在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，水泥礦區(qū)行業(yè)傳出一個(gè)好消息!

　　泰國(guó)首個(gè)5G+自動(dòng)駕駛智慧綠色礦山項(xiàng)目備忘錄簽約儀式在曼谷舉辦，泰國(guó)暹羅水泥集團(tuán)、泰國(guó)AIS公共有限責(zé)任公司、泰國(guó)華為運(yùn)營(yíng)商、青島慧拓智能機(jī)器有限公司及鄭州宇通礦用裝備有限公司的代表共同簽署項(xiàng)目意向合作協(xié)議，國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、中科院曼谷創(chuàng)新合作中心主任姜標(biāo)應(yīng)邀出席儀式并見證簽約。

　　該項(xiàng)目中，AIS和華為將負(fù)責(zé)5G通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，宇通將提供新能源礦車及充電設(shè)施，慧拓為項(xiàng)目提供智能化、無(wú)人化技術(shù)服務(wù)。

　　值得一提的是，這是中國(guó)對(duì)外輸出的世界首個(gè)全礦無(wú)人化方案，慧拓作為中科院自動(dòng)化所孵化的人工智能、智能控制領(lǐng)域“國(guó)家隊(duì)”高新技術(shù)企業(yè)，代表“中國(guó)方案”正在打開自動(dòng)駕駛技術(shù)出海的大門。

　　同時(shí)，水泥礦山也正成為自動(dòng)駕駛技術(shù)深入應(yīng)用的新戰(zhàn)場(chǎng)。

世界首個(gè)全礦無(wú)人化方案

源于豐富礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)

　　過去十幾年，是我國(guó)快速邁向基建強(qiáng)國(guó)的重要時(shí)期，道路、房屋、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè)，使得對(duì)水泥的需求極為龐大。

　　麥肯錫數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)是全球水泥制造第一大國(guó)，2019年全球水泥產(chǎn)能為37億噸，中國(guó)約占其中60%。

　　實(shí)際上，從1986年起，我國(guó)水泥的產(chǎn)能和消費(fèi)量就一直持續(xù)穩(wěn)居世界第一。

　　經(jīng)過幾代人的努力，我國(guó)研制發(fā)明了六大體系、七大類共60余種特種水泥品種，廣泛應(yīng)用于水電、核電、煤炭、交通、石油、海工、國(guó)防等特殊工程領(lǐng)域，滿足了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

　　隨著政府對(duì)生產(chǎn)作業(yè)安全要求越來(lái)越高，智能化技術(shù)也在加速引入。

　　國(guó)務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)印發(fā)的《“十四五”國(guó)家安全生產(chǎn)規(guī)劃》要求，加大技術(shù)改造力度，推動(dòng)工業(yè)數(shù)字化智能化綠色化融合發(fā)展。因此，我國(guó)礦區(qū)也緊跟時(shí)代，開啟智慧化礦山新時(shí)代，積極引入包括5G通訊、新能源、自動(dòng)駕駛等多項(xiàng)最新技術(shù)，力求實(shí)現(xiàn)智能化安全生產(chǎn)。

　　經(jīng)測(cè)算，水泥礦山無(wú)人化市場(chǎng)規(guī)模近千億元，國(guó)內(nèi)多家知名水泥集團(tuán)已率先開展全礦無(wú)人化改造。目前國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)智能化成果領(lǐng)先的金隅冀東水泥、華潤(rùn)水泥等企業(yè)，經(jīng)過全礦無(wú)人化改造后，保證了無(wú)人則安絕對(duì)安全，其作業(yè)效率也有著一定程度提升。

　　據(jù)悉，金隅冀東水泥5G+智慧礦山項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)首個(gè)純電動(dòng)、數(shù)字化綠色智慧礦山項(xiàng)目。在與慧拓合作的項(xiàng)目建設(shè)過程中，金隅冀東水泥成功解決一系列礦區(qū)無(wú)人化難題。

　　具體來(lái)說，水泥礦山一個(gè)突出的特點(diǎn)就是卸料時(shí)有破碎站，一方面車輛需要排隊(duì)進(jìn)出破碎站，另一方面衛(wèi)星信號(hào)會(huì)受到頂棚遮擋而無(wú)法精準(zhǔn)定位。

