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無人駕駛為礦山智能化提速
2025-07-29 12:27:10
來源:中國高新技術產業導報  作者: 孫立彬

近日,河南駐馬店,一處面積達1.8418平方公里的水泥礦礦區正式完成中級智能化驗收。其中智慧礦山無人駕駛部分是重要一環。實施方路凱智行CTO那崇寧表示,無人駕駛系統可實現礦車自主導航、精準避障與高效運輸,配合云控平臺的調度管理能力,能夠實時規劃、調整運輸路線,自主、高效地完成采運排全流程作業。

記者通過采訪了解,在中國礦山加速智能化轉型過程中,礦山無人駕駛正迎來從試驗室走向規模化應用的關鍵階段。2024年,國內無人駕駛礦卡部署量近乎翻倍,達到2500臺,2025年國內無人駕駛車輛預計增長至3500-4000臺。

無人駕駛解決關鍵痛點

中國礦業大學(北京)先進采礦研究院副院長、博士生導師趙志強表示,礦山行業長期存在安全和作業環境惡劣兩大核心痛點。礦區環境堪稱“移動的險境”,比如,爆破后的邊坡穩定性多變、非鋪裝路面坑洼遍布、擋墻不規范導致車輛掉落,加上大型設備盲區大、交叉作業頻繁,傳統人工駕駛的存在潛在的人身傷害安全風險。另一方面,露天礦大多在新疆、內蒙古等偏遠地區,自然環境惡劣,露天礦生產作業人員常面臨高溫、高寒、沙塵等極端氣候,粉塵濃度常超出健康閾值、卡車司機每天高強度駕駛8-10小時,容易疲勞駕駛,特別是夜間作業。

“目前,90后、00后對礦山‘苦臟累險’的工作環境接受度持續下降,而熟練司機培養周期長,在人員流失率高居不下的情況下,企業需反復投入培訓成本,形成 ‘招工-流失-再招工’ 的惡性循環。”趙志強說。

“科技向善,礦山無人駕駛并非與傳統勞動力搶飯碗,而是改變艱苦惡劣、單調乏味并伴有較高危險性的礦山作業場景,重構礦山開采的作業流程與組織架構,創造更好的作業條件,讓普通勞動者也更加愿意以一種身心健康的方式長期從事礦山工作。”那崇寧表示。

除此之外,還存在效率問題,北物聯礦山物聯網專委會專家田瑞豐表示,傳統人工駕駛受限于輪班、疲勞及復雜環境影響,作業連續性不足,運輸量受限。此外,傳統燃油礦卡在高原地區動力衰減、油耗飆升。

無人駕駛則能有效攻克這些難題。

據田瑞豐說,無人化運輸可顯著減少80%的人力成本,并實現“零傷亡”,從根本上解決安全和用工難題,從效率與成本方面看,無人礦卡支持24小時連續作業,顯著提升了運輸方量;純電無人礦卡能耗可降低70%-80%,出勤率超95%,大幅降低運營成本。

從應用場景看,目前,露天煤礦是無人駕駛礦車的主要應用領域之一,占據當前無人礦卡落地項目的80%以上;金屬礦開采同樣適用,在銅礦、鐵礦等礦區,無人駕駛礦車可在復雜地形中完成礦石運輸任務,如紫金礦業西藏銅礦已部署70余臺無人礦卡,還有高海拔礦區,如宏大時代HC135E純電礦卡在海拔5429米的新疆礦區運行,成功克服缺氧、低溫挑戰,此外,砂石骨料礦場也開始引入無人駕駛礦車,提升物料運輸效率,減少人工干預。

不過在井工礦方面,田瑞豐表示,無人駕駛還處于起步階段,但包括雷科智途、長沙迪邁等企業也在積極布局,其巨大的市場潛力和安全效益使其成為未來重要的發展方向。“路凱智行也已經通過技術合作的方式與傳統井工礦設備廠商合作,為井工礦無人化、智能化建設進行賦能。”那崇寧表示。

中國礦山無人駕駛潛力巨大

那崇寧表示,國內露天礦山運輸服務市場規模約2500億元每年,億歐智庫測算,預計到2030年國內整體智慧礦山自動駕駛的潛在市場空間為3869.9億元,發展前景廣闊。同時,海外露天礦山運輸服務市場規模約每年6000億元。

目前,中國在礦山無人駕駛領域已居全球領先地位,市場規模持續擴大。

趙志強稱,中國企業的優勢首先體現在技術創新上,已攻克環境感知、導航定位、決策控制等核心技術難題,部分技術處于國際領先。露天礦山場景中存在人工駕駛礦卡以及灑水車、平地機、指揮車、等輔助車輛,無人礦卡混編混行不可避免,國內的無人駕駛公司很好地解決了這個技術難點。

以路凱智行為例,該公司解決方案目前已實現連續超1100天常態化、安全運營,支持有人與無人駕駛車輛混編混行,在弱網狀態下大規模無人駕駛車隊依舊可以保持正常運營,在國內正在快速規模化復制,布局多礦種場景。

“中國在無人駕駛領域還擁有成本優勢,中國完善的產業鏈體系使無人礦卡及相關設備制造成本降低,在全球市場極具競爭力。此外就是豐富的項目實踐經驗,國內礦山資源豐富、類型多樣,為企業提供大量測試與應用場景,積累海量數據與實戰經驗,有助于快速迭代優化技術,更好適應全球不同礦山環境。”趙志強繼續說。

就目前發展存在的挑戰看,田瑞豐認為主要有以下幾個方面:在技術上,復雜地形(翻漿路面、陡坡)仍需高精度避障算法;極端嚴苛環境下(高溫、高濕、低照、揚塵、逆光),傳感器可靠性及定位精度仍面臨挑戰(如井下傳統衛星定位失效,對高精定位感知和車路協同深度依賴);在標準上,行業還存在缺乏統一的測試認證體系問題,影響了技術規模化復制和互操作性;在商業模式上,早期重資產的持車模式(TaaS)導致企業虧損較大,此外,很多企業面臨客戶集中度較高風險。此外,井工礦本身的問題影響了智能化進程,例如,多數井工煤礦基礎設施(如高速網絡環境)和現有定位系統建設滯后,制約了無人駕駛運輸設備的功能發揮;現有車輛調度系統功能常規,缺乏統一調配。

對于未來的發展,田瑞豐建議相關企業,要做好技術卡位,深入布局傳感芯片等核心感知技術,并強化多源融合高精度定位(尤其針對井下環境),降低對傳統高算力平臺的依賴。逐步優化商業模式,減少重資產持車比例,聚焦高毛利的軟件服務、運營支持與技術授權,積極響應“一帶一路”倡議,聯合中資礦企抱團出海,拓展國際市場;積極參與礦區無人駕駛相關標準的制定,搶占行業話語權,引導行業健康發展。

(企業供圖)

編輯:韓夢晨
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