重大進(jìn)展特刊

為宣傳推廣煤礦智能化建設(shè)先進(jìn)經(jīng)驗和創(chuàng)新成果，發(fā)揮典型示范引領(lǐng)作用，《智能礦山》于2025年第2期策劃出版了《2024年煤礦智能化重大進(jìn)展成果特刊》，刊登代表新時代煤礦人創(chuàng)造性實踐和智慧結(jié)晶的11項智能化建設(shè)成果，以饗讀者。

文章來源：《智能礦山》2025年第2期“2024年煤礦智能化重大進(jìn)展成果特刊”

第一作者：林巧，高級工程師，現(xiàn)任易控智駕科技有限公司副總裁，主要從事露天礦山智能化的相關(guān)工作。E-mail：linqiao@eacon.com

作者單位：新疆天池能源有限責(zé)任公司；國家能源集團(tuán)新疆能源化工有限公司；內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司；新疆哈密三塘湖能源開發(fā)建設(shè)有限責(zé)任公司；新疆宜化礦業(yè)有限公司

引用格式：林巧，康慶微，蔡明祥，等.露天礦礦用卡車無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)及規(guī)模化應(yīng)用[J].智能礦山，2025，6(2)：28-33.

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露天礦智能化建設(shè)是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高端化、綠色化及減人、增安、提效的有效途徑。礦山無人駕駛大規(guī)模常態(tài)化應(yīng)用是露天礦智能化建設(shè)的重要一環(huán)，可推動礦山生產(chǎn)實現(xiàn)高效率、低成本運輸技術(shù)，為露天礦山智能化建設(shè)奠定扎實基礎(chǔ)。

隨著露天礦無人駕駛應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)作業(yè)場景復(fù)雜度快速加深，運輸作為露天礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，每年至少保證300天的安全、高效作業(yè)，對無人駕駛納入正式生產(chǎn)流程、規(guī)模化應(yīng)用的場景適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)性和穩(wěn)定可靠性提出了極高要求，不同礦區(qū)工況特點對技術(shù)通用性和可靠性帶來多項挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

目前國內(nèi)礦山約有2000臺無人駕駛礦用卡車，常態(tài)化無人駕駛占比約55%。多數(shù)露天礦單礦無人駕駛卡車數(shù)量少且未實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用?；诖?，易控智駕科技有限公司（簡稱易控智駕）自主研發(fā)了露天礦山無人駕駛運輸解決方案“著山2.0”，攻克了露天礦無人駕駛智能運輸大規(guī)模應(yīng)用地圖采集與更新技術(shù)、復(fù)雜場景多模態(tài)融合感知技術(shù)、大規(guī)模無人駕駛集群智能調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，無人駕駛大規(guī)模應(yīng)用取得明顯成效。露天礦無人駕駛規(guī)模化應(yīng)用與快速部署核心技術(shù)如圖1所示。

圖1 露天礦無人駕駛規(guī)?；瘧?yīng)用與快速部署核心技術(shù)

1.1 露天礦地圖高頻快速實時更新技術(shù)

露天礦工作面和道路快速變化要求地圖實時更新，以滿足無人駕駛運輸業(yè)務(wù)需求，研發(fā)了基于多源數(shù)據(jù)融合的無人駕駛作業(yè)區(qū)域地圖快速更新技術(shù)。基于無人駕駛卡車大量運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了無人駕駛作業(yè)區(qū)域眾源數(shù)據(jù)采集與地圖數(shù)據(jù)靶向更新，達(dá)到裝載區(qū)平盤內(nèi)部串行更新、平盤間并行更新的效果。無人駕駛裝卸載區(qū)區(qū)域更新時間降低90%，通過擬人化裝載技術(shù)保障挖機(jī)單車待裝時間降低80%，與人工裝載作業(yè)時間持平。采用基于目標(biāo)精度的高倍率地圖數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，實現(xiàn)有限算力下高倍率地圖數(shù)據(jù)快速壓縮，車云交互數(shù)據(jù)量壓縮90%，滿足頻繁走鏟作業(yè)和多平盤作業(yè)。

