中國煤炭工業協會露天煤礦無人駕駛技術應用發展報告序序言煤炭是我國的主體能源，肩負著國家能源安全的兜底保障作用。近年來，我國煤炭行業在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，踐行“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，按照“數字中國”“網絡強國”等戰略部署，大力推進5G、物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術與煤炭工業深度融合，深入開展“數字煤炭”建設，煤炭企業數字化轉型和煤礦智能化水平顯著提高，有力地支撐了煤炭產業轉型升級和高質量發展。煤炭行業數字化智能化政策、制度和標準體系不斷完善，煤炭數字經濟產業蓬勃發展，各類新技術、新平臺、新模式與產業鏈各類場景加速融合并迸發出新的商機與活力；特別是無人駕駛、5G、機器人、人工智能大模型等在煤炭行業成功實現了商用落地，走在了各工業行業的第一梯隊。露天煤礦是我國煤炭工業的重要組成部分。近年來，我國相繼新建和核增了一批資源稟賦條件適宜，能夠實現安全高效開采、生態環境友好、清潔高效利用、具有經濟競爭力的露天煤礦，露天煤礦原煤產量占全國產量的1/4左右，比重大幅提升。與此同時，以無人駕駛、智能巡檢、智能穿爆、智能裝車、邊坡監測、地質模型構建等為代表的數字化、智能化應用場景不斷豐富，露天煤礦整體數字化、智能化水平顯著提高。無人駕駛技術在露天煤礦的推廣應用，具有提升安全保障、降低運營成本、提升運營效率、助力綠色低碳以及保護職工健康的顯著優勢，正在快速覆蓋應用到全國各主要露天礦區，從2019年至今的五年間，實現了年均倍速增長和實際商用落地，實際生產效率在部分礦區已接近有人駕駛水平，為煤炭工業數字化轉型發展樹立了標桿、闖出了新路，成為煤炭工業新質生產力發展的一張亮麗的新名片。數字化智能化發展是一項復雜的系統工程，任重而道遠。無人駕駛技術在礦區的成功實踐，再次體現了數字化轉型發展道路的正確性和必然性，證明了煤炭這個傳統行業在數字經濟浪潮下依然保持著“特別能戰斗”的光榮傳統和優良作風。希望全體煤炭人，堅定信念、勇往直前，在新時代、新征程上奮力譜寫煤炭工業中國式現代化的新篇章！012、增程寬體車占據“半壁江山”3、國能準能黒岱溝露天煤礦（核定生產能力3400萬噸/年）––––––281、環境感知––––––––––––––––––––––––––––––––––091、應用場景2、融合定位––––––––––––––––––––––––––––––––––092、極端環境的適應問題–––3、控制決策––––––––––––––––––––––––––––––––––093、網絡與數據安全問題–––––4、協同作業––––––––––––––––––––––––––––––––––104、無人礦卡的噸位問題–––––––煤炭是我國的主體能源和重要工業原料，在國家能源保供和基礎工業運行中發揮著“壓艙石”和“穩定器”的作用，煤炭產業的發展關系著國民經濟健康發展和國家能源安全。習近平總書記強調，“富煤貧油少氣是我國國情，要夯實國內能源生產基礎，保障煤炭供應安全”。同時，隨著我國經濟高質量發展的扎實推進，全國能源消費保持較快增長，國內需求端也對煤炭的供應安全寄予更高希望。對此，國家有關部門開始推進煤炭產能儲備等系列制度落地，著力增強煤炭的供給保障能力，推動我國煤炭及相關產業發展向高質量和可持續的方向邁進。黨的十八大以來，黨中央、國務院及有關部門對安全生產工作作出一系列重要部署，我國露天煤礦，多位置偏遠，條件艱苦，提升露天煤礦的安全供應保近年來，隨著新一輪科技革命和產業變革的加速拓展，5G、人工智能、云計算等新一代信息技術與露天煤礦各場景加速融合，成為增強安全保障、提升生產效率、降低成本和風險的重要手段。在此背景下，以無人駕駛為代表的露天煤礦智能化建設步伐加快，露天煤礦的勘探、開采、運輸、管理、環保等核心環節都得到了不同程度的轉型和提升，“智能連續作業和無人運輸”正不斷完成階段性驗證并進行批量常態化運行，露天煤礦新質生產力發展逐步得到展現。本報告以露天煤礦無人駕駛技術的發展背景和必要性為開端，圍繞無人駕駛核心技術和解決方案、中國市場應用現狀進行分析，對當前行業發展存在的問題以及未來發展趨勢給出了研判。由于時間精力所限，本報告對于露天煤礦無人駕駛的研究難免存在疏漏與偏差，不當之處，敬請提出寶貴意見。發展概況揮著“壓艙石”作用。近年來，國家高度重視無人駕駛技術在礦山領域的應用與發展，出臺多項政策支持技術創新與實踐應用。有關部門不斷完善相關政策措施，印發建設指南，推動試點示范，指導地方和企業結合實際制定實施方案。