金秋十月，收穫的季節。對於同煤集團技術中心和北京龍田華遠科技有限公司（以下簡稱“龍田公司”）而言，今年的十月被賦予了里程碑式的意義。廣大幹部員工除了沉浸在新中國成立70週年的巨大喜悅之中，首套“國產慣導採煤機定位系統”正式落戶塔山礦，更是讓大家收穫了滿滿的成就感。因為這套系統的投用，不僅凝結了大家幾個月的心血和汗水，而且更重要的是，打破了慣性導航採煤機定位系統技術研發西方發達國家長期壟斷的格局，填補了國內相關行業的空白。回首在煎熬中度過的這段時間，點點滴滴歷歷在目……
初接任務 困難重重
2018年8月29日，國家重點研發計劃“深地資源勘查開採”重點專項——“千萬噸級特厚煤層智能化綜放開採關鍵技術及示範”項目正式啟動。同煤集團攜手龍田公司在塔山礦8222工作面，開始聯合研發“基於國產慣性導航裝置的人工智能採煤系統”。
我國煤礦大部分採用井工礦井開採方式，其核心開採場所為綜採工作面。在千萬噸級礦井中，綜採工作面每小時採煤量可達6500噸，直接經濟價值在200萬元以上。如何實現綜採工作面無人條件下的穩定高效開採，一直是現代化煤礦的核心訴求。而慣性導航採煤系統恰恰是大幅度提高生產自動化水平，降低人工干預的最佳途徑。實現這一目標面臨的最大內在困難，是如何在地下數百米深處實現採煤機的釐米級定位。而且，煤炭生產時，綜採工作面粉塵量較大，無法使用激光定位技術，受採煤工藝限制，也無法採用GPS等室內定位技術。實現採煤機定位最合適的技術途徑是採用軍用慣性導航裝置，進行井下采煤機定位。
內在困難尚未解決，外在困難接踵而至。由於慣性導航裝置系統技術完全掌握在國外公司手中，集團公司和龍田公司掌握的僅有隻言片語的相關英文資料，對於這項重大研發無疑是杯水車薪。國外公司在研製該系統時，所用的整個研發週期超過了5年，在我國也是僅出租不出售，並且價格高昂。另外，他們研發所用的慣性導航技術在國內處於禁止銷售狀態。
任務之艱鉅，出乎每個人的想象。任務之重要，讓每個人感到從未有過的壓力。面對挑戰，一份興企報國的使命感油然而生，雙方研發人員毅然選擇了迎難而上。
舉步維艱 一路前行
慣導採煤機定位系統的核心硬件是慣性導航裝置，項目研發團隊，除了同煤集團、龍田公司雙方既定的核心成員，還需要引進部分專業人才。為了尋找慣導系統方面的人才，雙方先後委託4家獵頭公司，組織了上百次面試，都失望而歸！他們又將目光轉向北京航天航空大學、北京理工大學、清華大學等重點院校，千方百計聯繫優秀人才，甚至通過聯繫學生家長出面動員，最終組成了理想的研發團隊。
人員到位後，獲得慣性導航設備成了頭等大事。但因為慣性導航裝置是軍用品，一直被西方發達國家列人對中國的禁運品名單中。但困難永遠不是追夢人腳下的羈絆，而是他們成功路上的墊腳石。經過多渠道深入瞭解，他們得知北京某軍事研究單位可以研製。但慣性導航的特殊性，導致其並非流通商品，這就使得采購難於上青天！40℃的高溫下，他們連續奔波，遞交各種材料，證明項目的合法性和重要性，最終如願以償。
放下小我 服從大局
由於採煤機的作業環境相對艱苦，傳統設備無法支持慣性導航的高速計算要求，為此，他們不得不花費大量精力和時間去解決這個問題。從工控機、樹莓派、FPGA、DSP、STM32到嵌入式linux，大家嘗試了多種計算機平臺，最終找到了可以支持項目運行的組合方案。
許多研發人員從未到過綜採工作面，有些人員在幾次現場數據採集之後，便因無法適應環境而離開團隊。那些難以忘懷的日子，項目主要研發人員吃住均在公司，每時每刻想的都是項目的相關內容，一天只睡四五個小時。在大多數人的印象裡，腦力勞動者似乎都是手無縛雞之力的書生，這些研發人員徹底顛覆了這一定勢思維。長達幾個月的技術攻關期間，他們頻繁搬運80多公斤的設備前往工作面進行試驗。在綜採工作面進行了一整晚的試驗與記錄，本來對人的生理和心理已是一種極大的挑戰了，但第二天早上，常常是太陽還沒有升起，大家就又開始進行數據分析處理。
為了儘快完成項目研發任務，很多研發人員長時間不能回家，與親人兩地分離。分別對於成年人尚可忍受，但對於一個孩子，卻顯得近乎殘酷！李昕不滿兩歲的女兒，一個多月才能見父親一面，每天拿著他的照片喊“爸爸”，讓這個當初為了支持項目推進，毅然抵押掉北京房產的硬漢幾度淚目。
天道酬勤 喜結碩果
在研發團隊幾個月高強度的努力拼搏下，國產採煤機慣性導航定位系統終於誕生了。系統採用目前世界上最先進的算法技術，同時升級了系統無線傳輸方式，保證了高通量數據流從綜採工作面到地面暢通無阻，並且將傳統的二維演示界面升級為三維展示界面，實現了中國採煤機定位系統“零”的突破，為智能化無人開採奠定了基礎。
採煤機慣性導航定位系統，是以安裝在採煤機上的光纖陀螺儀為核心，用來檢測採煤機運行過程中的三維姿態，從而描繪出採煤機的運行軌跡和誤差曲線。當其誤差超過設定閾值時，通過液壓支架推溜或拉溜，對其誤差值進行修正，從而實現工作面的直線度控制。如今，他們的研發已拓展到了AI煤巖識別、AI採煤機自動控制、綜採工作面三維可視化、AI視頻識別危險區域限制等領域，這也標誌著在全球近乎慘烈AI的競爭中，我國已經進入了第二梯隊，而在煤礦領域的AI應用中，無疑成為了“排頭兵”。預計12月底前，慣性導航系統即可應用於工作面，實現採煤機姿態控制、刮板機自動調直。（文/劉佳輝 李子文 責編/何萍萍）
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