　　為此，無(wú)人化團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了多源協(xié)同定位技術(shù)，采用IMU、輪速里程計(jì)、激光雷達(dá)等多種不同特性的傳感器，結(jié)合多源數(shù)據(jù)融合與協(xié)同定位算法，最終解決了礦車因破碎站、山體遮擋等復(fù)雜環(huán)境中無(wú)GNSS和弱GNSS情況下的精確導(dǎo)航定位難題。

　　目前，無(wú)人駕駛運(yùn)輸車輛在礦區(qū)已實(shí)現(xiàn)安全、流暢地自動(dòng)排隊(duì)等候、入站卸料及出站、重載編組、全時(shí)段全礦“真無(wú)人”運(yùn)行。

　　與此同時(shí)，華南地區(qū)領(lǐng)先的水泥及混凝土生產(chǎn)商華潤(rùn)水泥控股有限公司也正與慧拓合作，積極引入自動(dòng)駕駛技術(shù)，打造世界首個(gè)一次性建成全礦無(wú)人化項(xiàng)目。

　　礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)處于動(dòng)態(tài)變化中，挖掘設(shè)備在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)需要經(jīng)常移動(dòng)，其絕對(duì)定位與相對(duì)姿態(tài)都處于不斷變化的狀態(tài)。這將導(dǎo)致礦車找鏟時(shí)間長(zhǎng)和裝載位置精準(zhǔn)停泊的難題。

　　而華潤(rùn)水泥引入自動(dòng)駕駛技術(shù)后，無(wú)人駕駛礦車通過自動(dòng)計(jì)算走鏟距離、實(shí)時(shí)更新裝載點(diǎn)位置，能夠準(zhǔn)確地找到挖機(jī)鏟臂的位置并自動(dòng)規(guī)劃路徑倒車入位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找鏟，更高效、安全地完成裝載作業(yè)。

　　此外，無(wú)人駕駛礦車還可根據(jù)不同路況智能匹配速度，并逐步優(yōu)化至最優(yōu)速度。同時(shí)，每臺(tái)礦車配備的防車轍管理程序，也能減少道路養(yǎng)護(hù)需求，縮短道路平整周期，間接提升作業(yè)效率。

　　在全礦無(wú)人化改造的同時(shí)，制定無(wú)人化生產(chǎn)作業(yè)流程及運(yùn)營(yíng)管理標(biāo)準(zhǔn)也是該方案的重要部分。

　　因此，兩大礦區(qū)在完成全礦無(wú)人化改造后，真正實(shí)現(xiàn)了水泥礦在“采、運(yùn)、排”環(huán)節(jié)全鏈條的無(wú)人化，可極大程度避免人員傷亡事故，并實(shí)現(xiàn)降本增效。

　　豐富的水泥全礦無(wú)人化改造經(jīng)驗(yàn)，形成快速、規(guī)模化批量復(fù)制的水泥行業(yè)整體解決方案，最終實(shí)現(xiàn)水泥礦出海的“中國(guó)方案”。

　　值得一提的是，此次泰國(guó)5G+自動(dòng)駕駛智慧綠色礦山項(xiàng)目不但采用中國(guó)礦區(qū)無(wú)人駕駛技術(shù)，還從項(xiàng)目建設(shè)到運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)全周期覆蓋，是一套完整的閉環(huán)全礦全鏈條無(wú)人化解決方案。

　　具體而言，慧拓提供“1OS+1P+N”的智慧礦山無(wú)人化全礦、全鏈條的整體解決方案，將礦山生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)打通，實(shí)現(xiàn)礦山的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理、調(diào)度優(yōu)化、生產(chǎn)計(jì)劃，甚至戰(zhàn)略方向、決策規(guī)劃。

　　1OS指包含核心算法、統(tǒng)一接口、派生支撐的底層平行駕駛操作系統(tǒng)，完美解決礦車及工程機(jī)械設(shè)備無(wú)人化;1P指平行工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)支撐平臺(tái)，將服務(wù)中心、調(diào)度中心、生產(chǎn)中心、數(shù)據(jù)中心互相打通，圍繞礦企生產(chǎn)、規(guī)劃、檢測(cè)和管理的智能服務(wù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源、選礦數(shù)據(jù)、尾礦和環(huán)境等數(shù)據(jù)，提供設(shè)備健康管理、任務(wù)調(diào)度管理、緊急預(yù)警等服務(wù);N則指與其配套的智慧礦山無(wú)人駕駛產(chǎn)品，如智能調(diào)度與監(jiān)控、露天防碰撞、V2X智能路側(cè)協(xié)同、無(wú)人運(yùn)輸仿真、遠(yuǎn)程遙控座艙等，進(jìn)一步解決全鏈條無(wú)人化問題，提供全礦流暢高效地?zé)o人生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)服務(wù);