采用地圖要素級訂閱式動態(tài)差分與增量分發(fā)技術(shù)，以作業(yè)分區(qū)為單位構(gòu)建地圖，礦用卡車根據(jù)任務(wù)類型、所在位置等信息，訂閱任務(wù)需要的分區(qū)數(shù)據(jù)，實時拉取地圖獲取新的迭代版本，支持單礦1000臺以上礦用卡車地圖秒級分發(fā)，針對不同類型的任務(wù)動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分發(fā)策略，降低地圖數(shù)據(jù)維度，提高地圖數(shù)據(jù)的更新速度和鮮度，露天礦復(fù)雜場景下地圖高頻快速實時更新技術(shù)如圖2所示。

圖2 露天礦復(fù)雜場景下地圖高頻快速實時更新技術(shù)

1.2 露天礦無人駕駛多模態(tài)融合感知技術(shù)

針對露天礦惡劣工況、天氣導(dǎo)致的傳感器故障或失效，以及無人駕駛礦用卡車對小障礙物識別和行人安全的適應(yīng)性需求，研發(fā)了露天礦復(fù)雜場景下無人駕駛多模態(tài)融合感知技術(shù)。采用基于點云?視覺多模態(tài)融合的非干擾實體精準(zhǔn)識別技術(shù)，實時融合處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)流，捕捉礦山環(huán)境數(shù)據(jù)的重要特征和動態(tài)變化，提高環(huán)境理解和預(yù)測精度，復(fù)雜場景下無人駕駛多模態(tài)融合感知技術(shù)如圖3所示。

圖3 復(fù)雜場景下無人駕駛多模態(tài)融合感知技術(shù)

基于自注意力機(jī)制模型捕獲數(shù)據(jù)重要特征，解決了礦山環(huán)境煙塵、粉塵、塵霧等非干擾實體場景誤檢問題，實現(xiàn)了區(qū)域小障礙物的精準(zhǔn)檢測和作業(yè)區(qū)邊界實時提取，提升了無人駕駛系統(tǒng)對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力和決策質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全性和效率，并提升了節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性。

1.3 露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調(diào)度技術(shù)

隨著露天礦單礦無人礦用卡車數(shù)量增加至幾百臺規(guī)模，無人駕駛調(diào)度系統(tǒng)需要高速可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，面臨調(diào)度集控中心的調(diào)度系統(tǒng)算力不足，無人駕駛與有人駕駛大規(guī)?；煨械入y題。結(jié)合生產(chǎn)調(diào)度、運力調(diào)度、交通調(diào)度的多層級調(diào)度，提出了露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調(diào)度技術(shù)。

基于完整的采運排調(diào)度任務(wù)信息架構(gòu)設(shè)計，并結(jié)合靈活且魯棒的任務(wù)更新算法，實現(xiàn)卡車與裝載設(shè)備高穩(wěn)定性均衡調(diào)度和全局最優(yōu)生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)調(diào)配和宏觀路徑規(guī)劃，保障集群調(diào)度系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在任務(wù)下發(fā)后60min內(nèi)，單臺車輛在無任務(wù)更新的情況下仍能持續(xù)高效作業(yè)。針對大規(guī)模車隊調(diào)度場景，滿足30min內(nèi)無任務(wù)更新的情況下，維持全局調(diào)度的均衡性。露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調(diào)度技術(shù)如圖4所示。

圖4 露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調(diào)度技術(shù)

露天礦無人駕駛大規(guī)模運行智能調(diào)度算法架構(gòu)具備在礦山網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定性和低帶寬場景下穩(wěn)定持續(xù)高效運行能力，可實現(xiàn)混行調(diào)度、交通流控制及動態(tài)收發(fā)車、加油、點檢任務(wù)，減少交通沖突和車輛排隊，提高了無人駕駛運行效率，實現(xiàn)了運行時間超過1年、單礦200臺以上無人駕駛礦用卡車的大規(guī)模常態(tài)化安全高效作業(yè)。