2023年3月，國家能源局發布《關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》，明確提出要“推進大型露天煤礦無人駕駛系統建設與常態化運行，支持露天煤礦采用半連續、連續開采工藝系統，提共中央辦公廳國務院辦公廳關于進一步加強礦山安全生產工作的意見》強調，要大力推進礦山信息化、智能隨后，工信部、國家發改委等五部委共同印發了《安全該計劃明確指出，在礦山（隧道）安全事故防范領域，需重點研發攻關相關裝備，特別是環境精準感知和多維信息自主決策無人駕駛裝備，為礦山無人駕駛技術的創新升級提供了明確指引。2024年5月，國家能源局印發《關于進一步加快煤礦智能化建設促進煤炭高質量發礦用卡車（以下簡稱“礦卡”）無人駕駛以及裝運卸機器人化協同作業等智能化技術的應用。推動露天煤礦卡車無人駕駛編組化運行等重點生產環節的智能系統實現精細化、常態化穩定可靠運行。一系列政策措施相繼出定位、通信、控制、決策等無人駕駛技術模塊走向成熟應用階段，為露天礦區無人駕駛解決方案的落地提供了載攝像頭、毫米波雷達、激光雷達、4D成像雷達等核心感知零部件的技術成熟。在礦區無人駕駛方案中，感知零部件成為無人礦卡的“眼睛”，可幫助礦卡實現對周邊環境信息、周邊車輛動作信息的動態感知與實時收在通信技術層面，5G網絡憑借大帶寬、低時延、廣連接的特性，為無人礦卡提供了穩定可靠的數據傳輸顯著提升車輛遠程控制的時效性和準確性，進而提高運在定位技術層面，無人礦卡的活動范圍主要在相對封閉的礦區環境中，但礦區采運排環境復雜，其礦坑亦有動態更新的特點，因此露天礦區無人礦卡定位技術邏輯主要是基于高精度地圖的融合定位。具體來看，無人駕駛礦卡定位基礎為礦區高精度地圖，同時基于北斗定位系統完成車輛位置判斷，基于慣性導航技術確定無人礦卡的位置、速度和姿態，基于激光雷達與視覺導航技術識別礦卡周邊環境特征，最終實現礦卡位置的精準識在控制技術層面，線控底盤是更適用于無人駕駛的控制方案。無人礦卡目前主要基于線控底盤實現對車輛動作的精確控制。區別于傳統機械連接控制裝置，線控底盤主要通過電子信號來傳遞控制指令，再由相應的控制單元、電磁執行機構協同作業，能實現高精度和高響冗余信號處理、故障切換等，來提高系統的可靠性和安全性。目前，線控底盤已覆蓋驅動、轉向、制動、貨箱在決策系統層面，露天礦區無人駕駛解決方案策中樞包含云端決策平臺和車端無人駕駛系統，現階段各廠商技術實現路線不一，但主體思路大致相同，即以分析，并結合車輛位置和裝載數據，實時準確判斷車輛當前狀態，進而完成對車輛后續動作的規劃與決策。在車輛編組的角度，決策系統可完成對車輛編組的整體前，中國露天礦區無人駕駛廠商的決策平臺建設思路主要有兩種，其一是“重云輕車”，即重視云平臺的決策能力建設，車輛僅作為云平臺決策下的執行工具；其二是“云車兼顧”，即云平臺具備適中的決策調度權，兼無人駕駛方案能夠有效滿足礦企在安全與風險無人駕駛方案在成本控制和經濟效益提升方面具備根據卡特彼勒和小松的公開運營數據，露天礦應用無人駕駛技術后運輸成本降低15%、輪胎壽命提高顯。在車路云一體化軟硬件系統方面，卡特彼勒研發了人駕駛卡車為60輛，累計運量超過2.5億噸，有人駕駛卡車為12輛。無人駕駛卡車每天作業為23.5小時，煤礦開展了礦用卡車無人駕駛工業試驗運行。2020年，華能伊敏、寶日希勒等都開展了很多這方面工作，在推動無人駕駛落地應用方面開展了重要的探索。2023年核心技術及解決方案為滿足露天煤礦無人駕駛典型作業場景的需求，基于中心云、區域云、路側以及車端等多源數據融合，通過大量技術和運營難點攻關，形成了由智能云控平臺、車端無人駕駛系統、協同作業系統、線控礦卡以及基礎設施組成的露天礦無人駕駛運輸解決方案，實現露天煤礦無人駕駛作業過程中環境感知、融合定位、控制決策無人駕駛礦用卡車的環境感知系統主要采用激光雷區揚塵、煤灰、雨雪霧等惡劣工況的使用需求。該系統行人等障礙物進行準確感知識別。尤其是考慮到采煤運輸過程中煤灰與揚塵對感知能力的影響，礦企對感知系統在煤灰條件下的穩定感知技術及地圖點云邊界更新技術有更高的要求。在無人駕駛礦車的實際應用中，激光雷達憑借其不依賴于外界光照條件或目標輻射的特質，成為無人駕駛系統中的重要設備。同時，毫米波雷達能夠精確感知前方障礙物與礦車之間的相對距離，進而實無人駕駛礦用卡車的融合定位系統能夠實現車輛高精度導航定位，為感知和控制提供無人礦卡的位置、速度、航向、加速度等位置信息，保證定位的實時準確性和信號的穩定性，并不受裝載和卸載作業過程的干擾。目前，定位技術已能夠覆蓋裝載區、運輸道路、以及排土場等無遮擋的環境。