礦分為露天礦和井工礦。目前，國(guó)內(nèi)90%的煤礦均在地下，其中煤礦的井工礦約有幾千座，煤礦與非煤礦相加則將近有5萬(wàn)座。而相比露天礦場(chǎng)的無(wú)人駕駛，井工礦無(wú)人駕駛更為復(fù)雜，存在光照不足、空間小、濕度大等多重困擾，且車(chē)規(guī)級(jí)設(shè)備在井下往往難以發(fā)揮作用。

2023年9月19日-20日，在蓋世汽車(chē)主辦的2023第三屆商用車(chē)自動(dòng)駕駛大會(huì)上，理工雷科智途（北京）科技有限公司總經(jīng)理黃琰表示，雷科智途的重點(diǎn)發(fā)力領(lǐng)域便是井工礦?！熬聼o(wú)人駕駛有比較高的技術(shù)壁壘，我喜歡做一些比較難的事情?！?/p>

作為行業(yè)首批攻克井工礦無(wú)人駕駛復(fù)雜場(chǎng)景的科技企業(yè)，雷科智途現(xiàn)已構(gòu)建起“硬件自產(chǎn)、技術(shù)自研、數(shù)據(jù)自采、平臺(tái)自建”的全方位技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

黃琰｜理工雷科智途（北京）科技有限公司總經(jīng)理

以下為演講內(nèi)容整理：

井工礦發(fā)展現(xiàn)狀

礦有露天礦和井工礦。露天是指地表200米以?xún)?nèi)的礦，一般從地表開(kāi)始挖，先把土拔掉，一圈一圈的往下鉆。但地下礦不同，我國(guó)不管是煤礦還是非煤礦，在地下的數(shù)量都占據(jù)85%+。地下光線(xiàn)很暗，傳統(tǒng)以攝像頭為主的方案就不太好使；地下還沒(méi)有信號(hào)，傳統(tǒng)RTK也不好使。而且在井下像三角錐、工程機(jī)械、土堆等非常多，這種情況下實(shí)現(xiàn)無(wú)人是件很難的事情，我就喜歡做很難的事情。

圖源：雷科智途

從行業(yè)來(lái)看，井工礦和能源行業(yè)，不管怎么強(qiáng)調(diào)核、氫、風(fēng)，我國(guó)最基礎(chǔ)的能源還是煤，這是由我國(guó)現(xiàn)狀決定的，同時(shí)煤已被定義為我國(guó)的戰(zhàn)略資源。因此，我們要加強(qiáng)煤的相關(guān)安全和智能化，另外井工況有很多復(fù)雜的環(huán)境，比如瓦斯，我國(guó)50%以上的產(chǎn)煤區(qū)是高瓦斯，倘若煤是很干凈的、沒(méi)有瓦斯的，我們自己隨便開(kāi)車(chē)就可以。但是在中國(guó)，設(shè)備下煤礦有很高的門(mén)檻。包括前方打出去是水還是煤，這種情況無(wú)法確定。有可能會(huì)水漫，甚至?xí)?。礦山場(chǎng)景相對(duì)封閉，路徑規(guī)劃明確，礦車(chē)在其中低速載物運(yùn)行，不上馬路，、不掛車(chē)牌，同時(shí)國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了各種政策和文件支持。

從市場(chǎng)來(lái)看，我國(guó)的煤礦數(shù)量大約在幾千座，煤和非煤相加有近5萬(wàn)座的礦山，市場(chǎng)空間很大。相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2025年智慧礦山行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.3萬(wàn)億，而究竟能不能實(shí)現(xiàn)，取決于行業(yè)的各位同仁能否真正將該市場(chǎng)撐起來(lái)。

圖源：雷科智途

從政策來(lái)看，2020年之后不管從能源安全、礦山安全，還是從信息化，包括今年9月中辦和國(guó)辦發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)礦山安全生產(chǎn)工作的意見(jiàn)》，都已經(jīng)將礦山安全生產(chǎn)提到了很高的層面，行業(yè)政策都在貫徹引導(dǎo)“無(wú)人則安、少人則安”的生產(chǎn)理念。

介紹下煤礦場(chǎng)景的六大系統(tǒng)，這六大系統(tǒng)是支撐著能源行業(yè)發(fā)展的必要系統(tǒng)。第一是采，煤層一般在幾米水平，整套設(shè)備與工藝流程，常見(jiàn)包括戴煤機(jī)、創(chuàng)煤機(jī)等；第二是掘，掘各種巷道；第三是運(yùn)，運(yùn)輸系統(tǒng)包括主運(yùn)和輔運(yùn)兩種。主運(yùn)以皮帶運(yùn)煤為主；輔運(yùn)則以運(yùn)材料、人、設(shè)備為主；后三個(gè)系統(tǒng)分別是機(jī)電、通風(fēng)和排水。關(guān)于排水系統(tǒng)，由于地下本來(lái)就會(huì)有水，還會(huì)有粉塵，為防止粉塵引起靜電爆炸，每隔一段距離都要強(qiáng)制噴水。

