2021年4月份，金隅冀東水泥與中科慧拓、中國聯通共同打造陽泉冀東水泥5G+智慧礦山項目，基于一期項目無人化建設的顯著成效，以及中科慧拓成熟的技術方案和高質量、標準化的交付流程，二期項目金隅冀東水泥繼續攜手中科慧拓，推進礦區全礦無人化進程，并于去年完成驗收，冀東水泥董事長姜英武和金隅集團總經理劉宇在調研期間，對無人駕駛的運行穩定性和流暢性給予了高度肯定。
目前，該項目真正實現了全天候常態化下安全員無人化作業，是我國水泥礦山行業首家實現全礦純電動、數字化、綠色智慧礦山示范項目，項目成果的可復制性與推廣性極強。
國務院發布的《十四五數字經濟發展規劃》中指出，到2025年數字經濟將邁向全面擴展期。我國水泥行業作為中國經濟發展的重要支柱，是傳統行業推進數字化轉型的關鍵領域。陽泉冀東水泥積極響應國家對水泥行業數字化、智能化的要求，依托人工智能、大數據和無人駕駛等先進技術，努力提升礦山作業安全的同時，降本增效，夯實高質量發展根基。
陽泉冀東水泥礦在進行智能化升級過程中，面臨著多項難題：
露天礦山鏟裝設備是不斷移動作業的，礦上的挖掘設備在生產作業時需要經常移動，其絕對定位與相對姿態都處于不斷變化的狀態。當設備位置發生變化時，如何快速且高效的確定裝載點位置，成為無人化改造要面臨的一大難題。
陽泉冀東水泥礦區地形條件復雜，其道路多彎、坡度大且含泥量大，當無人駕駛卡車通過后，平整困難，其中裝載區平整度更差，卸載區面積小且有山體；同時，礦區場景內部分區域變動頻繁，也為地圖的更新頻率提出了更高的要求。
相比其他露天礦而言，陽泉冀東水泥的破碎站正好建設于山體旁邊，山體對5G和GNSS信號造成一定遮擋，如何解決山體對信號傳輸的影響，是實現無人化建設的難題之一。
基于環保要求，本項目的破碎站采用全遮擋方式建造，當車輛進入破碎站時慣導無法接收GNSS信號，當車輛出破碎站時恢復GNSS信號也需要很長時間，這也成為陽泉冀東水泥5G+智慧礦山項目建設的最大難題。
技術創新：以“愚公YUGONG”尖刀，打破水泥行業無人化“堅冰”
本項目礦山地形環境具有普遍性，通過成功解決各項問題，為項目規模化復制提供經驗及數據支持。
該項目依托中科慧拓“愚公YUGONG”平行礦山操作系統，突破性地解決了車鏟智能協同、車輛智能調度、復雜地形自適應、破碎站無/弱GNSS環境下精確導航定位和快速切換等水泥行業智慧礦山建設痛點問題，保障了無人駕駛礦車的安全、穩定、高效運行，進一步提升陽泉冀東水泥礦區的智能化建設水平和日常生產管理效率。
陽泉冀東水泥5G+智慧礦山項目主要應用了以下六個方面的創新技術：
1、世界首創的基于虛實互動的礦區無人運輸仿真測試技術
中科慧拓提供的礦區無人運輸仿真系統，除了可以對自動駕駛各項功能算法、云端智能調度與管理系統進行功能測試外，還同時具備對礦區自動增量式更新模擬、人機共駕仿真、虛實互動仿真、極端天氣的環境感知與濕滑道路下的車輛控制仿真、遠程應急接管功能驗證、傳感器配置方案測試驗證等功能。
2、無/弱GNSS信號環境中的高精度定位及快速切換技術
面對信號遮擋、山體多徑效應等因素導致的，破碎站GNSS系統信號不穩定問題，中科慧拓采用激光SLAM定位技術和差分組合導航、輪速計進行融合，通過SLAM技術預先構建高精度點云地圖實現厘米級定位，利用EKF技術將SLAM定位結果與差分組合導航、輪速計進行融合，實現無GNSS信號時無人駕駛卡車的實時位置和姿態解算。目前該技術已應用于多個水泥礦無人化項目。
由于存在輔助車混運，且裝載區、破碎站、停車場和道路交通規則存在差異，礦區自身也存在道路換向行駛等自定義通行規則，需要高效交通調度保證生產安全和運行效率。中科慧拓采用基于新穎的分層搜索CBS求解多智能體沖突調度，基于路權沖突區域管理的復雜工況交通調度技術能夠對生產作業車輛進行有人車與無人車混編協同控制運行、路口安全會車、多車裝載卸載排隊執行和道路交通安全管理，通過配置交通規則、路權規則、路權沖突區域，指導無人運輸卡車編隊行駛，使無人駕駛車輛有序行駛。
露天礦山作業區域是一種隨開采作業面而不斷變化的半動態地形環境，中科慧拓提出的礦山高精度地圖快速更新技術，可以實時描述地形變化。其中，地形管理模塊以無人寬體礦車車載傳感器為數據來源，無需冗余設備（如數據采集車）采集地圖數據，并支持多車眾包數據采集，相比單車采集大大提升了制圖效率。
為360°保障露天礦無人運輸實施過程中的人員與設備安全，避免因無人駕駛系統導致的人員安全事故，車輛側翻、刮碰、失控、跌落等安全事件、以及網絡入侵造成的安全事故的發生。中科慧拓設計了全方位、立體化的安全性保障措施，主要包括無人運輸仿真、云端安全管理、通信安全、車端安全管理、全方位通訊防護、供電冗余、駕駛模式冗余、其他輔助措施等。分別通過智能化安全調度、極端工況仿真模擬測試、全方位技術方案冗余、駕駛模式冗余、多層次多級別故障監測與安全處理機制、全方位通訊防護體系、專職安全員配備等多個方面采取相應安全措施。
寬體礦車體型較大，車載傳感器的水平和垂直視野有限，車身周圍很容易存在死角，存在很大的漏檢、誤檢等安全隱患，破碎站區域車流量大，安全隱患較多。中科慧拓采用高實時性智能卸料協同感知技術，充分利用智能立桿的開闊視角下的環境感知結果，可以有效實現自動駕駛的協同補盲感知，提高行車安全。協同感知技術充分考慮了立桿處理耗時、通信時延等問題，采用CTRA運動模型將協作車感知數據預測到當前時間戳以減少時延的影響，采用隨機有限集理論來實現跟蹤級協同融合跟蹤，進一步保證了數據的一致性融合效果。
陽泉冀東水泥5G+智慧礦山項目能夠高效調度，管理礦中不少于200臺無人運輸車輛的運輸任務，并確保車輛在礦區安全行駛。該項目根據設定地點為車輛合理規劃導航路徑，實現錯車通行、交匯路口通行、協同裝載；此外，項目突破精確導航定位、復雜環境感知、遠程監控和應急接管、車路協同等關鍵技術，為推進“機械化換人、自動化減人、智能化無人”，筑牢生態安全，實現高質量發展奠定了堅實的基礎。
中科慧拓在技術研發上不斷加碼，通過人工智能、大數據、無人駕駛等前沿技術，為礦業打造新質生產力的“飛輪”，推動傳統產業的高質量發展。目前公司在煤炭、冶金、有色、水泥四大行業均有標桿案例，接下來也期待攜手更多礦企，將豐富的項目落地經驗快速復制到更多的場景之中。
煤炭
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