然而，在礦區內部存在嚴重遮擋的區域，如膠帶機與破碎站下方，則可采用語義定位與里程計組合定位技術相結合的方式，實現遮擋情況下的在道路變更頻繁、環境復雜且缺乏傳統路標、燈等道路標線的礦區環境中，決策規劃與運動車輛控制系統能夠依據全局路徑和地圖信息，精準及決策車輛的前行、后退、駐車、避障、卸載、路口穿越、車輛避讓等行為，并基于實時感知的環境數據，對車輛的具體運會車、停車等場景中執行自動駕駛決策及軌跡規劃的能力，其決策規劃與運動車輛控制系統更融入了速度規劃功能。系統應能夠應對起步、停車、直線行駛、彎道行駛、坡道行駛等多種路況，并依據直線或彎道動規劃速度。此外，針對礦車大體型、高載重的特點以及礦區獨有的復雜地形，礦區場景對運動車輛控制系統的執行控制技術要求極高。例如，當滿載的車輛在下坡行駛時，必須避免急剎車，在考慮車輛控制時滯的同時控制下坡速度以保證全域安全行駛。因此，無人駕駛礦車的底盤線控技術也是關鍵技術之一。該技術通過對車輛的驅動與制動控制，實現車速與預期值的精準匹配；同時，借助對方向盤轉動角度和輪胎力的控制，實現無通過以上模塊功能基本滿足了露天煤礦無人駕駛車應性逐漸增強。在此基礎上又相繼在包含不同類型無人礦卡、剝離與采煤等多車型、多礦種等多種應用場景下實現無人駕駛運輸技術，逐步形成了由智能云控平臺、車端無人駕駛系統、線控平臺與協同作業系統四大產品以及基礎設施組成的露天礦無人駕駛運輸解決方案。隨著露天礦無人駕駛運輸技術不斷改進，無人駕駛解決方案具備了規?；涂蓮椭苹奶攸c，能夠支持車輛的高露天煤礦無人駕駛運輸解決方案的云端為智能云控·智能調度管理平臺能夠在煤礦全局范圍內實現多采區、多卸點、多編組、多物料類型的全局動態均衡的派車管理。在露天煤礦的在高達百臺運輸車輛混行交叉作業環境中，車流密度高達每分鐘10臺。因此，無人駕駛車輛需與大量工程設備車輛形成協同作業，這要求調度系統具備大規模協同調度的能力。在實際應用中，智能調度管理平臺應能夠實現自動收發車、動態最優車輛補能以及多車協作式調度，以滿足車輛連續運行的要求，達到最優生產效率。此外，它還應支持單礦多車型、多動力類型、多廠家車輛的接入，以滿足煤礦作業現場快速變化的生產需求。·地圖管理平臺蓋采集車、無人礦卡、無人機等多種高效采圖手段。在自動構建道路、車道、邊界及作業區等地圖關鍵要素，進而提升制圖環節的效率。由于礦內道路與場景動態變確保地圖能夠精準反映煤礦地形的微小變化，實現基于高精地圖數據的煤礦生產管理、自動算量等核心功能，·數據管理平臺智能云控平臺中的數據管理平臺旨在實現各礦數據露天煤礦無人駕駛運輸解決方案的車端系統須確保確保管理人員能夠對車輛行為有預期、對結果有判斷、無人駕駛線控平臺可以快速實現從有人到無人的新露天煤礦無人駕駛解決方案中的協同作業系統主要無人駕駛技術的應用需煤礦預先規劃并建設一系列市場分析露天煤礦礦卡屬于特種車輛，應用場景較為單一，主要在露天煤礦中承擔運輸作業任務。近年來，我國露天煤礦礦卡年需求量保持在30000輛左右。受政策、安全、環保、新能源等多重因素影響，露天煤礦礦卡正朝電動/混動+智能化方向發展，預計后續幾年將有較大規模的替換潛力。100005750250011315805826058201920202021202220232024E2025E2026E無人駕駛礦卡數量（輛）330003200032000310003000029300289002850028200201920202021202220232024E2025E2026E礦卡數量（輛）中科慧拓、踏歌智行為代表，主要為用戶提供設計、技卡車的同時，也開始布局無人駕駛礦卡，整體市場份額約占15%。此外，華為等IT廠商也開始進軍礦山無人露天煤礦無人駕駛礦卡是新時期在技術推動下不斷駕駛領域，近年來在露天煤礦無人駕駛領域保安、節能、降碳等方面的發展潛力和實際效果，近年來國內市場需求量快速提升。據統計，2023年我國露天煤礦無人駕駛礦卡數量為1131輛。截至2024年9月，我國露天煤礦無人駕駛礦卡數量達到1510輛，其中，已完成“去安全員”的無人駕駛車輛比重約為55.3%。預計到2024年底，較2023年再翻一倍以上，達到約2500輛。未來，隨著露天煤礦的數字化轉型，無人礦卡需求量仍將繼續呈其他,6.8%路凱科技路凱科技,1.6%伯鐳科技,1.6%中車,3.3%同力主函數,3.7%三一,5.1%易控智駕,42.5%按車輛數踏歌智行,14.6%中科慧拓,20.9%1、無人礦卡載重噸位以百噸級以下為主3、臨工、同力和北方股份車輛份額領先46.3%各噸位無人礦卡占比14.6%11.5%6.6%3.6%2.4%2.2%0.9%2.2%1.7%4.8%3.2%6.6%3.6%2.4%2.2%0.9%45噸60噸70噸90噸100噸110噸120噸180噸220噸230噸290噸330噸2、增程寬體車占據“半壁江山”純電動寬體車剛卡/電動輪燃油寬體車增程寬體車各無人礦卡車型占比露天煤礦無人駕駛礦卡一般由傳統礦卡主機廠進行總裝生產。