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【資料圖】

作者 / 華衛(wèi)

如果仔細觀察今年的「自動駕駛遇冷」問題，就會發(fā)現(xiàn)，業(yè)界并未將其全盤否定，而是將預(yù)期變得更加現(xiàn)實。在自動駕駛?cè)源嬖陂L尾問題的時期，部分不存在公共安全隱患，又有望商業(yè)化落地的場景，仍會受到資本市場的青睞，「礦山場景」就是其中之一。

國外礦區(qū)自動駕駛商業(yè)化已超過 10 年，其中美國卡特彼勒在 1996 年就推出無人礦卡，日本小松在 2008 年就在其智利銅礦部署自動駕駛礦用車，鐵礦石巨頭力拓集團、澳大利亞鐵礦石出口商 FMG 集團、巴西著名鐵礦石生產(chǎn)和出口商淡水河谷等公司都有成熟的礦區(qū)無人駕駛解決方案和運營數(shù)據(jù)，并且賬面上已經(jīng)出現(xiàn)應(yīng)用自動駕駛駕駛技術(shù)而帶來的實際收益。

在國內(nèi)，也相繼有自動駕駛公司在這一賽道入場，踏歌智行、伯鐳科技、慧拓智能、易控智駕、希迪智駕、拓疆者等正在內(nèi)蒙古、新疆、江西、西藏、廣東、河南、北京等地的礦區(qū)做無人化測試或運營。

在資本市場，從事礦區(qū)無人駕駛技術(shù)研發(fā)的公司現(xiàn)在似乎也正被熱捧。近期，有投資人透露，某家專注于礦區(qū)場景的自動駕駛公司在最新一輪融資中拿到十億級估值。

從宏觀角度看，礦區(qū)無人駕駛在政策層面具備發(fā)展的高確定性，是目前自動駕駛細分賽道中唯一政策明確規(guī)定落地時間的領(lǐng)域。

2020 年，國家發(fā)展改革委、國家能源局、應(yīng)急部、國家煤礦安監(jiān)局、工業(yè)和信息化部、財政部、科技部、教育部八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出「到 2025 年露天煤礦實現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無人化運輸」。

那么，在資本市場與政策的雙重利好下，當(dāng)前國內(nèi)礦區(qū)的無人化部署究竟到什么程度了？自動駕駛技術(shù)應(yīng)用到礦區(qū)場景里會遭遇哪些難題？如何去解決？這一技術(shù)能否滲透所有的礦區(qū)市場？成熟后的礦區(qū)無人駕駛技術(shù)又是否能「橫向復(fù)用」到其他場景？

在國內(nèi)多個露天礦落地

訂單來源分三種

據(jù)了解，現(xiàn)在中國礦區(qū)無人駕駛行業(yè)已具有相對成熟的技術(shù)解決方案，并在露天礦場落地應(yīng)用。不同于海外由主機廠主導(dǎo)的模式，國內(nèi)的主要推動力量常見為科技公司。

其中，伯鐳科技的產(chǎn)品和解決方案已在全國十余個省市自治區(qū)、多個礦種落地運營（例如洛陽鉬業(yè)、酒鋼西溝礦、國家電投扎礦、國能平莊烏拉圖嘎等）。2022 年，該公司在酒鋼西溝礦打造了全國首個全采面無人礦山，2023 年下線并發(fā)布了全國首臺無駕駛室換電寬體車。

另一邊，據(jù)踏歌智行介紹，該公司有在建 / 完成無人駕駛運輸項目約 30 個，在手訂單總額 10 億元，智能駕駛方案裝車近 400 輛礦卡和寬體車。其無人駕駛運輸系統(tǒng)總體解決方案「曠谷」，可實現(xiàn)礦區(qū) 7X24「安全員下車」無人運輸作業(yè)。

「目前，頭部公司已可實現(xiàn)無安全員的 L4 級別自動駕駛，數(shù)千萬年營收規(guī)模并不鮮見，團隊規(guī)模上多在 100-300 人的區(qū)間內(nèi)。」伯鐳科技表示。

