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露天矿无人驾驶矿车是如何工作的?

露天矿无人驾驶矿车是如何工作的? 煤炭企业信息化
2025-05-27
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导读:矿山“钢铁侠” 的一日工作指南

当传统露天矿山遇上无人驾驶技术,一场颠覆传统作业模式的革命正在悄然发生。2023 年 12 月 18 日发布、2024 年 1 月 1 日实施的芜湖市地方标准《露天矿山无人驾驶矿车作业通用要求》(DB3402/T 59—2023),为这个充满挑战的领域制定了一套科学严谨的 “智慧法则”。今天,就让我们通过这个 地方标准,揭开露天矿山无人驾驶背后的神秘面纱。

点击左下角“阅读原文”下载标准


一、为 “矿山钢铁侠” 打造安全规范的舞台

本项标准由安徽海博智能科技有限责任公司提出,芜湖市经济和信息化局归口,起草单位均为海螺系企业,包括:安徽海博智能科技有限责任公司、安徽海螺水泥股份有限公司、安徽海螺建材设计研究院有限责任公司、芜湖海螺水泥有限公司、安徽荻港海螺水泥股份有限公司、安徽海螺水泥股份有限公司白马山水泥厂。为何选择在芜湖?这座长江之滨的工业重镇,拥有深厚的矿山开采底蕴和先进的智能制造基础,标准的出台不仅是技术创新的成果,更是产业升级的必然需求。

标准明确适用于全封闭露天矿山环境,这里的 “封闭” 可不是简单的物理隔离 —— 它要求矿车在采场道路(即露天矿山封闭采矿区域的厂内道路)开展运输作业,其他具备类似封闭条件的场景也可参照执行。这意味着,在这个专属领地里,无人驾驶矿车将不受外界干扰,专心致志地完成运输使命。

二、核心框架:解码无人驾驶矿车的 “智慧大脑”

(一)总体要求:安全至上的 “生存法则”

风险管控的 “侦探术”

标准要求对无人驾驶矿车作业风险进行识别、评估和控制,采用专业的分析工具,就像给矿车配备了一位 “安全侦探”,提前预判潜在危险,确保作业全程可控。

人机协作的 “必修课”

工作人员必须掌握系统软件操作,包括潜在风险、控制措施和工作步骤。这可不是简单的 “按按钮”,而是要成为矿车的 “默契搭档”,在关键时刻保驾护航。

制度与设备的 “统一战线”

制定专门的作业规章制度,同一矿场宜采用同一型号矿车。整齐划一的设备不仅便于管理,还能减少因型号差异带来的协同问题,就像训练有素的军队,令行禁止。

(二)系统架构:五大模块构建 “智能心脏”

无人驾驶矿车的 “智慧大脑” 由五大功能模块组成,它们各司其职又紧密协作,共同完成从感知到执行的全流程任务:

序号
模块名称
功能描述
传感器抽象
应能够对毫米波雷达、激光雷达、GNSS以及IMU等车载传感器的环境感知情况进行数字抽象
感知融合
应能够对传感器抽象模块的输入数据进行融合,结合多种传感器特性、工况和环境信息,完
成对物理世界的数字呈现。感知融合功能应支持根据不同传感器组合从而实现不同的感知任
定位
应能够根据高精度地图、RTK基站、GNSS以及传感器等信息输入提供自车位置,包括本车绝

对位置以及在静态动态环境中的相对位置
决策规划
应能够根据感知融合、自身定位等信息输入完成自车行驶轨迹的决策和规划,并根据决策结
果输出对车辆的控制命令
执行器抽象
应能够执行决策规划模块输出的车辆控制命令,驱动汽车的转向、驱动和制动等执行部件

从功能软件架构图中可以看到,这些模块通过复杂的接口和数据流相互连接,宛如精密的钟表齿轮,每一个转动都承载着智能驾驶的核心逻辑。

image.png

三、环境要求:为 “钢铁侠” 打造量身定制的 “运动场”

(一)生产场地:安全有序的 “物理考场”

行车规则的 “交通法”

单车道同一时间只允许单向通行,交叉路口有车时禁止其他车辆进入,就像给矿车划定了 “专属车道” 和 “交通信号灯”。

路面宽度需大于车型宽度 2 倍,且不得有 15cm 以上的浮石、坑槽,确保矿车行驶平稳如履平地。

道路设计的 “几何学”