截至2024年9月，臨工、同力和北等傳統礦卡領軍企業通過與無人駕駛解決方案商進行深度綁定合作，已占據市場前三的位置，份額分別為成熟度評價模型及分類分析2024年4月，國家礦山安監局、應急管理部、國家發展改革委、工業和信息化部、科技部、財政部、教育部聯合發布了《關于深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發展的指導意見》，明確提出“鼓勵將智能化裝備和系統常態化運行率納入礦山智能化建設評價關鍵指標，盡快實現礦山生產少人化、無人化。”為積極響應國家號召，緊跟礦山智能化發展的時代步伐，編寫組編制提出“露天煤礦無人駕駛應用成熟度模型”，為露天露天煤礦無人駕駛應用成熟度評級描繪了從初期嘗試到全面部署無人駕駛技術的不同應用階段。該模型將應用成熟度劃分為五個等級，每一級均標志著露天煤礦煤礦智能化建設提供支持和參考。該模型專注于無人駕系統的評估體系，結合定性和定量分析，全面、客觀地評價無人駕駛技術在單一礦山中的常態化應用效果，為礦業企業提供一套明確且可執行的評估工具，協助其準確評估自身在無人駕駛技術應用這方面的智能化建設進無人駕駛應用程度的深化與效能的提升，為礦企評估其露天煤礦在無人駕駛技術應用方面的成熟度水平提供框無人駕駛規?；療o人駕駛礦卡應用區域更廣、覆蓋環節更多，在礦內特定區域能夠實現常態無人駕駛規?；療o人駕駛礦卡應用區域更廣、覆蓋環節更多，在礦內特定區域能夠實現常態化下人，全面自主運輸。其中，遠程監控和干預功能仍然保留，允許操作員在必要時通過遠程界面接管控制或提供指導。在此階段，無人駕駛礦卡已經具備了較高的成熟度和可靠性，產能與有人駕駛接無人駕駛應用發展階段初期應用階段礦內部署少量無人駕駛礦卡進行輔助性作業，如短途運輸、指定區域的物料搬運等，主要用于進行技術驗證和實際操作測試，而非正式承擔礦山的生產作業壓力。使用全程需安全員監控和干預。無人駕駛礦卡開始承擔更多的運輸任務，能夠在特定路線或區域內實現部分自主運輸，如固定班次、預設路徑的運輸任務。雖然仍需安全員進行監控，但干預需求顯著降低，安全員僅在必要時接管控制。有人駕駛礦內僅部署有人駕駛礦卡，完成全部運輸任務。全面無人駕駛露天煤礦無人駕駛應用的最高成熟度階段，無人駕駛礦卡已能夠在礦內實現完全自主的駕駛，無需人工干預。礦內全面部署無人駕駛礦卡，成為礦內運輸的主要方式，且在產能上與有人駕駛礦卡一致甚至超過有人駕駛礦卡。露天煤礦無人駕駛應用成熟度評價模型旨在通過一系列指標，對應用成熟度進行全面評估，與同礦內有人駕駛車輛進行對比。指標包括：礦區內無人駕駛車輛的占比情況、常態化無人、無人駕駛車輛效率、礦區內的通信與數據傳輸能力、安全監控與預警能力以及智能調LEVEL2階段，為無人駕駛技術的應用發展階10分：≥85%評估車輛在無人工干預下完成任務的能力等完全無人操作狀態：評估無人駕駛礦卡在運行過程中是否無需任何形式的人工直接干預，僅在必要時由遠程監控或維護人員提供間接支自主決策能力：評估無人駕駛礦卡在面對復雜多變的作業環境時，是否能夠獨立、準確地做出決策，包括路徑規劃、避障策略、故障自處持續穩定作業能力：基于無人駕駛礦卡的實際出勤天數、工作時間及其與有人工作業時間是否保持一致，以評估設備是否真正處于持續、穩定的工作狀態，滿足“常態化”運行的基本低人工干預需求：分析無人駕駛系統在運行過程中是否需要頻繁的人工接管或干預，以及人20分：≥1.2評估5G、V2X等通信技術的覆蓋范圍以及礦內數據傳輸的實時性、準確性和安全性。評估·通信技術：礦內是否采用采用4G/5G/wifi6主流無線通信技術，并評估礦內無線通信網絡的穩定性和可靠性，確保無人駕駛礦卡、控制中心、基站及其他相關設備之間能夠持續、穩·通信覆蓋范圍：評估無線網絡是否覆蓋主要·數據傳輸速率與帶寬：評估礦內通信網絡的數據傳輸速率和可用帶寬，是否支持高精度、·網絡安全防護能力：評估礦內是否實現專網與外網、控制網與管理網的隔離，網絡安全滿3分：覆蓋范圍≥50%·覆蓋領域：評估系統能夠識別的問題領域是·故障種類：評估系統在各個領域中，能夠識別的問題種類是否廣泛，包括但不限于硬件故·即時處理能力：評估系統在檢測到問題后，是否能夠迅速做出反應，啟動相應的應急程序·處理邏輯的合理性：評估系統針對不同類型故障預設的故障處理邏輯是否清晰、合理、有效，包括但不限于故障隔離、安全停車、備用系統切換等，能夠有效避免事態擴大，保障人·故障響應機制完善程度：評估系統是否建立了全面、具體的應急響應機制，有無對應的標準化流程，預案內容是否詳細、具體，是否具評估智能調度能力，能夠實際支撐多少臺車統近一年礦內無人駕駛車輛運行總里程占全力能夠廣泛識別車端、平臺端、通信側等多領域問題，且可識別問題種類廣泛，包括數據異常等。在檢測到問題后，系統的即時處理能力強，能夠啟動相應的應急程序或措施進行修復。