但是，曾從事礦山無人駕駛行業(yè)多年的 Carver Zhao 向機器智行透露，目前各家公司的實際合作訂單量仍顯得較為有限，暫時無法實現(xiàn)真正的盈利。

據(jù)介紹，礦區(qū)無人駕駛公司的訂單主要分三種：一是大型國有礦的老舊礦卡無人駕駛改造訂單或無人駕駛新礦卡訂單，金額較大，單采購訂單都在千萬級別；二是無人駕駛非公路寬體自卸車的采購訂單，去年年底，伯鐳科技合作的主機廠中國兵器集團山東蓬翔拿到總量達 15 臺的前裝自動駕駛寬體車訂單，并且這些車輛現(xiàn)已在內(nèi)蒙古國能烏蘭圖嘎礦上落地；三是部分自動駕駛公司提供的基于自動駕駛的運輸訂單，按照實際運輸量結(jié)算。

礦區(qū)對無人駕駛的需求度

「目前，無人駕駛在礦區(qū)的落地能力仍未達到礦區(qū)企業(yè)所期望的能力，但隨著技術(shù)發(fā)展以及市場推動，礦企出于自身生產(chǎn)安全、提升效率以及降本方面的需求，也愿意配合推動無人駕駛的落地。」Carver Zhao 稱。

據(jù)了解，由于車輛大、盲區(qū)多，夜晚作業(yè)疲勞駕駛，礦區(qū)的人員傷亡事故頻發(fā)；效率方面，傳統(tǒng)作業(yè)模式智能化水平有限，在管理上受制于「人」的不確定因素；生產(chǎn)成本、人力成本、管理成本、因司機操作不規(guī)范造成的車輛維修及油耗等各類成本居高不下。

針對效率和成本問題，部分礦區(qū)無人駕駛公司采用了提高行駛速度、實現(xiàn)多車排土、設(shè)置裝載預(yù)停靠點等技術(shù)手段，并實現(xiàn)有人與無人系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成與信息交互，以提升全礦運輸?shù)淖鳂I(yè)效率。

此外，踏歌智行對機器智行提到了一個礦區(qū)普遍存在的場景需求：當(dāng)有人駕駛車輛與無人駕駛礦車在混行路口相遇時，用智能化管理代替人工監(jiān)管。這需要定制無人智能交通管控系統(tǒng)，在混行路口部署道閘、信號燈和提示屏等設(shè)備，并通過路側(cè)交通管控單元統(tǒng)一接入云控平臺。

在該系統(tǒng)的運作下，當(dāng)有人車輛正在通行路口時，系統(tǒng)會嚴格控制無人礦卡在路口等待，直至安全再自主通行；在無人礦卡進入路口的過程中，信號燈由綠變紅，閘桿落下，顯示屏可提示通行指令。

伯鐳科技還透露稱，除了礦區(qū)除裝車、運輸?shù)淖詣踊蜔o人化運行外，礦企還有一些更加具體的需求，如遠程遙控挖掘機、電鏟、裝載機、平路機等輔助作業(yè)機械，以及灑水車等輔助車輛的無人駕駛，另外還有人工駕駛車輛的防超速、防疲勞、防碰撞等輔助駕駛需求。

四個實際經(jīng)濟效益

有海外數(shù)據(jù)顯示，無人駕駛應(yīng)用為礦區(qū)運輸提升了 20% 的運輸效率，節(jié)約了 15% 的運營成本，每輛車年工作時長增加了 500 小時。

而根據(jù)踏歌智行提供的數(shù)字，目前在被國家科技部列為「重大科研項目」的國能集團勝利能源無人駕駛礦卡項目中，該公司可實現(xiàn) 220 噸無人駕駛大型礦卡全天候無安全員編組運輸作業(yè)，達到人工作業(yè)效率的 95%。

