別無人駕駛；從需求側(cè)看，礦業(yè)從用人、效率、成本等角度考慮，存在剛需；在政策層面，“無人駕駛”+“智慧礦山”均屬于國家重點(diǎn)發(fā)展方向，兩者復(fù)合，切合國家能源安全和礦山智能化兩大戰(zhàn)略方向。  

圍繞礦區(qū)無人駕駛場景，企業(yè)主體也積極在實(shí)踐中探索，頭部科技企業(yè)加速人工智能技術(shù)在智慧礦業(yè)場景中的應(yīng)用布局。2022年6月，中國聯(lián)通集團(tuán)正式成立智慧礦山軍團(tuán)，華為煤礦軍團(tuán)則將全球總部落地在山西太原。  

我國礦區(qū)無人駕駛發(fā)展已歷30多年  

中國礦區(qū)無人駕駛源于上世紀(jì)90年代，2014年伴隨著無人駕駛發(fā)展才逐漸成熟。國內(nèi)的礦山無人駕駛生態(tài)，由無人駕駛解決方案企業(yè)牽頭并掌握核心技術(shù)，聯(lián)合工程機(jī)械企業(yè)（主機(jī)廠）等技術(shù)上下游伙伴，為礦企、運(yùn)輸公司、工程公司等終端市場提供解決方案或者運(yùn)輸運(yùn)營服務(wù)。自動駕駛解決方案通常包含車輛自動駕駛改造以及云端、地面系統(tǒng)建構(gòu)等內(nèi)容。  

我國礦區(qū)運(yùn)輸環(huán)節(jié)無人化推進(jìn)與國外有所不同。國外主要是通過新車前裝逐步替換舊車的方式，不對存量車進(jìn)行改造。而在政策的引領(lǐng)下，中國市場是存量、增量同步推進(jìn)，部分礦區(qū)以快速實(shí)現(xiàn)全礦無人駕駛為目標(biāo)。  

目前主要礦區(qū)無人駕駛解決方案企業(yè)包括踏歌智行、慧拓智能、易控智駕、伯鐳科技等，經(jīng)過起步、技術(shù)研發(fā)、試點(diǎn)驗(yàn)證，目前主要企業(yè)的相關(guān)方案已經(jīng)開始在國內(nèi)各大礦區(qū)規(guī)?；茝V，各服務(wù)企業(yè)隨著發(fā)展階段不同，業(yè)務(wù)進(jìn)展有所差異。  

以頭部公司踏歌智行為例，其方案已在內(nèi)蒙古、新疆、西藏、安徽、河南等眾多省份礦區(qū)實(shí)現(xiàn)落地運(yùn)營，并逐步推進(jìn)常態(tài)化的安全員下車作業(yè)；在礦區(qū)類型上，從露天煤礦、鐵礦開始，逐漸擴(kuò)展到有色金屬礦、砂石礦等，代表性規(guī)?；\(yùn)營項(xiàng)目包括包鋼白云鄂博鐵礦、國家能源賀斯格烏拉南露天煤礦、國家能源勝利一號煤礦、霍林河南露天礦、鄂爾多斯永順煤礦、紫金巨龍驅(qū)龍銅礦、江銅德興銅礦、海螺水泥等。  

根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的《中國智慧露天礦區(qū)研究》調(diào)研數(shù)據(jù)，按照改裝車輛數(shù)計(jì)算的市場占有率，目前踏歌智行在總車輛改裝數(shù)、前裝車輛改裝數(shù)兩項(xiàng)占首，其他企業(yè)跟隨其后。  

從商業(yè)模式角度，解決方案交付模式和基于無人駕駛技術(shù)的運(yùn)輸運(yùn)營服務(wù)模式，是目前業(yè)內(nèi)兩種主流的兩種商業(yè)模式形態(tài)。礦山無人駕駛企業(yè)在解決方案交付模式下，依托頭部礦企，打造了一批有代表性的示范性規(guī)模應(yīng)用案例。而以服務(wù)方式進(jìn)行的礦石及土石方無人化運(yùn)輸運(yùn)營則是被業(yè)界看好的潛力股，具有龐大的潛在市場空間。  

礦區(qū)無人駕駛產(chǎn)業(yè)四大發(fā)展趨勢  

展望未來，中國礦區(qū)無人駕駛產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)以下四大發(fā)展趨勢：  

一是市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，更多礦業(yè)龍頭布局無人駕駛，逐步向長尾市場延伸。在近兩年的實(shí)踐中，礦區(qū)無人駕駛相關(guān)上下游企業(yè)已經(jīng)打造了一系列的標(biāo)桿案例，礦業(yè)龍頭如國家能源、國家電投、中煤、包鋼、紫金礦業(yè)、江西銅業(yè)、海螺水泥等參與其中。隨著標(biāo)桿案例的示范作用和無人駕駛方案的進(jìn)一步成熟，更多的大中型礦企將參與其中。而由服務(wù)商自建或合建無人駕駛車隊(duì)，為礦企提供運(yùn)輸運(yùn)營外包服務(wù)的商業(yè)模式，除了使供給方企業(yè)能以更靈活的方式、更快捷的速度達(dá)成商業(yè)合作外，也使得他們服務(wù)長尾市場成為可能。市場潛力將進(jìn)一步釋放。  