針對不同類型故障預設的故障處理邏輯清晰、合理、有效，包括但不限于故障隔離、安全停車、備用系統切換等，能夠有效避免事態擴大，保障人系統建立了全面、具體的應急響應機制，典型應用案例國家能源集團堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的二十大精神為指導，全面貫徹落實集團公司“一個目標、三個作用、六個擔當”發展戰略，以“減人、增安、提效”為根本目的，全面提升露天卡車無人駕駛技術水平和安全保障能力，打造原創技術策源地和國家戰略科技力量，加快露天卡車無人駕駛技術的5500萬立方米，平均運行效率達有人駕駛的87.3%，運輸裝卸協同、智能管控調度、健康故障監測等關鍵核心技術上形成了自主知識產權，實現了裝運卸系統機器人化控制方法、規?；咝o人駕駛運輸技創新性應用賽馬機制，對行業具有代表性的端邊智能與平行智能兩種技術手段進行優化融合，提出一套面向露天礦復雜場景與極端環境的無人駕駛研究理論與方法。集團將持續鞏固露天煤礦智能化建設“雙百”取得的成·應用高精度融合感知、雙控雙駕線控改造、智能作業管理與監控、實時仿真及數字孿生、·實現大型礦用卡車的全天候、無人化、機器人化自主裝運卸，有利于防范化解生產安全風現階段無人駕駛作業效率約為人工作業的85%，項目建成后，預計平均月拉運量較有人駕·準東礦率先在新疆開展礦卡無人駕駛研究與應用，2022年6月國內首例實現常態化無人·截至2024年10月上旬，累計行車里程284.74萬公里，運輸量797.99萬m3,累計車次·截至2023年年底，國能集團神延煤炭西灣露天煤礦已累計投入運行的無人駕駛車輛共計31輛，均為額定載重量為240噸的礦用自卸車XDE240，無人駕駛車輛所占比例為·當前無人駕駛車輛單日單車運行里程為220.8公里，日均單車運行時間平均可達到20.01·應用自主開發的硬件系統，建立包含定位、感知、決策、規劃、控制、地圖、安全、健康等模塊的云端、車端、仿真等在內的自主研發核心軟件系統平臺，形成完全自主可控的礦·首次采用5GSA十MEC獨立組網方式充分發揮5G網絡大帶寬、低延時的特點。首次在極寒地區以及全天候三班倒制度下進行跑車拉運可在零下50℃的極端條件下進行無人駕駛運營。實現在大霧、大雨等極端天氣條件下可不間斷作業提升了生產效率降低了運行成本提高了煤礦的無人化和智能化水平解決了人力資源短缺及從業人員處于惡劣環境下的健康彎道的控車策略、優化路徑規劃和路權管控算法、完善地圖編輯工具等，構建一套完整的智能化無人駕駛生產運輸控制系統，與電鏟、推土機、灑水車等輔助設備編組協同作業。同時，從制度流程、感知程序優化、部署感知地圖及提高障礙物識別高度的方式，構建出·2022年在國內率先實現220噸級礦用自卸卡車無安全員全天候常態化運行，累計安全運行突破700天，累計拉運106197車次，拉運土方量超1000萬m3,平均效率達人工的·基于已開展的無人駕駛運輸系統應用與研究成果，開展單斗挖掘機可視化遠程駕駛、卡車應急遠程接管、可視化遠程干預，狀態在線監測，輔助設備精準定位、感知識別等智能化建設，實現遠程控制挖掘機與無人駕駛寬體卡車及輔助設備協同作業，形成良好的·基于挖掘機智能化升級與遠程遙控艙位建設，實現挖掘機遠程操控；基于深度學習技術，實現鏟斗斗齒監測；基于故障樹算法確定無人駕駛卡車被動遠程操控激活判別準則，通過遠程遙控倉位建設實現無人駕駛卡車應急遠程接管；研究挖掘機遠程控制技術與無人駕駛寬體卡車運輸技術協調發展，實現遠程控制挖掘機與無人駕駛寬體卡車協同作業。同時，綜合用工成本支出大幅度減少，車輛油耗降低10%以上，每年可以節省大量燃油費用。經過大量測試數據比對，核心算法優化能夠模擬最優駕駛員操作，避免急剎、急轉等暴力操作等使輪胎減少損耗至少5%以上，每年可節省一定的輪胎費用。設備故障率和縮減維護保養工作量和費用降低15%以上。平均增加有效作業時間每日2·率先開展5G+無人運輸作業系統研究應用的嘗試。國內首次使用無人機3D高精度地圖平臺進行礦山業務仿真與精準規劃、首次使用5G超級上行技術解決無人駕駛及遠程控制業務大上行帶寬需求、首次使用拖曳式智能液壓升降塔解決露天煤礦通訊基站頻繁搬遷問題、首次實踐并總結了電信及行業露天礦5G“規建維優”方法論，解決了露天礦范圍巨大、環境復雜、勘測困難帶來的規劃問題，并通過行業畫像、網絡建模、切片設計、網絡連接級優化等專業服務為5G專網建設提供最優解?！つ壳耙牙塾嬐瓿?5臺無人駕駛卡車的改造，實現25臺卡車四編組常態化三班運行，全編組實施無安全員運行。累計運行時長14000小時，累計作業12.3萬車次，完成剝離量1291萬立方米，運行里程76萬公里無安全員編組。除去點檢運維人員，坑下卡車司機可減少、轉崗約56人。