除提升效率外，無人駕駛方案還能幫助礦企緩解招工難、從業(yè)人員年齡斷層等人力資源問題，并從人員支出、維保費用、能耗水平三方面為其帶來實際的經(jīng)濟效益。

「使用一輛『無安全員』的無人駕駛礦車，每年最高可節(jié)省 80 萬元的用人成本。」據(jù)踏歌智行介紹，由于礦山 24 小時不停工，一輛礦車通常配置 2-4 位司機；一位礦車司機的薪資約在 8000-12000 元每月，綜合保險、食宿等費用，礦企聘用一位司機的人員年支出在 15-20 萬元 / 年左右。如果整個礦區(qū)有上百臺車實現(xiàn)無人駕駛，可以減少 200-300 名司機的招聘。

維保和能耗方面，伯鐳科技指出，由于無人駕駛車輛由算法和系統(tǒng)控制，駕駛習(xí)慣相對更穩(wěn)定，柴油礦車的油耗和胎損都會有一定程度的降低，維保費用可降低 5-10%。而當(dāng)使用純電無人駕駛礦車生產(chǎn)時，以國內(nèi)礦區(qū)常見的 105 噸寬體車為例，一年能夠為業(yè)主節(jié)省 70% 能耗成本，并完成將近 30 萬噸的碳減排。

以踏歌智行在華潤水泥肇慶大排砂石骨料礦部署的全礦無人駕駛純電動寬體車為例，經(jīng)測算，這一車型的單趟能耗成本為燃油車的 12%。

Carver Zhao 對機器智行表示，目前國內(nèi)的無人駕駛產(chǎn)品還沒有真正在露天礦山大規(guī)模運營，主要還是以試點項目或者小體量的運力承包運營為主，離達到人工駕駛生產(chǎn)還有一定距離，尚未真正為礦山帶來規(guī)模化的經(jīng)濟效益。

另外不得不提的是，無人駕駛礦車能夠為礦企省下一筆隱形的安全成本。今年 2 月，內(nèi)蒙古阿拉善煤礦剛發(fā)生一場令人唏噓的礦難，這也讓采礦作業(yè)的安全問題再次受到廣泛關(guān)注。

「經(jīng)濟層面可以有很多個 0，但對于礦山業(yè)主來說，本質(zhì)安全才是 1，也是一切的基礎(chǔ)。」伯鐳和踏歌方面均表示，礦企的首要需求就是保障安全，智能化升級和無駕駛礦車的普及，可以幫助業(yè)主加快實現(xiàn)無人則安、少人則安。

落地不易

需解多方面難題

「無人駕駛礦車的落地并不會比小型車容易」，一家自動駕駛公司的高層對機器智行表示，其之所以沒有選擇礦區(qū)無人駕駛賽道，是因為礦區(qū)雖然場景簡單，但對安全性的要求很高，還要面臨傳感器除塵、抗震等諸多挑戰(zhàn)。

的確，礦區(qū)實際上是具有嚴格要求的室外環(huán)境，無人駕駛技術(shù)雖然適合礦區(qū)自動化生產(chǎn)的應(yīng)用訴求，能為礦區(qū)帶來顯著的商業(yè)價值，但在落地應(yīng)用過程中需應(yīng)對一系列技術(shù)以及場景方面的難題。

一，礦區(qū)通常處于極端惡劣的地理位置，感知系統(tǒng)面臨揚塵、濃霧、雨雪等惡劣天氣的干擾。對此，大部分企業(yè)通過合理布局不同的激光雷達與毫米波雷達來保證感知能力，也會采用車路協(xié)同技術(shù)以及特定識別算法，提升部分區(qū)域的感知能力。

對此，有的礦區(qū)自動駕駛公司針對揚塵、雨雪、濃霧專門開發(fā)識別算法，能夠在一定程度上降低干擾，滿足生產(chǎn)需要；還有部分公司部署了毫米波雷達、激光雷達、攝像頭、紅外傳感器等 20 多個傳感器。