總之井下的六大系統(tǒng)決定了礦的信息化，未來(lái)礦山的智能化也將從這六大系統(tǒng)進(jìn)行推廣。

井工礦作業(yè)的智能化趨勢(shì)

第一數(shù)字化。將原來(lái)所有靠手抄、電話(huà)通報(bào)的全都進(jìn)行數(shù)字化，通過(guò)數(shù)字化的環(huán)節(jié)來(lái)節(jié)省相關(guān)的人工。

第二是無(wú)人化。能實(shí)現(xiàn)無(wú)人的全上無(wú)人，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的全上遠(yuǎn)程遙控，這是行業(yè)的需求。

第三是數(shù)智化。數(shù)智化包括統(tǒng)計(jì)分析，包括與數(shù)量作業(yè)相關(guān)的是智能化。

最終希望實(shí)現(xiàn)幾點(diǎn)目標(biāo)：第一是減員。如果每年能將井下人員減少5%，將是一個(gè)很大的事情；第二是增強(qiáng)安全性；第三是提效。井下的車(chē)輛有很多，包括礦卡、破碎設(shè)備、巡檢設(shè)備等。再往上是以礦為主的數(shù)據(jù)中心，再往上到集團(tuán)。之前，信息化還沒(méi)有很強(qiáng)，現(xiàn)在，在集團(tuán)總部隨便點(diǎn)個(gè)按鈕，現(xiàn)場(chǎng)的所有的數(shù)據(jù)就都出來(lái)了，車(chē)輛的無(wú)人化是很強(qiáng)的工作。

圖源：雷科智途

整體來(lái)看，市場(chǎng)需求是巨大且直接的。L4閉環(huán)落地還存在著怎么買(mǎi)單的問(wèn)題，但在井工礦場(chǎng)景很好解決。另外政策指向清晰，2025年石油露天礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，2035年全國(guó)各類(lèi)礦山實(shí)現(xiàn)智能化。

值得注意的是，行業(yè)還存在著較高的技術(shù)壁壘，高溫、高濕的井下環(huán)境沒(méi)有北斗，也沒(méi)有光線(xiàn)，車(chē)規(guī)級(jí)的設(shè)備進(jìn)入井下一段時(shí)間便不好使了。這樣的市場(chǎng)比較有趣，從我個(gè)人角度而言，我會(huì)帶來(lái)三部分收益：一是風(fēng)險(xiǎn)成本，這也是客戶(hù)的剛需；二是運(yùn)營(yíng)成本?，F(xiàn)在很多物流行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)黑燈的倉(cāng)庫(kù)，效率極大提升。井工礦同樣看不見(jiàn)，所以司機(jī)有嚴(yán)格速度的要求的（不能超過(guò)20時(shí)速），因此無(wú)人駕駛+輔助駕駛能夠優(yōu)化線(xiàn)路、優(yōu)化駕駛。還能提高運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約能耗；三是人力成本。現(xiàn)在煤礦的大環(huán)境是保供，在保供環(huán)境下“7×24小時(shí)”的生產(chǎn)是大概率事件，司機(jī)需要三班倒，所以司機(jī)的成本很高。我們的單車(chē)每年可節(jié)約成本100萬(wàn)元/車(chē)。

雷科智途的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

想要實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，需要解決幾方面的問(wèn)題，一是路面端，首先要把在井工礦作業(yè)中所用到的材料設(shè)備從地面運(yùn)下去，按區(qū)域分一個(gè)在地面，二是進(jìn)出井，從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)到井。井又存在種類(lèi)的問(wèn)題。礦分兩類(lèi)，一是大的升降機(jī)，二是斜井。基本上大的井是立井，進(jìn)出井時(shí)所有設(shè)備都要斷電，存在下井之后一系列標(biāo)定的問(wèn)題。

三是井下場(chǎng)景。井下有很多的作業(yè)面，而礦的作業(yè)面沒(méi)有復(fù)制性，比如我們接觸一個(gè)有色的礦，地下的脈絡(luò)不是提前規(guī)劃好的，二是跟著脈走的。過(guò)程中井下還存在各種丁字路口、十字路口，還有拐彎、車(chē)和車(chē)的錯(cuò)車(chē)，車(chē)和欄桿、井下設(shè)備間的交互工作以及工人的各種不可控的工作狀態(tài)。

圖源：雷科智途

我們的硬件主要圍繞車(chē)和航道兩部分，軟件在后臺(tái)。我們最終交付用戶(hù)的系統(tǒng)是一輛車(chē)+一個(gè)巷道設(shè)備+一個(gè)管控平臺(tái)。