預計等礦內卡車全部完成無人改造，無人駕駛大規模應用示范，·以露天煤礦的采剝作業智能融合、采運裝備安全高效協同運行為核心任務，構建了露天礦智能采運裝備協同作業場景的高穩定數據保障機制、提出了遠控電鏟的記憶裝車和防誤入、防碰撞、防傾翻、防斷網等安全保障機制、研發了融合集群增量地圖的無人駕駛礦卡高精度安全協同作業模式、搭建了露天礦復雜運行環境下的設備高效協同立體管控·取得巨大經濟效益和社會效益，獲得直接經濟效益69970萬元，間接經濟效益104280萬元，共174250萬元。實現遠程操控電鏟配合無人駕駛卡車作業效率對比有人作業效率達到94.58%。采剝工效由4.76m3/(月·人)提升至11.22m3/(月·人)，提升了2.36倍?！げ捎米詣踊悄苷{度系統，基于礦區高精度電子地圖，通過無線通訊網絡及路側設備，結合無人設備自身環境感知，合理調度無人駕駛卡車沿礦區內設定的路網自動駕駛運行，在裝卸載區與有人操作設備協同交互，實現運輸卡車全流程無人駕駛生產作業。·完成3臺徐工60噸線控寬體礦車無人化改造，智能調度與管理、礦用車無人駕駛、挖機協同作業、遠程監控與應急接管、車路協同系統及定位基站的建設及實施，實土方剝離任務全流程無人駕作業。通過控制舉斗速度匹配刮板運轉速度，解決了因卸料堆積導致刮板機停機的問題?！の锢憝h境氏度，其中，最高氣溫可達41.2攝氏度，而最低氣溫則低至-49.8攝氏度，極端溫差顯著。同時，該區域平此外，南露天礦的作業區域內，所有剝離臺階、采煤臺階均為水平分層，標準臺階高度15米。西幫內排土場邊坡高度達到135米，由580-340水平9個內排臺階構成。剝離業務水平運輸，運輸量大，車多，交通流密集。采煤業務跨平盤運輸，屬于連續爬坡、彎道的重載上坡工況，對于規劃控制算法的速度規劃合理性、運動·礦方核心訴求礦方對在礦區內引入無人駕駛礦卡的核心訴求在于無人駕駛礦卡能夠在運行時間及效率上超越傳統有人駕駛的礦卡，且在運行成本上實現顯著的降低，以提高經濟效益。同時，礦方期望無人駕駛技術在未來能夠成為推動礦區向全面無人化、少人化轉型的重要驅動力，在礦區內部的更多環節與場景中得到應用與拓展，為礦區·無人駕駛技術應用現狀自2020年11月無人駕駛技術入駐以來，截至2024年9月，南露天礦累計投放運行的無人駕駛車輛里程約1872萬公里，無人駕駛實際運營里程及運營經驗行業第一。礦內所使用的無人駕駛車型為寬體車，具以及三一SKT90i。3年間，無人駕駛車輛已實現多個車型迭代，涵蓋了載重45t、70t噸級燃油礦卡，以及·無人駕駛應用效果前后對比可達到250公里，相比有人駕駛車輛高出20公里；其管理人員（每人年薪約15萬元），同時考慮到單人年·無人駕駛車輛編組運行現場·物理環境國家能源準東露天礦所在地最低氣溫可至-40℃,·無人駕駛技術應用現狀2020年7月，準東礦率先在疆內開展了礦卡車無人駕駛研究與應用，2022年6月國內首例實現常態化新為第二代百噸級新能源增程式無人駕駛線控礦卡。2024年6月，無人駕駛礦卡數量擴充至135臺，為集團內單礦規模最大無人駕駛車隊。搭載無人駕駛系統的礦卡能夠依據智能云控平臺規劃的調度任務信息自主高效地完成道路運輸任務。截至2024年10月上旬，·案例優勢1、5G應用：實現遠程遙控駕駛視頻以及控制數據流的毫秒級數據交換。端到端視頻延時低于200ms，遠程遙控駕駛中，無人駕駛感知技術依舊能夠實時感知和風險識別，進一步保證遙控駕駛安全。2、常態化去安全員：業內首個實現多車常態化安全員下車真實運營的礦山?！o人駕駛車輛編組運行現場·物理環境準能黒岱溝露天煤礦所處地域的最高氣溫可達到38.3攝氏度，最低氣溫-30.9攝氏度，平均氣溫在7.2·礦方核心訴求礦方期望引入的無人駕駛產品應具有高水準的易用性與·無人駕駛技術應用現狀截至2023年底，準能黒岱溝露天煤礦已累計投放并運行無人駕駛車輛共計27輛，正在運營的有人駕駛車輛數量為56輛，無人駕駛車輛所占比例達到·無人駕駛應用效果前后對比在正常工況下，無人駕駛車輛的單日單車運行里程為136公里，相較于有人駕駛車輛減少了20公里；其單日單車運行時長平均可達16小時，高于有人駕駛的2小時。對無人駕駛車編組來說，單臺電鏟單日可裝車數量可達325輛車，相較于有人駕駛車輛減在應用無人駕駛車輛后，該礦累計減少礦卡司機68人（單人年薪約為35萬元），單人年度吃住成本此外，該礦的單年事故傷亡率保持為0，與無人駕駛車輛應用前保持一致。·無人駕駛車輛編組運行現場·物理環境勝利能源一號露天煤礦所在地溫差極大，最高氣溫均氣溫約為±27攝氏度，平均風力等級為5級，平均·礦方核心訴求·無人駕駛技術應用現狀截至2023年底，累計投放并運行的無人駕駛車輛無人駕駛車輛占總運行車輛的比例為5.5%。礦內所使用的無人駕駛車型均為北重重卡，每輛車的額定載重量·無人駕駛應用效果前后對比在正常工況下，無人駕駛車輛的單日單車運行里程為200公里，低于有人駕駛車輛的300公里；單日單車運行時長平均可達18小時，略低于有人駕駛低于有人駕駛車輛的2375立方米。