　　慧拓此次除了向泰國(guó)水泥項(xiàng)目輸出無(wú)人化改造完整方案外，同時(shí)與華為、宇通三方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合打造生態(tài)鏈，在保證設(shè)備與系統(tǒng)的適配性同時(shí)，進(jìn)一步提升了水泥礦無(wú)人化改造速度。

　　據(jù)悉，慧拓與主機(jī)廠宇通深度合作，達(dá)成新能源寬體車前裝交付，提供與無(wú)人駕駛工況適配的車輛線控底盤設(shè)計(jì)，形成全工況適配的前裝車線控技術(shù)，項(xiàng)目大大縮短了工期，可以快速實(shí)現(xiàn)落地，而華為將為無(wú)人駕駛礦車提供5G通訊服務(wù)，保證無(wú)人駕駛車輛通信的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。

　　隨著華為、宇通、慧拓等中國(guó)企業(yè)的合作打造生態(tài)鏈，共同將中國(guó)領(lǐng)全球的水泥全礦無(wú)人化改造方案規(guī)模化應(yīng)用至泰國(guó)，這將我國(guó)技術(shù)發(fā)展史上的又一大歷史節(jié)點(diǎn)!

礦區(qū)數(shù)據(jù)多樣性

加速無(wú)人化落地應(yīng)用

　　縱觀全球，中國(guó)是世界上首個(gè)落地水泥礦山全礦無(wú)人化項(xiàng)目且已成功出海的國(guó)家。而國(guó)外研發(fā)的無(wú)人駕駛技術(shù)多應(yīng)用于煤炭、有色金屬礦，暫未落地水泥礦區(qū)。

　　中國(guó)水泥礦無(wú)人化改造之所以領(lǐng)先世界，其重要原因離不開中國(guó)智慧礦山無(wú)人化場(chǎng)景廣，案例多，改造經(jīng)驗(yàn)豐富，已覆蓋煤炭、有色、冶金、水泥等四大行業(yè)。包括國(guó)家能源集團(tuán)、國(guó)家電投、中國(guó)大唐、中國(guó)寶武、中煤集團(tuán)、山東能源集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、江銅集團(tuán)、云錫集團(tuán)等眾多能源礦企積極與自動(dòng)駕駛公司合作，為礦區(qū)自動(dòng)駕駛發(fā)展積累了大量不同的道路及環(huán)境數(shù)據(jù)。

　　以煤炭行業(yè)舉例，我國(guó)煤礦分布廣泛，且道路環(huán)境多樣，多樣化的場(chǎng)景為自動(dòng)駕駛技術(shù)迭代積累了豐富的道路數(shù)據(jù)，可加快技術(shù)迭代速度。

　　譬如內(nèi)蒙古高原密布煤礦，冬季高海拔氣壓、狂風(fēng)、暴雪的天氣環(huán)境極大程度考驗(yàn)著自動(dòng)駕駛車輛的抗寒穩(wěn)定性以及道路識(shí)別能力;而南方礦區(qū)夏季高溫多雨、冬季多霧的潮濕環(huán)境，將損耗自動(dòng)駕駛車輛零部件，降低電子元器件的靈敏度，增加在道路泥濘的精準(zhǔn)控制操作難度。

　　因此，自動(dòng)駕駛公司在深入不同環(huán)境的礦區(qū)，針對(duì)特殊的地理環(huán)境、氣候氣壓等因素提出了不同的適應(yīng)性解決方案，并積累道路數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化解決方案。

　　而水泥礦與煤礦同為封閉礦區(qū)場(chǎng)景具有共同性，使得在煤礦積累道路數(shù)據(jù)迭代的自動(dòng)駕駛技術(shù)，有了水泥礦的應(yīng)用基礎(chǔ)。

　　不過，兩者之間的差異性也決定了，雖然煤礦無(wú)人化改造如火如荼，但水泥礦可更早實(shí)現(xiàn)全礦無(wú)人化快速落地，發(fā)展速度更快。

　　首先，水泥礦一般不設(shè)置排土場(chǎng)，只有采-運(yùn)兩個(gè)環(huán)節(jié)，場(chǎng)景較為簡(jiǎn)單，而露天煤礦需要先剝離廢石運(yùn)至排土場(chǎng)，再將采出的礦石運(yùn)至破碎站，相對(duì)復(fù)雜。自動(dòng)駕駛技術(shù)經(jīng)過在煤礦的錘煉后，相對(duì)簡(jiǎn)單的水泥礦場(chǎng)景將更容易迅速落地。