對(duì)無(wú)人駕駛而言在感知、決策等層面的設(shè)計(jì)可能有相同之處，但巷道設(shè)備不一樣，巷道設(shè)備在路側(cè)強(qiáng)調(diào)大的面——180度和360度，巷道是個(gè)隧道，是細(xì)長(zhǎng)型管狀，過(guò)程中對(duì)分辨率要求比較高。

云控平臺(tái)要接管整車(chē)過(guò)程，還要打通車(chē)輛運(yùn)輸和礦山生產(chǎn)的整體環(huán)節(jié)。針對(duì)車(chē)端系統(tǒng)還是行業(yè)常談的一些東西；針對(duì)礦山安全生產(chǎn)要有相關(guān)檢測(cè)認(rèn)證，比如隔爆，以及煤安的隔爆、防爆、多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、多傳感器。

巷道側(cè)也一樣，包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭，但是我們要做大量的定制，因?yàn)榫虏幌衤房?，路口能看到?cè)向來(lái)車(chē)，井下完全看不見(jiàn)。

關(guān)于云控管理平臺(tái)。包括車(chē)輛的任務(wù)調(diào)度，比如無(wú)人車(chē)有人車(chē)混行，平臺(tái)和生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)等。

整體而言，井下作業(yè)最難的三點(diǎn)在于：一感知，沒(méi)有充分的光照、沒(méi)有北斗信號(hào)，微光、水霧、灰塵和粉塵等對(duì)傳統(tǒng)的光學(xué)乃至激光雷達(dá)而言都是一種挑戰(zhàn)，在這種環(huán)境下，我們會(huì)多個(gè)傳感器一起用，突出毫米波雷達(dá)。

我們團(tuán)隊(duì)擁有幾十年的毫米波雷達(dá)經(jīng)驗(yàn)。毫米波具有魯棒性好、穿透能力強(qiáng)、較高精度、可全天時(shí)、全天候使用的特點(diǎn)。雖然在分辨率上比不過(guò)激光雷達(dá)，但在中低速場(chǎng)景中綽綽有余。

毫米波雷達(dá)做點(diǎn)云等同于激光雷達(dá)的效果，做雷達(dá)的廠(chǎng)家會(huì)努力爭(zhēng)取做到64的水平。現(xiàn)在，L4肯定要做冗余，我們是動(dòng)態(tài)的，光線(xiàn)好的地面還是以光學(xué)和RTK為主，在地下做多模態(tài)的數(shù)據(jù)融合、多源的數(shù)據(jù)融合、多傳感器的數(shù)據(jù)融合等。

二是車(chē)巷系統(tǒng)。井工礦場(chǎng)景在十字路口、丁字路口拐彎時(shí)是看不見(jiàn)的，原來(lái)到了路口要按喇叭，確認(rèn)沒(méi)有車(chē)。在無(wú)人工作情況下就要求大量車(chē)和巷道的協(xié)同作用，以及車(chē)與車(chē)的錯(cuò)車(chē)精度問(wèn)題。

三是集群化自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)整合。整個(gè)場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛落地不僅是一輛車(chē)需要，而是要整合整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)。包括采、掘，以及各種車(chē)輛和設(shè)備之間的協(xié)同的全套供需，未來(lái)無(wú)人化是很廣闊的領(lǐng)域。

關(guān)于雷科智途

對(duì)我們而言，井下不管是運(yùn)人，還是運(yùn)料都有很多的落地場(chǎng)景?，F(xiàn)在我們的煤礦井下有100多輛車(chē)，非煤礦有300多輛車(chē)。

我們?nèi)Q(chēng)是“理工雷科智途(北京)科技有限公司”，公司是由上市公司雷科防務(wù)、毛二可院士創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及無(wú)人車(chē)技術(shù)工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室核心團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合創(chuàng)立的高科技企業(yè)。我們致力于智能無(wú)人駕駛技術(shù)以及商用車(chē)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和推廣。目前已經(jīng)取得了相關(guān)的認(rèn)證和一些成績(jī)。

未來(lái)，我們將持續(xù)依靠成熟的市場(chǎng)積累、廣泛的合作領(lǐng)域和深入的技術(shù)協(xié)作與行業(yè)中的各位同仁一起打造開(kāi)放、合作、共贏的生態(tài)。

（以上內(nèi)容來(lái)自理工雷科智途（北京）科技有限公司總經(jīng)理黃琰于2023年9月19日-20日在2023第三屆商用車(chē)自動(dòng)駕駛大會(huì)發(fā)表的《破局井工礦場(chǎng)景，雷科智途井工礦無(wú)人駕駛實(shí)踐》主題演講。）

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