中新经纬5月23电 (薛宇飞)在全国大部分地区都已经进入初夏时节时，5月中旬的内蒙古呼伦贝尔市依然倍感凉意，尽管如此，仍有不少人顶着大风赶往郊外的伊敏露天矿，他们正在见证全球首个百台无人电动矿卡的投运。
中新经纬在现场看到，100台无人驾驶电动矿卡在开采区里完成直行、转弯、倒车等动作，当坐在铲车里的反铲司机点击“一键入场”功能后，无人驾驶电动矿卡可以实现自动对位，车辆停靠误差在厘米级。等车斗装满、一声鸣笛后，无人电动矿卡会按照规划路线将土壤运送到几公里外的堆场。
中国华能方面介绍，这是全国首个取消驾驶室的无人矿卡，除了节省人工和能耗、创下无人驾驶电动矿卡领域全球三项纪录外，运输效率达到了人工的120%。
“试一试”
位于内蒙古呼伦贝尔市的伊敏露天矿 中新经纬 薛宇飞摄
隶属于中国华能的伊敏露天矿，是中国最大的露天矿之一，核准生产能力3500万吨/年。相较于其他煤矿，露天矿的开采难度相对较低，但需要大规模开展剥离表层土壤、岩石等工作，这中间，就面临着运输安全、成本、能耗等问题。
伊敏露天矿矿长舒应秋表示，中国绝大部分露天矿都采用单斗卡车供应，伊敏露天矿虽然有半连续供应、连续供应，但卡车供应每年完成的产量占比在90%左右。目前，每天在现场运行的大大小小卡车有300台左右，如何防范交通运输风险，是露天矿高质量发展亟待解决的问题。
据了解，每辆卡车需要4名司机进行一天三班倒的作业，上千名司机的运输作业关乎安全生产的重要环节。伊敏露天矿冬季平均气温达零下22摄氏度，最低气温可达零下40摄氏度以下，高寒环境也给设备稳定运行、人员作业安全带来挑战。
伊敏露天矿无人电车运维部副主任吴榕真对中新经纬说：“从行业看，露天矿很大一部分事故都集中在运输环节。”
舒应秋表示，伊敏露天矿是20世纪70、80年代中国国内首批建设的露天矿之一，现在很多职工都陆续到了退休年龄，尤其是卡车司机，劳心劳神，工作强度大，身体健康差，属于艰苦岗位，卡车司机岗位补员也较为困难。根据相关规定，一级标准化露天煤矿剥离外委单位不能超过两家，从2025年起采煤环节也禁止使用劳务派遣人员，这些都推高了人力成本。
舒应秋还称，卡车的燃油消耗是煤炭生产成本变动成本的重要组成部分，像伊敏露天矿，每天的柴油消耗在7至8万吨，燃油费用能占到变动成本的50%左右，节能降耗、提质增效是露天矿需要解决的问题。
在问题导向下，“无人驾驶+电动”的新型卡车成了最佳解决方案。舒应秋说：“前一段时间，在网上有一个很热议的话题：人类伟大成就的来源是什么？网友最共鸣的一个答案就是：试一试。”
从2020年开始，中国华能开展矿用重卡以电代油、无人驾驶等方面的实践，这些经验和数据，论证了无人电动矿卡的技术可行、经济合理和安全可靠。之后，中国华能、徐工集团、华为公司、国网公司等组建创新联合体，共同打造全球首个零碳、无人、智能的露天矿运输系统。
“华能睿驰”无人电动矿车 中新经纬 薛宇飞摄
2023年2月28日，第一台无人电动矿车正式下线，后几经更迭升级。2024年11月，这款被命名为“华能睿驰”的无人电动矿车最终对外亮相。华能蒙东公司党委书记、董事长李树学表示，团队攻克了高寒环境下纯电驱、智能换电、多模态感知融合等关键技术研究，创下无人驾驶电动矿卡领域全球最大吨位、最快运行速度、最低运行温度三项纪录。
中新经纬看到，这些无人驾驶电动矿车体型高大，足有两三个成人的身高，通身以白色为主，具备90吨载重能力；这些车辆是全国首个取消驾驶室的无人矿卡，传统车辆驾驶室的位置被装载上564千瓦时的磷酸铁锂电池组，即便是在长期高寒的环境下，这些电池也能够保障车辆在满载情况下行驶50公里。
吴榕真说：“与家用电动汽车相比，50公里的续航看似不高，但要知道，华能睿驰体型大、载重高，有这样的续航里程已经很不错。”
“人控”走向“智控”
百台无人电动矿卡在伊敏露天矿投入编组运营 受访者供图
5月15日，中国华能方面宣布，全球首个百台无人电动矿卡集群“华能睿驰”在伊敏露天矿正式投入编组运营。
百台投用是什么规模？2024年11月，中国煤炭工业协会信息化分会等单位发布的《露天煤矿无人驾驶技术应用发展报告》(下称报告)显示，截至2024年9月，中国已有超50个露天煤矿实现无人驾驶矿卡的应用部署，无人驾驶矿卡数量达到1510辆。
在此之前，9台无人电动矿卡已在伊敏露天矿编组运行一年多时间。
据了解，2023年7月末，9台无人电动矿卡在伊敏露天矿开展编组测试。2023年9月25日至27日，开展了连续72小时的编组效率验收，在同工况下，无人电动矿卡的效率达到人工作业效率的100%。
为了验证耐低温性能，9台无人电动矿卡又在极寒工况下开展72小时的低温环境运行测试。在测试期间，现场温度低至零下40度，9台车一共剥离土方1万余立方米，验证了车辆的可靠性。2024年4月举行的联合验收结果显示，无人电动矿卡单次循环平均作业时间为13分23秒，有效作业时长平均为21.73小时/天，达到人工作业时长的120%，总作业车数1170车次。