　　其次，相對(duì)于露天煤礦數(shù)百臺(tái)甚至上千臺(tái)的作業(yè)車輛，水泥礦規(guī)模小得多，自動(dòng)駕駛車輛將較少受到其它車輛干擾，能快速編組提高運(yùn)輸效率。更為重要的是，水泥礦山無(wú)人化改造通常購(gòu)買前裝車輛，無(wú)需線控化改造，只需結(jié)合系統(tǒng)及算法部署調(diào)試，更易實(shí)現(xiàn)全礦無(wú)人化改造升級(jí)，周期僅半年至一年左右。

　　目前水泥礦區(qū)前裝車輛普遍為新能源純電動(dòng)車輛，該類型車輛運(yùn)輸水泥重載下坡時(shí)，還可回收動(dòng)能用于車輛發(fā)電，甚至可在不充電情況下持續(xù)運(yùn)營(yíng)一星期，相對(duì)傳統(tǒng)車輛更環(huán)保。

　　經(jīng)過在煤礦、水泥礦等礦區(qū)的持續(xù)技術(shù)應(yīng)用，我國(guó)礦區(qū)自動(dòng)駕駛技術(shù)已明顯提升，已在水泥礦區(qū)實(shí)現(xiàn)全礦區(qū)無(wú)人化，并能快速規(guī)模化復(fù)制。同時(shí)，也證明了自動(dòng)駕駛技術(shù)可減少礦區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)效率，并節(jié)省能源消耗。

　　這一成果，加速了我國(guó)“十四五”規(guī)劃發(fā)展，同時(shí)也能對(duì)海外輸出中國(guó)先進(jìn)技術(shù)。

政策市場(chǎng)雙推動(dòng)

水泥市場(chǎng)后勁足

　　當(dāng)提到水泥行業(yè)時(shí)，許多人常常會(huì)以近期行業(yè)周期性表現(xiàn)判斷未來(lái)發(fā)展情況，認(rèn)為發(fā)展已進(jìn)入拐點(diǎn)。事實(shí)是，水泥行業(yè)在多方面因素的支持下仍有較大的發(fā)展空間。

　　首先，我國(guó)政策的大力支持，為水泥行業(yè)發(fā)展注入一劑強(qiáng)心劑。

　　《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》發(fā)展目標(biāo)指出，到2025年，包括水泥在內(nèi)的原材料工業(yè)保障和引領(lǐng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強(qiáng)。

　　其中，水泥等重點(diǎn)原材料大宗產(chǎn)品產(chǎn)能只減不增，產(chǎn)能利用率保持在合理水平。重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提升，形成5—10家具有生態(tài)主導(dǎo)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)航企業(yè)。

　　這一政策直接要求，我國(guó)水泥產(chǎn)能未來(lái)將進(jìn)一步提高，行業(yè)將繼續(xù)保持高速發(fā)展。

　　市場(chǎng)方面，一線城市一向被認(rèn)為是基礎(chǔ)建設(shè)的主要目標(biāo)，但近年在“鄉(xiāng)村振興”的口號(hào)下，許多人將未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)移至鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)。

　　截至2019年，我國(guó)城鎮(zhèn)化率已達(dá)60.31%，遠(yuǎn)超世界55.71%的平均水平，但這并不意味著增長(zhǎng)將趨于緩和。

　　新華網(wǎng)指出，我國(guó)城鎮(zhèn)化率有望在“十四五”時(shí)期有望突破65%。

　　此外，城市群的建設(shè)需要大量基礎(chǔ)設(shè)施拉近城市間的彼此聯(lián)系。

　　資料顯示，十四五”規(guī)劃綱通過了19個(gè)國(guó)家級(jí)城市群的發(fā)展規(guī)劃，而這些城市群將承載我國(guó)75%以上的城鎮(zhèn)人口。

　　龐大的人口需要大量基礎(chǔ)設(shè)施精細(xì)化支撐，這又將是水泥行業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。

　　正如此次全礦無(wú)人化整體方案快速規(guī)模化復(fù)制至泰國(guó)礦區(qū)，我國(guó)水泥行業(yè)憑借先進(jìn)技術(shù)，也有打開海外市場(chǎng)的可能性。