對無人駕駛車編組來說，單臺電鏟單日可裝車數量可達到358車，低于有人駕駛車輛的450車。應用無人駕駛車輛后，該礦累計減少44名礦卡司機（每人年薪約30萬元），從而年度累計可減少人力成本約1320萬元。此外，該礦的單年事故傷亡率保持為0，與無人駕駛車輛應用前保持一致。·無人駕駛車輛編組運行現場·物理環境國家電投內蒙古公司霍林河南露天煤礦所處·礦方的核心訴求礦方對單礦作業智能化提升的訴求是期望實現外委剝離標段的全面無人化剝離運輸。在運營效率方面達到人工水平的90%，確保生產進度能夠滿足礦產生產計劃與安排的要求。此外，礦方亦關注于人員招聘及管理中所面臨的人員流動性大的問題，期望能夠緩解由此產生的安全管理壓力?！o人駕駛技術應用現狀·無人駕駛應用效果前后對比在正常工況下，無人駕駛車輛的單日單車運行里程可達到200公里，與有人駕駛車輛相當；單日單車運行時長平均可達23小時，超出有人駕駛車輛1.5小時；日均單車運輸量可達1700立方米，與有人駕駛車輛持平。對無人駕駛車編組來說，單臺挖掘機單日可裝車數量可達311車，與有人駕駛車輛相當。此外，無人駕駛剝離項目實現單日產量7.5萬立方米，礦內無人駕駛項目的綜合效率已達到人工駕駛效率的98%。在應用無人駕駛車輛后，該礦累計減少135名礦卡司機（單人年薪約為10萬元），以及每人每年的食宿成本1萬元，因此，年度累計可減少人力成本約1485萬元。此外，該礦的單年事故傷亡率保持為零，與無人駕駛車輛應用之前保持一致。·無人駕駛車輛編組運行現場·物理環境國能集團神延煤炭西灣露天煤礦所在地區氣極端，最高氣溫可達38.9攝氏度，最低氣溫可降至零下29攝氏度，平均氣溫為8.6攝氏度。此外，礦內為·礦方的核心訴求礦方的核心需求在于，在無特殊情況下實施“熱交班”制度，確保無人駕駛礦卡能夠持續、不間斷地進行作業，超越人工駕駛礦卡效率。未來能夠基于現有的多編組運行模式，擴大到實現全礦自營礦卡無人駕駛。在控制運營成本方面，一是期望能夠減少人力資源開支，并預防安全事故的發生；二是降低燃油消耗，進而減少作業車輛的日常運營成本；三是通過智能規劃和決策系統有效避免碰撞和損傷，以最大限度地控制車輛的維護成本。·無人駕駛技術應用現狀·無人駕駛應用效果前后對比在正常工況下，無人駕駛車輛單日單車運行里20.01小時，日均單車運輸量可達3520立方米。對無人駕駛車編組來說，單臺電鏟每日可裝車數量為5至6車，該礦通過無人駕駛技術的應用，累計減少了72名礦卡司機（每人年薪約30萬元以及8名調度管理人員（每人年薪約30萬元），年度累計可減少人力成本共計2400萬元。此外，該礦的單年事故傷亡率保持為零，與無人駕駛車輛應用之前保持一致?！o人駕駛車輛編組運行現場產業圖譜露天礦山無人駕駛產業主要環節包括上游技術端、中游集成端、下游應用端，不僅覆蓋了硬件制造商、軟件開發商，還涉及提供基礎設施建設和服務支持的在政府主管部門的引領下，產業鏈各方正共同推動露天煤礦無人駕駛技術的發展和應用。挑戰及展望礦無人駕駛技術主要在煤礦領域得以應用，這得益于煤我國礦產資源豐富多樣，非煤類露天礦如金屬礦、砂石盡管國內無人駕駛技術已在少數砂石骨料礦、金屬礦上實現初步應用，但整體還處于探索階段?，F有露天煤礦無人駕駛技術的通用性受到一定限制，需要針對各礦區的差異性進行個性化的開發定制，而如何設計出能夠滿足各類礦山需求通用方案，成為當前應用場景推廣亟待人駕駛運輸礦卡在向礦外運輸拓展的方向具備一定的發展潛力，且由于該技術已經在礦內運輸中得到驗證，因此與干線、礦外運輸應用場景的整體適配度較高。但在具體適配過程中，首先要注意礦內與礦外運輸在業務流程上的區別。干線運輸涉及更多的環節，如收費站、匝道等，這就要求無人駕駛系統具備更全面的功能，需要完成增量算法的調整。其次是要注意礦外運輸環境更為復雜，對技術要求更高，一方面是礦外運輸地圖規模將遠超礦內運輸，另一方面車輛對礦外復雜環境感知的敏感知和協同能力。此外，無人礦卡作為重型車輛，礦外工礦無人駕駛礦卡推廣的主要挑戰在技術層面。例如感知能力方面，井工礦作業環境光線不足、濕度高，要求傳感器具備更高的精確度與穩定性，其非開闊性環境需要依賴更精準的井下三維激光掃描技術及激光雷達技術以實現有效感知。在定位問題上，井下環境存在一定遮擋，衛星定位信號難以到達井下，使GPS系統無法直接應用于井下作業場景。因此無人駕駛礦卡必須具備在遮擋情況下的通行定位能力。當前，露天煤礦無人駕駛礦卡的應用尚未獲得廣泛市場認可，礦企對井工礦無人駕駛技術的成熟度仍存在一定的顧慮，短期內推廣上難的道路不平、煤灰揚塵等特殊生產環境均對無人駕駛技術構成了嚴峻挑戰，特別是隨著礦區車輛數量的增加，這些挑戰愈發凸顯。在現階段無人礦卡的正向設計過程中，對于礦山地形行駛的特殊性考量不足，包括礦山內部道路不平引發的高頻震動、極端溫差環境（例如新疆的實際影響。