二是礦區(qū)無人駕駛方案進(jìn)一步與智慧礦山、無人礦山方案深度融合。現(xiàn)階段，礦山無人駕駛關(guān)注的核心還是采掘作業(yè)中的“采運(yùn)排”環(huán)節(jié)。未來礦山的無人駕駛技術(shù)將與礦山作業(yè)的上下游鏈條銜接更加緊密，從礦山智能駕駛單環(huán)節(jié)無人化，擴(kuò)展到“車-皮帶”聯(lián)動智能輸送，甚至拓展到礦區(qū)半開放道路的聯(lián)動作業(yè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正全礦無人化、自動化的作業(yè)系統(tǒng)。  

三是無人化與電動技術(shù)融合，無人礦山與綠色礦山并行。與智能化、無人化并行的，是“綠色礦山”戰(zhàn)略，其中不僅包括礦山生態(tài)修復(fù)，也包括碳排放的控制。礦山作業(yè)中有大量空載上坡、重載下坡的場景，其能量轉(zhuǎn)化方式尤其適合電動礦車應(yīng)用。理想狀態(tài)下，電動礦車甚至可以無需充電實(shí)現(xiàn)常態(tài)作業(yè)。與有人駕駛相比，無人駕駛可以提供一種穩(wěn)定的行駛狀態(tài)，降低能耗，更好地發(fā)揮電動礦車的優(yōu)勢；電動方案的普及亦會給無人駕駛方案的相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶來較大便利。  

四是海外市場將成礦區(qū)無人駕駛市場新增長點(diǎn)。相較與海外廠商的解決方案，中國礦區(qū)無人駕駛企業(yè)的產(chǎn)品方案具有多項(xiàng)關(guān)鍵優(yōu)勢，例如更加廣泛的車型兼容性，更加普適的場景適應(yīng)性，更具性價比、更靈活的商業(yè)合作方式。隨著相關(guān)解決方案在國內(nèi)的應(yīng)用成熟，產(chǎn)品化程度的進(jìn)一步提高，礦區(qū)無人駕駛的中國技術(shù)走向國外是一個必然趨勢。  

推動礦區(qū)無人駕駛發(fā)展三大建議  

展望中國礦區(qū)無人駕駛產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展，筆者提出三點(diǎn)建議。  

一是進(jìn)一步加強(qiáng)政策引導(dǎo)。在礦區(qū)無人駕駛應(yīng)用中，煤碳領(lǐng)域的規(guī)模化推廣最快，除礦區(qū)無人駕駛方案有利于增強(qiáng)礦企經(jīng)營管理外，國家及地方的一系列扶持政策，作用同樣至關(guān)重要。相對而言，水泥砂石、金屬礦產(chǎn)等領(lǐng)域的無人駕駛推廣速度略緩，與上述領(lǐng)域的政策的力度有一定關(guān)系。如相關(guān)扶持政策能得以出臺，中國礦區(qū)無人駕駛?cè)袠I(yè)的快速普及將有望大幅提速，并加快助力中國礦業(yè)科技高精尖方案的出海。  

二是推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)協(xié)同。隨著產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，同一礦區(qū)不同品牌方案統(tǒng)一接入的情況開始出現(xiàn)，平臺與平臺、平臺與車輛的兼容問題慢慢浮現(xiàn)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)展開，但參建單位的局限性依然存在；并且局部性特征明顯，缺乏從礦區(qū)無人駕駛總體層面布局，缺乏跨用戶行業(yè)的系統(tǒng)構(gòu)建。由權(quán)威機(jī)構(gòu)牽頭、組建全行業(yè)性質(zhì)的高規(guī)格產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，并由其牽頭組織相關(guān)行業(yè)規(guī)范的編制，將有利于促進(jìn)行業(yè)的規(guī)?；砷L。  

三是加強(qiáng)金融支持與保險體系建設(shè)。礦區(qū)無人駕駛的行業(yè)生態(tài)中，起技術(shù)主導(dǎo)作用的是擁有科技創(chuàng)新能力的創(chuàng)業(yè)型企業(yè)。對他們而言，除了科創(chuàng)企業(yè)人力成本支出之外，在研發(fā)、商業(yè)化落地方面，都需要大量資金支持。比如車輛的購置，無論是在測試階段，還是在運(yùn)輸運(yùn)營階段，自建或者合建無人運(yùn)輸車隊(duì)，都需要大量的資金。另一方面，礦車不同于乘用車輛，其保險體系大不相同，目前缺失適合該領(lǐng)域的保險品種，礦區(qū)無人駕駛企業(yè)存在較大潛在風(fēng)險。基于以上因素，需要各級政府給予引導(dǎo)性的金融政策，包括股權(quán)、債權(quán)支持政策，以及支持相關(guān)企業(yè)與保險公司達(dá)成創(chuàng)新型保險合作，增強(qiáng)解決方案公司的業(yè)務(wù)規(guī)?；瘡?fù)制能力，以及抗風(fēng)險能力。  

相信通過多措并舉，未來礦區(qū)無人駕駛應(yīng)用必將推動礦區(qū)高質(zhì)量增長。