無人駕駛規(guī)?；瘧?yīng)用效果

易控智駕自主研發(fā)的露天礦山無人駕駛運輸解決方案“著山2.0”提升了無人駕駛系統(tǒng)、智能云控平臺及協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)的作業(yè)能力，滿足在雪、雨、霧、風(fēng)、低溫、高溫等復(fù)雜天氣環(huán)境的正常生產(chǎn)，在作業(yè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了露天煤礦剝離及采煤場景兼容，以及多編組內(nèi)排和多編組外排常態(tài)化應(yīng)用，并在新疆天池能源有限責(zé)任公司、國家能源集團(tuán)新疆能源化工有限公司、國家電投集團(tuán)內(nèi)蒙古能源有限公司、新疆能源（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、新疆宜化礦業(yè)有限公司等多個露天礦規(guī)?；瘧?yīng)用，實現(xiàn)了全國20多個露天礦超過800臺無人駕駛礦用卡車規(guī)模化應(yīng)用，累計運行里程超過3000萬km，運輸方量超過1.5億m3，實現(xiàn)了煤礦智能化建設(shè)重大突破，促進(jìn)露天礦山作業(yè)“少人化、無人化”。

（1）新疆南露天煤礦

新疆天池能源有限責(zé)任公司南露天煤礦單礦超200臺世界最大規(guī)模無人駕駛礦用卡車常態(tài)化運行，實現(xiàn)了24臺無人駕駛采煤車和90臺人工駕駛車輛常態(tài)化混行作業(yè)。截至2024年12月，無人駕駛累計運行里程超過1400萬km，運輸趟次超過180萬車次，運輸量超7000萬m3，南露天煤礦無人駕駛卡車運行情況如圖5所示。

圖5 新疆南露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)

（2）準(zhǔn)東露天煤礦

國家能源集團(tuán)準(zhǔn)東露天煤礦實現(xiàn)了單礦100臺以上無人駕駛卡車大規(guī)模應(yīng)用推廣，并實現(xiàn)了采煤和剝離多場景作業(yè)，截至2024年12月，無人駕駛累計運行里程超400萬km，運輸趟次超30萬車次，運輸量超1000萬m3，準(zhǔn)東露天煤礦無人駕駛卡車運行情況如圖6所示。

圖6 準(zhǔn)東露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)

（3）石頭梅一號露天煤礦

新疆哈密三塘湖能源開發(fā)建設(shè)有限責(zé)任公司石頭梅一號露天煤礦實現(xiàn)了100臺以上無人駕駛卡車運輸快速部署并常態(tài)化運行，無人駕駛礦用卡車實現(xiàn)了采煤和剝離有人/無人駕駛礦用卡車混編常態(tài)化運行，無人駕駛常態(tài)化運行助力石頭梅一號露天煤礦通過新疆維吾爾自治區(qū)的中級智能化驗收，石頭梅一號露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)如圖7所示。

圖7 石頭梅一號露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)

（4）霍林河南露天煤礦

內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司霍林河南露天煤礦實現(xiàn)了40臺以上無人駕駛卡車運輸快速部署并常態(tài)化運行，日均單車運輸量為1700m3，無人駕駛剝離實現(xiàn)單日最高產(chǎn)量為7.5萬m3，無人駕駛綜合效率達(dá)到人工駕駛效率的98%?；袅趾幽下短烀旱V無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)如圖8所示。

圖8 霍林河南露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)

（5）五彩灣礦區(qū)一號露天煤礦

新疆宜化礦業(yè)有限公司準(zhǔn)東五彩灣礦區(qū)一號露天煤礦實現(xiàn)了40臺以上無人駕駛卡車運輸快速部署并常態(tài)化運行，無人駕駛卡車單日有效作業(yè)時間高于傳統(tǒng)人工作業(yè)時長約10%，助力礦區(qū)安全高效生產(chǎn)，五彩灣一號露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)如圖9所示。

圖9 五彩灣一號露天煤礦無人駕駛現(xiàn)場作業(yè)

隨著無人駕駛礦卡在露天礦場景的常態(tài)化成熟應(yīng)用，百噸級礦卡兼顧了安全生產(chǎn)和節(jié)能增效，逐步成為礦區(qū)無人化、電動化、大型化、國產(chǎn)化融合的主流選擇；同時百噸級無人駕駛礦卡的運行效率能夠滿足露天礦正常安全生產(chǎn)需要，實現(xiàn)危險繁重的寬體車司機(jī)崗位無人化替代。

