打破技術壟斷 我國成為全球第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家

中國兵器北重集團北方股份公司研製的國內首臺110噸NTE120AT無人駕駛電動輪礦車日前成功下線,使我國成為繼美國、日本後第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家。北方股份運用人工智能技術,研發了具備智能導航、精準定位、安全行駛等涵蓋尖端科技的礦車產品,實現了無人駕駛技術的突破。

打破技術壟斷  我國成為全球第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家

中國無人駕駛礦用車的研究曾經落後發達國家很多

無人駕駛汽車,涵蓋自動控制、人工智能和視覺計算等多種技術。對它的研究最早起源於上世紀七十年代的英美等國,中國在上世紀八十年代開始涉及。相比之下,無人駕駛礦用車的研究落後很多,因為礦山操作現場的工況更加複雜多變,礦用車塊頭更大、載荷也更為沉重,對技術和車輛的要求也更嚴苛。

露天礦上需要用到的自卸車,與普通汽車相似度最高,除了裝料與卸料,不需要對物料進行其他的操作,主要工作是延固定路線行駛。因此,該類型礦車更容易應用無人駕駛技術。

無人駕駛運輸在安全和車輛損耗等方面具有優勢。通過規劃佈局和消除行駛誤差,可提高礦區生產效率,避免事故的發生,且能減少駕駛員的人工成本,以及車輛本身的磨損與消耗。

行業內最早實現礦用車無人駕駛的是美國和日本。日本品牌小松最早於2008年起,在澳大利亞的力拓鐵礦區運營無人駕駛的礦用自卸車,至今已有十一年曆史。近幾年,包括中車、徐工在內的國內廠商也開始了這方面的研究工作。

打破技術壟斷  我國成為全球第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家

國內首臺無人駕駛電動輪礦車下線 3年就攻克國外10年研究出來的技術

2019年1月24日,中國兵器工業集團內蒙古北方重工業集團北方股份公司研製的國內首臺無人駕駛電動輪礦車成功下線,進入調試階段,標誌著我國成為繼美國、日本之後,世界第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家。

目前,北方股份礦用車佔據國內80%以上的市場份額,是國內礦用車行業的領軍企業。此次在原有礦車基礎上進一步研製的無人駕駛礦用車,智能控制系統的設計安裝是核心技術重要的轉折點。在沒有任何技術參考的情況下,設計團隊首先想到向已經擁有成熟技術的美國和日本學習,可是沒取到經還吃了閉門羹。說到這段經歷,北方股份無人駕駛礦用車項目經理王逢全介紹:“無人駕駛礦車技術在整個國際來說都是一個高精尖的技術。我們也遇到了技術封鎖的困境,甚至去礦山參觀都被外方拒絕。要做全國第一,就要破解難題,所以我們只能自主研發。”

2015年,NTE120AT無人駕駛電動輪礦車項目正式立項,由12個80後年輕成員組成,團隊踏上了一片空白、一切都靠自己的研發之路。他們走進鞍山、鄂爾多斯、烏海等地的各類大型礦場實地調研,登上人工駕駛礦用車,在複雜、危險的礦場環境中跟著駕駛員瞭解礦用車作業的全流程,採集大量礦用車行駛數據,記錄各類生產場景……

眼看有了點頭緒,團隊卻又面臨新問題。“團隊組建時有12個人,後來走了三分之一。在當時,人員又不能及時補充,我們剩下的人都要超負荷工作。為了完成這個項目,大家非常努力,齊心協力度過了難關。”王逢全很是欣慰地說。北方股份的8個人幹著12個人的活兒,把國外企業10年才能研究出來的技術,用3年時間就攻克下來,創造了奇蹟。

打破技術壟斷  我國成為全球第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家

110噸NTE120AT無人駕駛電動輪礦車,是國內首臺無人駕駛礦車,車長10m、寬5.5m、高5.7m,載重110噸,採用車輛線控技術,可在礦山現場流暢、精準、平穩地完成倒車入位、停靠、自動傾卸、軌跡運行、自主避障等各個環節,預計2019年上半年進入礦山試運行。

礦區往往揚塵較多,常規攝像頭難以發揮作用,該車採用車載傳感器,依靠激光雷達與毫米波雷達形成雙重保障,實現360°無死角感知。待測試完成並改進完善後,車輛準確行駛與精準停靠橫向誤差和航向誤差,將限制在釐米級別。

同時,隨著國內數字化智慧礦山建設的不斷推進,通過為礦車配置環境感知系統、行為控制和決策系統、定位系統及高精度地圖,實現自動按照礦山調度指令在無人操作的情況下裝載、運輸和卸載的循環作業。最終,結合車輛協同運作平臺,可實現無人駕駛車隊協同運轉,一車感知、數據共享、全局可知,達到礦區作業高效、安全的目標。

研究數據顯示,在合理考慮相關因素的理論狀態下,7臺無人駕駛礦車可替代至少9臺同型號車的工作量,燃油成本降低6%,輪胎磨損減少7.5%以上,含節省人工成本在內的收益率提高49%。

近年來,隨著大型露天礦山開採深度逐年下探,坡度大、彎道多的現象逐漸增多,給礦山生產增加難度。同時,礦區無人化運營是加快數字化智慧礦山建設的有效途徑,有助於實現安全生產,降低人工和整車使用成本,提升運行效率。此次北方股份國內首臺礦車的研發,把中國智能製造的智能產品帶到了一個新的高度,在與國際巨頭競爭中,用“中國製造”展現了中國實力。


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