无人驾驶预备进入极寒区

2021-02-02 14:08   来源: 互联网    阅读次数:3371

在内蒙古呼伦贝尔大草原中部,神华宝石露天煤矿(以下简称"神宝煤矿")正在建设一个"5G+无人驾驶"未来矿区。2021年1月8日,一张编号为2207的白色无人驾驶卡在神宝煤矿全天候行驶。该卡可载重220吨,经过转弯、倒车等后,准确地停在坡道边缘,并开始将土石方倾倒到路旁坑底。今天,这样的场景每天都在神宝煤矿上演。为了在极端寒冷的气候下实现无人驾驶,神宝煤矿"5G+无人驾驶"突破了许多困难,最终完成了一个完整的露天无人运输作业系统。


在国家能源集团智能矿区建设规划的基础上,2020年5月,神宝能源与航天重工、惠陀联合,启动了气候极其寒冷的露天矿无人驾驶卡车编队安全示范工程。对220 t MT 4400电动轮矿5辆自卸车进行了自动驾驶改造,进行了1台WK-35铲车和1台推土机、喷头、摊铺机、指挥车等辅助车辆的改造。形成完整的露天矿无人运输作业系统。据报道,该项目是世界上首个极冷(零下50摄氏度)的大型自卸车无人编组作业项目,也是国内首个实现5G网络的大型矿用自卸车无人驾驶工业运营项目。

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作为国家能源投资集团煤炭板块中重要的大型煤矿,国家批准的年生产能力为3500万吨,日装运能力超过100000吨。然而,深堡煤矿位于呼伦贝尔夏季48摄氏度以下,冬季低至零下50摄氏度,白天平均气温低于零下30度,12月至次年3月通常是极端寒冷的天气。寒冷的气候限制了煤矿的开采。


神宝煤矿机电一体化技术人员鲍伟伟说,在冬季的寒冷天气环境中,矿卡经常出现机械故障和繁重的维修任务,需要技术人员不断维修和维护。虽然这些矿卡是进口车辆,但不是针对极端寒冷的天气产品,但为了适应当地的气候和环境,技术人员必须调整和采取一些保温措施。神宝煤矿副矿长徐旭表示,极端寒冷的天气会影响矿区的装卸卡车和其他设备,缩短部分零部件的使用寿命。"(完)


今天,新连接的露天矿无人运输操作系统已经被修改以适应极端寒冷的天气,使用了各种耐低温部件。在这个项目中,航空重工公司主要负责矿卡的改造。对矿卡的转向、制动、牵引(电传动)、起重、照明等线路控制系统进行了改造,安装了无人驾驶传感器、控制器、通信定位设备以及无人驾驶系统软件。"所有安装在无人驾驶矿卡上的部件在允许在电源处使用之前,都必须进行低温电阻测试,以确保无人驾驶的司机能够在现场适应极端寒冷的天气;同时,在主要部件上增加了加热装置,以防止设备在极冷的条件下工作。

惠拓研究院副院长高宇说,如果各矿区无人驾驶项目难度达到10级,神宝露天矿极寒复杂气候环境下无人驾驶卡车编组安全示范工程难度几乎最高,意义重大对不同地质气候条件矿区推广无人驾驶的意义。”如果克服了这一难度,那么在难度不是很高的矿区,相关技术就可以很容易地实施。”


在一定意义上,在最复杂的地理环境和气候条件下,实施无人驾驶交通系统已经成为业界的标杆。无人驾驶交通系统所构筑的产业壁垒,最终将促进行业标准的形成,进一步验证矿区无人驾驶交通系统的可行性。


随着无人驾驶矿卡改造技术的成熟度越来越高,无人驾驶矿卡的改造时间从最初需要十几天的时间到只用四天就完成一张矿卡的改造。


在徐旭眼里,无人驾驶工程的推进给矿区带来了巨大的变化。过去,在零下40℃至零下50℃的气候条件下,采矿工人需要连续工作。如果露天煤矿用自卸汽车运输岩石和煤炭,则每天24小时运行三班,每台设备至少需要4名司机轮班工作。每班大约一个小时,工作条件艰苦,效率不高。


神宝煤矿运行着无人驾驶的矿车编组,只有坐在控制室的安全员才能管理这些无人驾驶的矿卡。据介绍,无人驾驶汽车安全员的主要工作是观察周围环境,观察车辆行驶情况,发现问题及时反馈,最大限度地保证无人驾驶矿卡的安全运行。


“无人化生产作业从根本上杜绝了人员安全事故的发生。在以后的作业过程中,我们将继续加大无人驾驶系统的管理和人员培训力度,希望真正实现矿井的绝对安全。”神宝能源表示,经过5辆货车的无人化工业运行,预计每年可节约约571万元,增加运输量50万吨。


同时,在项目实施过程中,航天重工、惠拓等项目组针对当地特殊气候和地质条件,开发了相关技术,促进了矿区自动化技术的进一步发展。例如,基于虚拟现实交互的矿区无人驾驶交通仿真测试技术,实现了极端工况、危险场景和系统极限测试,保证了无人驾驶系统的安全、稳定和高效。


据高瑜介绍,该项目的模拟试验根据实际地形条件,由二维图像升级为三维图像。”这项技术也是该行业的领先者。无论从车辆的大小、运行速度还是运行环境来看,惠拓建立的仿真测试都大大提高了真实性,为真实场景的运行提供了坚实的基础,降低了项目的试错成本。从人才培养到科技公司的技术输出,矿山模仿已经形成了完整的产业链。郭劲松介绍,近年来无人矿区发展明显,一是5g、大数据、云计算、感知等新技术发展迅速;二是经过几年的实践,无人驾驶技术日趋成熟;三是在信息化背景下在国家创新驱动和国家能源集团等国有企业和中央企业的牵引下,需求呈现出爆炸式增长的态势。业内数据显示,我国矿业运输无人驾驶市场规模超过3000亿元,矿车无人前后改装市场规模也超过3000亿元。无人采矿已成为一个新兴产业,市场规模达6000亿元。


随着行业的发展,无人驾驶车辆终端改造标准、系统安全规范、无人驾驶操作规范等亟待制定。郭劲松指出,矿区也面临着适应无人驾驶下矿区作业的变化,无人驾驶的管理标准需要逐步探索。在矿区无人驾驶评价领域,必须有相关标准来评价某一无人驾驶项目是否具有高质量。

责任编辑:萤莹香草钟
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