總結(jié)與展望

3.1 總結(jié)

（1）露天礦卡車無人駕駛規(guī)?；瘧?yīng)用解決了露天礦山行業(yè)招工難、用工貴的人力成本難題，無人駕駛礦用卡車全天候連續(xù)作業(yè)及全局最優(yōu)調(diào)度，降低了維保成本，提高了礦山運輸效率和生產(chǎn)能力。

（2）露天礦卡車無人駕駛規(guī)?；瘧?yīng)用實現(xiàn)了高危崗位替代，避免了礦工在惡劣礦山環(huán)境作業(yè)，降低了安全事故帶來的停工停產(chǎn)損失，推動了露天礦山作業(yè)“少人化、無人化”，可有效防范重大安全風(fēng)險。

（3）露天礦卡車無人駕駛技術(shù)與礦山數(shù)字化、信息化、自動化等技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了礦山生產(chǎn)過程的智能化調(diào)度、監(jiān)控和管理，構(gòu)建了全流程的智能礦山生產(chǎn)系統(tǒng)，提升了礦山整體智能化水平，為實現(xiàn)礦山高效、安全、綠色開采提供了有力支撐。

（4）露天礦卡車無人駕駛大規(guī)模推廣應(yīng)用，推動礦山行業(yè)向大型化、綠色化、無人化發(fā)展，促使礦山企業(yè)的技術(shù)升級改造和管理模式創(chuàng)新，帶動整個礦業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型，促進(jìn)礦山設(shè)備制造、通信技術(shù)、智能控制等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。

3.2 展望

露天礦山無人駕駛卡車大規(guī)模運行近年來快速發(fā)展，礦山無人駕駛技術(shù)及裝備發(fā)展的宗旨是安全、效率和成本，未來發(fā)展方向主要包括4個方面。

（1）拓展國內(nèi)露天礦無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用場景，目前露天礦礦用卡車無人駕駛技術(shù)在新疆、內(nèi)蒙古等大型礦區(qū)已得到廣泛應(yīng)用，在河北、山東等地中小型礦區(qū)也開始規(guī)?；瘧?yīng)用，未來應(yīng)用場景和范圍將逐漸增加。除露天煤礦領(lǐng)域外，逐步推廣到其他各類小型礦種的露天礦無人駕駛，礦山無人駕駛技術(shù)將成為行業(yè)共識。

（2）礦山無人駕駛發(fā)展需要在供應(yīng)端保障無人駕駛技術(shù)及產(chǎn)品穩(wěn)定性，滿足礦山日常生產(chǎn)的快速復(fù)制能力。人工智能的快速發(fā)展，無人駕駛規(guī)?；瘧?yīng)用將出現(xiàn)新的增量機(jī)會，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈橫向和縱向雙增長，推動露天礦山智能、安全、綠色、高效發(fā)展。

（3）礦山無人駕駛解決方案需要從技術(shù)安全、流程安全與運營安全等角度全面提升，研發(fā)集群全局調(diào)度云、自主決策協(xié)同車、無人駕駛線控平臺，系統(tǒng)解決礦山場景的諸多難點和痛點。

（4）無人駕駛規(guī)?；瘧?yīng)用逐步推動傳統(tǒng)露天礦山行業(yè)，以點帶面智能化建設(shè)的頂層設(shè)計變革，加速出臺政策法規(guī)、調(diào)整礦山管理標(biāo)準(zhǔn)、重新規(guī)劃人才梯隊建設(shè)等，進(jìn)一步推動露天礦山智能化變革。

“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會”自 2021年開始，至今已舉辦4次，發(fā)布會吸引了眾多煤礦智能化建設(shè)領(lǐng)域的專家及科研、工程技術(shù)人員，成為展示煤礦智能化建設(shè)成果，交流煤礦智能化科技成果的盛會。

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END

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤科總院出版?zhèn)髅郊瘓F(tuán)成立于2015年，擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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