弯道半径不小于 60m,且不低于《厂矿道路设计规范》规定值的 1.2 倍,防止矿车在转弯时 “掉链子”。

纵坡小于 10%,2 米内起伏小于 10cm,就像给道路做了 “平整度手术”,避免矿车颠簸受损。

安全防护的 “铜墙铁壁”

安全防护堤高度不低于矿车最大轮胎直径的 2/5,底部宽度不小于 3 米,坡度不小于 33°,形成一道坚固的 “安全防线”。

卸料点安全挡墙不低于轮胎直径的 1/3,防止矿车卸料时意外滑落。

(二)网络环境:无缝连接的 “数字神经”

通信网络的 “双保险

采用 4G 专网或 5G 网络,关键业务由 4G 专网承载,视频监控等大带宽业务用 5G 网络,就像给矿车安装了 “双千兆宽带”,数据传输又快又稳。

基础设施的 “抗干扰盾牌”

配备抗干扰的服务器、交换机和 UPS,网络架构双网冗余,单点故障不影响整体运行,即使遇到突发情况,也能保证 “不掉线、不断网”。

续航保障的 “电力后盾”

机房和基站的 UPS 至少提供 8 小时续航,就算停电也能让系统 “从容应对”,避免因电力中断导致矿车 “罢工”。

(三)信息交互:万物互联的 “智慧网络”

洒水车、加油车等人工车辆需实时上传位置和速度,与无人驾驶矿车共享信息,就像给所有车辆戴上了 “智能手环”,彼此知晓行踪。

破碎站、排土场自动上报运行情况,停车库、加油站自动分配任务,形成一个 “会说话” 的矿山生态系统,每个环节都高效协同。

四、作业流程:“钢铁侠” 的一日工作指南

(一)准备阶段:从 “苏醒” 到 “出发”

上电自检的 “健康体检”

工作人员确认现场环境后,矿车对车载设备进行全面检查,就像人类起床后 “伸个懒腰、查查体温”,确保各项功能正常。

远程启动的 “安全仪式”

自检通过后,CCP(云控平台)通知人员撤离,待人员进入安全区域,才下发启动命令,就像发射火箭前的 “倒计时”,每一步都严谨有序。

(二)作业阶段:精准执行的 “运输使命”

任务获取的 “双重保险”

支持接收命令和手动输入两种方式获取任务,既可以 “听指挥”,也能 “手动下单”,灵活适应不同作业需求。

路径规划的 “最强大脑”

收到任务后,矿车自动规划包含时间和速度的参考路径,就像导航软件规划最优路线,确保高效完成运输。

协同作业的 “默契配合”

装载区和卸载区设置候车点,矿车接近时接收 “进车 / 等待” 指令,多车等待时遵循 “先进先出” 规则,就像在停车场排队缴费,秩序井然。

(三)特殊情况:从容应对的 “应急手册”

障碍物处理的 “自动刹车”

前方出现障碍物时自动停车并保持安全距离,障碍清除后继续行驶,就像人类遇到坑洼自动绕行,反应迅速又安全。

临时停车的 “远程操控”

根据 CCP 指令随时停车或启动,就像被一只 “无形的手” 遥控,精准响应每一个需求。

故障处理的 “主动报告

矿车主动上报故障信息,CCP 根据等级决定是否退出作业,就像身体不适时主动就医,避免小问题变成大麻烦。

(四)结束阶段:“归巢” 与 “休整”

加油充电的 “能量补给”

实时监测油量 / 电量,不足时自动前往加油 / 充电,完成后继续任务,就像手机没电了自动找充电器,永远保持 “满格状态”。

停车场泊车的 “精准入库”

CCP 分配停车位置,矿车在指定点停车后关闭动力源,就像司机下班停车熄火,一切有条不紊。

五、当矿山遇见 “智能时代”

想象一下:未来的矿山里,无人驾驶矿车在精准规划的路线上穿梭,与洒水车、装载机默契配合;工作人员坐在监控室里,通过云控平台实时掌握每一辆矿车的状态;矿山道路干净整洁,安全事故率大幅降低,生产效率成倍提升…… 这不再是科幻电影里的场景,而是正在逐步实现的现实。

从 “人力驱动” 到 “智能驾驶”,从 “经验作业” 到 “标准规范”,露天矿山的变革背后,是科技的力量,更是人类对安全、效率和可持续发展的不懈追求。当钢铁与智能碰撞,当标准与创新融合,露天矿山正在经历一场静悄悄的革命。这项芜湖市地方标准的实施,不仅为无人驾驶矿车划定了 “游戏规则”,更向全行业展示了科技赋能传统产业的无限可能。






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