　　在國(guó)家建設(shè)“一帶一路”的帶動(dòng)下，我國(guó)水泥行業(yè)已具備了“走出去”投資的條件。一個(gè)例子是，我國(guó)水泥行業(yè)在海外投資相應(yīng)項(xiàng)目已有十余家企業(yè)，共320條生產(chǎn)線。

　　而這僅是開始，隨著“一帶一路”的縱深發(fā)展，我國(guó)水泥技術(shù)有望進(jìn)入更多國(guó)家，開辟更多新興國(guó)家市場(chǎng)。

　　目前，我國(guó)水泥行業(yè)正在進(jìn)入轉(zhuǎn)型升級(jí)陣痛期，隨著調(diào)整完畢，未來(lái)水泥行業(yè)仍將一片光明。

　　水泥礦的市場(chǎng)空間依然廣闊，但如何更安全、高效、綠色地生產(chǎn)作業(yè)是許多礦區(qū)的難點(diǎn)。

　　業(yè)內(nèi)周知，礦區(qū)作業(yè)極其注重安全性。根據(jù)國(guó)家監(jiān)管政策要求，若礦區(qū)發(fā)生3人及以上安全事故死亡，所屬礦區(qū)必須停產(chǎn)整頓，這將為涉事礦區(qū)造成數(shù)千萬(wàn)甚至數(shù)億元的損失。出現(xiàn)嚴(yán)重事故，涉事礦區(qū)將被吊銷采礦許可證，管理者需承擔(dān)刑事責(zé)任。

　　因此，盡可能減少運(yùn)輸作業(yè)中的人員參與，可一定程度上避免人員傷亡事故。

　　除了亟需提升作業(yè)安全性之外，礦區(qū)“用人荒”問題也愈發(fā)嚴(yán)重。

　　人民郵電報(bào)曾報(bào)道，某礦區(qū)給出三十個(gè)招聘司機(jī)指標(biāo)，實(shí)際只招到四個(gè)司機(jī)，最終上崗的司機(jī)僅有三位。可見，礦山“用工荒”嚴(yán)重至引起了媒體的注意。

　　若引入自動(dòng)駕駛技術(shù)，礦區(qū)可在一定程度上可減少用人量，減輕礦區(qū)的用人壓力。同時(shí)，也將促進(jìn)礦山緊跟國(guó)家政策，加速礦山智慧化轉(zhuǎn)型。

　　值得一提的是，深耕礦區(qū)無(wú)人化改造的慧拓，是中科院自動(dòng)化所孵化的智慧礦山技術(shù)和服務(wù)提供商。

　　中科院以面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)，其在長(zhǎng)期發(fā)展中面向國(guó)家重大需求，輸出了載人航天、基因編輯、無(wú)線通信、自動(dòng)駕駛等技術(shù)，以各種形式貢獻(xiàn)其自己的力量，而水泥全礦無(wú)人化的成功，無(wú)疑是中科院滿足國(guó)家需求的又一例證。

　　當(dāng)然，水泥礦區(qū)成功實(shí)現(xiàn)全無(wú)人化改造，或?qū)榧夹g(shù)發(fā)展提供更多可靠的經(jīng)驗(yàn)及道路數(shù)據(jù)，助力中國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)走向世界。

水泥行業(yè)，未來(lái)可期

　　中國(guó)制造業(yè)智能化發(fā)展，離不開我國(guó)政策的強(qiáng)大支持。

　　國(guó)務(wù)院發(fā)布的《十四五數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中指出，到2025年數(shù)字經(jīng)濟(jì)將邁向全面擴(kuò)展期。我國(guó)水泥行業(yè)作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，是傳統(tǒng)行業(yè)推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵領(lǐng)域。

　　目前行業(yè)整體已走上了先進(jìn)制造業(yè)和環(huán)保型產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展之路，產(chǎn)能規(guī)模、效益貢獻(xiàn)、能效環(huán)保及資源利用等方面處于世界先進(jìn)行列。

　　時(shí)至今日，已有一大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展，其中自動(dòng)駕駛在制造業(yè)中發(fā)揮降本增效、綠色環(huán)保的作用尤其顯著。

　　相信在以中國(guó)自動(dòng)駕駛企業(yè)為代表的科技公司的助力下，全球水泥行業(yè)將迎來(lái)全新的發(fā)展，市場(chǎng)空間也將更為廣闊。

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