无人电动矿卡高效的编组运行，离不开华为云商专车无人驾驶方案“车-云-网”的协同。
中新经纬看到，华能睿驰周身安装有毫米波雷达、激光雷达、摄像头等设备，让车身四周具备360度范围的冗余覆盖。这种设计，最大程度地降低了感知盲区带来的漏检风险，可在50米之外检测到直径30厘米的障碍物。
在矿山作业，避免不了会出现风沙、扬尘、团雾等天气。这种情况下，无人电动矿车可以基于深度学习的沙尘建模监测能力以及多源多模特征全融合感知算法技术，有效应对沙尘场景，在低照度环境下实现40米可见。
车端智能，还体现在遇到颠簸道路自动降速、车辙均衡碾压、车体防陷车脱困控制系统等方面。例如，由于华能睿驰载重较大，长期往返行驶会导致矿区路面产生较深的车辙，可能会影响车辆行驶安全，为此，全栈式无人驾驶方案通过车端控制算法，实现车辙均衡碾压，大幅减少车辙的产生。
云端智能的应用，则有效减少碰撞事故及作业等待时间，相比人工调控实现运营效率提升20%，故障率下降至10%以下。
实际操作中，由于作业面位置频繁变化，无人电动矿卡怎样做到精准定位？吴榕真介绍，云端根据每台车回传的最新众包数据，持续更新环境情况，若排土区的排土线后移，挡土墙的高度、厚度或装载区的装载位发生变化，云端将自动生成准确的卸载点与装载点位，提前规划装排土路线，支撑车辆精准停靠在不规则、动态变化的排土场。该技术支持作业面地图的分钟级更新，大大简化了日常地图生成维护工作量。
在网络端，伊敏露天矿是全球首个5G-A无人露天矿，5G-A网络可以对无人驾驶的行车线路进行精准网络覆盖，满足500Mbps大上行与20毫秒低时延，为无人驾驶矿卡的高清视频回传和云端调度提供网络支撑。
华为公司常务董事、华为云BU CEO张平安表示，该项目的成功，加速推进了露天矿从“人控”走向“智控”。这不仅是中国在5G、云、AI、新能源技术创新融合的灯塔，也是中国人工智能从C端走向行业，解难题、做难事的一次创新。
无人矿卡规模化应用迎拐点？
无人电动矿卡在伊敏露天矿作业 受访者供图
100台有人驾驶矿车同时开动，需要100名司机，而100台华能睿驰的作业，仅需要6个人坐在办公室监控。伊敏露天矿副矿长赵耀忠对中新经纬说：“在运输过程中出现落块、车辆停车不到位时，工作人员就会远程临时接管车辆，实现挪车等动作。”
根据测算，100台无人电动矿卡的投用，将让伊敏露天矿实现降本增效。
相较于外委剥离有人驾驶车辆，按照投运100台华能睿驰、每台车的年运输量24.5万立方米计算，单车可以节约能耗费用约15.8万元；单位成本6.5元/立方米，较外委剥离的单价降低13.3%，年节约剥离费用2450万元。
在成本控制方面，华能睿驰总体运维成本与现有的外围剥离全口径成本基本持平，并低于国内其他矿山的无人驾驶成本15%左右。环保效益方面，以100台无人电动矿卡计算，每年可以减少柴油消耗约1.5万吨，减少二氧化碳排放约4.8万吨。同时，伊敏露天矿矿区安装有大量的光伏发电设备，实现了无人电动矿卡运输环节的零碳排放。
舒应秋表示，在未来三到五年，伊敏露天矿计划投用300台至500台无人电动矿卡，逐步缩减或者替代外委作业量。在中国华能的推动下，还可以将经验及技术直接复制到其他矿区，实现集团内部的成果转化。
无人矿卡的市场规模正在不断壮大。
前述报告显示，中国露天煤矿矿卡数量约30000辆，并呈稳步提升态势。报告预计，到2024年末，无人驾驶矿卡将达到2500辆，较2023年实现翻倍。未来，随着露天煤矿数字化转型加速，无人矿卡增长将持续高速。
中国工程院院士、煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室主任王国法认为，目前，中国露天矿运行的无人驾驶矿卡已经超过全世界所有矿山运营的无人矿卡数量，百吨级无人驾驶矿卡成为无人化、电动化、大型化、国产化融合后当前最经济实用的选择，矿卡无人驾驶的规模化应用拐点已经到来。
上述报告显示，中国露天煤矿无人驾驶矿卡市场主要由方案厂商、主机厂商和IT厂商三类企业构成，其中，方案商整体市场份额接近80%，传统主流主机厂商市场份额约为15%，部分大型IT厂商也纷纷涉足该领域。
华为是该市场的参与企业之一。华为油气矿山军团露天矿总经理邵琦对中新经纬表示，只有大规模商用，无人矿卡的单车成本才能下降，经济效益才会提升，整个生态的营造，需要更多矿卡公司、无人驾驶技术公司的参与。预计在未来数年，无人矿车将会大规模在中国矿山中应用。
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责任编辑：魏薇 常涛
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