此外，對于道路平整度的檢測、與礦山內各類工程機械的交互以及裝載區域自動泊車的復雜性，也缺乏充分的考量。當前，傳統無人駕駛技術在露天煤礦無人駕駛領域的適配性仍處較低水平，迫切需要進行控制執行等核心技術領域不斷突破，以增強系統對礦山無人駕駛設備在運行過程中會收集大量的數括設備狀態、生產進度等信息，對于煤礦的運營和管理具有重要意義，而這些數據存在被泄露或濫用的風險。同時，露天煤礦的無人駕駛設備高度依賴網絡來實現實時數據傳輸和遠程控制，一旦網絡受到黑客攻擊或病毒入侵，可能造成數據傳輸中斷、設備失控等嚴重后果，都將對煤礦的安全生產構成嚴重威脅。目前，無人礦卡照相應的車聯網安全協議以保障數據的穩定傳輸。但與其他行業數字化建設過程相比，露天礦無人駕駛方案在主動安全措施方面仍較為缺乏，如防火墻、入侵檢測、無人駕駛礦卡在設計時應注重車云結合策略，探索如何在保障車端決策能力的同時，又能充分利用云端和邊端的資源，以支持整個系統的計算、存儲和網絡資源的高的依賴性。確保在網絡出現短暫故障時，無人駕駛礦卡能夠按照預先設定的方式去正確的進行作業，而不會對人礦卡的需求正逐漸向更大噸位方向發展。為滿足這一市場需求，各大無人駕駛礦卡廠家著手進行更高噸位礦卡的研發。然而，這一趨勢也面臨著技術上的挑戰，特別是在新能源礦卡的動力電池方面。隨著礦卡噸位的提升，電池組也需要相應增加，但過重的電池組不僅會增加礦卡的整體重量，降低其有效載重能力，還可能對礦卡的行駛穩定性和操控性產生影響。同時，電池的能量密度、功率密度、安全性等性能指標直接關系到礦卡的高強度的運行，特別是在引入無人駕駛技術后，運輸系統應能夠滿足全天候7*24小時作業要求，對新能源礦卡的電池的壽命和充電速度提出了更高的要求。2023年以來，增程式礦卡的數量呈現上升趨勢。這一趨勢主要歸因于增程式礦卡相較于純電礦卡充電時間更短且無如何保證動力電池的續航能力、功率輸出、使用壽命及安全性能等關鍵要素，是當前新能源礦用卡車研發亟待當前，礦區無人駕駛行業仍缺少統一的技術標準，尤其在接口標準方面存在顯著缺失。由于接口標準缺乏統一規范，各大廠商在產品開發上各行其是，大都傾向于以自身標準為主導，再由其他廠商進行適配。這一現狀極大地增加了不同廠商產品之間實現互聯互通的復雜性。對于煤企而言，他們希望能夠在礦內集成多家廠商的不同產品，以滿足多樣化的生產需求。然而，由于各廠商產品接口標準的不一致，煤企在選擇不同廠商產品時面臨諸多限制，給其數字化、智能化的推進帶來了挑戰。此外，在現行的國家標準體系內，部分中小型礦場在國家標準執行與落實方面存在不足，這一現狀也對無人礦卡的實際部署與應用帶來了挑戰。例如，礦區道路過窄等生產作業環境條件未能嚴格遵循國家標準，這在很大程度上影響了無人礦卡在實際應用中的生產效率，同時也增加了其應用的復雜性和難度。多重發展機遇，預計未來將以更快的速度實現普及。一方面，國家和地方層面密集出臺政策，大力支持露天煤礦的數字化、智能化建設，鼓勵采掘生產現場的少人并呈現力度繼續加大的態勢。另一方面，國內無人駕駛技術和商業模式不斷成熟，在露天煤礦領域已進入推廣應用階段。目前，國內已有典型的露天煤礦已進入較為成熟的應用階段，起到示范作用，樹立了標桿。此外，國家和地方的智能化煤礦驗收上對煤礦的無人駕駛技術應用有較大比重的考量，通過此類驗收對煤礦自身的可持續發展有較大益處，此舉也成為推動更多煤礦布局無云端的統一調度管理和車輛端的檢測識別與動作執行來完成運輸任務。對于車輛端遇到故障的情況，解決思路主要為“故障導向停車”，即一旦車輛出現故障，則立刻執行停車指令，原地等待救援維修。這一操作保證了車輛的運行安全，但也很容易引起運輸路線的擁堵，降低車輛編組的整體運輸效率。經過調研分析，未來車輛即車輛出現故障后，只要可以排除是直接影響車輛運行的問題，則故障車輛仍可以繼續完成當前運輸任務，并主動開往車輛維修車間接受維修。這一方面優化了車輛端執行運輸任務的邏輯，提升了無人駕駛解決方案故障處理的合理性，另一方面也在機制上提高了車輛編組的整體運行效率。雖然故障處理機制是露天煤礦無人駕駛的非核心功能模塊，但也標志著無人駕駛技術正在不斷推進煤礦數據融合互通、實現環境智能感知智能聯動、重大災害風險智能預警是煤礦數字化智能化發展的必由之路。當前，我國露天煤礦單礦大多已按業務模塊完成了基本功能的數字化改造，帶來便利的同時難以統一管控，數據價值也難以挖掘和展現。因此，不少煤企已經提出建立一體化智能管理平臺的訴求：一是單礦內目前存在無人礦卡、有人礦卡、挖掘機、灑水車及其他輔助設備，需要確保各類機械設備數據信息的互基于先進的數據分析和人工智能技術，安全有效地管理數據資產，同時提取礦山日常運營的特征和問題，完成對礦山運營工作的動態優化，發揮出數據的潛在價值。目前，國內