二，露天礦山基本為幾乎沒有交通標識、道路與工作區(qū)頻繁變化的非結(jié)構(gòu)化道路，不僅坡度陡、彎度大，還需面對落石、顛簸、翻漿、泥濘等問題。隨著礦山生產(chǎn)的推進，礦車的裝載、卸貨點以及礦區(qū)地貌還會發(fā)生變化，路段上的階梯結(jié)構(gòu)和氣候也會導(dǎo)致道路邊界變化。而且，并不是所有礦區(qū)的采區(qū)建設(shè)都能夠達到國家規(guī)范，如道路寬度、坡度、擋墻高度等，這都對自動駕駛礦車的運行提出了挑戰(zhàn)。

「這一方面需要礦方配合整改達到無人駕駛的基本要求，另一方面要提升車輛的控制能力。」Carver Zhao 表示，目前各家企業(yè)都在加強線控方面的技術(shù)能力，包括與主機廠合作對線控的改造、VCU 的編寫等。2017 年，踏歌智行還自研了專為礦區(qū)開發(fā)的車載域控制器，該系列產(chǎn)品現(xiàn)已發(fā)展到第三代。

（踏歌智行車規(guī)級車載硬件產(chǎn)品）

三，安全性與效率間的平衡與取舍。由于制動管路的密封性不足等原因，礦車在運行過程中系統(tǒng)壓力會偏低。人工駕駛時往往忽略該問題，而無人駕駛時會有程序持續(xù)監(jiān)測制動系統(tǒng)的壓力，當(dāng)壓力偏低時，會降速行駛。

據(jù) Carver Zhao 透露，現(xiàn)階段礦區(qū)無人駕駛基本還是分為兩段，一是裝卸兩端，更多采用自主規(guī)劃，一是主干道路，主要采用循跡的模式。

四，礦區(qū)無人駕駛從技術(shù)概念到落地范疇，在世界范圍內(nèi)最多也只能追溯到十幾年前，整體上仍是一個比較新的行業(yè)。「而所有新行業(yè)都要面臨上游供應(yīng)商成本高且尚未量產(chǎn)造成的整體成本居高不下、生態(tài)鏈不完整造成的相應(yīng)配件不完備、規(guī)則和標準不統(tǒng)一造成的產(chǎn)品體系不穩(wěn)定和產(chǎn)品故障等問題。」伯鐳科技指出。

以國有大礦為主

「放量拐點或在 2 年后來臨」

根據(jù)華泰證券 2022 年研報《礦山智能駕駛或進入規(guī)模化落地期》對國內(nèi)礦區(qū)無人駕駛行業(yè)的測算，升級潛在市場空間或超百億元，每年潛在增量市場空間或達數(shù)百億元，運輸運營模式市場規(guī)模或達千億元級。「市場空間應(yīng)該會持續(xù)釋放，放量拐點或會在 2 年后來臨。」伯鐳科技表示。

踏歌智行則認為，礦區(qū)無人駕駛行業(yè)要經(jīng)歷兩個拐點：「安全員下車」常態(tài)化和全礦無人運輸運營。「目前行業(yè)已走過第一個拐點，無人駕駛技術(shù)開始加速滲透露天礦場景，當(dāng)無人運輸商業(yè)模式的經(jīng)濟模型獲得驗證，則達到第二個拐點，其市場空間將爆發(fā)式增長。」

清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）交通產(chǎn)業(yè)合作負責(zé)人袁基睿也對機器智行表示，中國是礦業(yè)資源大國，其對礦區(qū)無人駕駛技術(shù)在國內(nèi)市場的普及持樂觀態(tài)度。

然而，無人駕駛要完全滲透所有的露天礦區(qū)市場仍有不小的難度。「尤其是針對一些小型、道路條件不好、通訊不好的砂石礦區(qū)，近期的市場滲透應(yīng)該還是以國有大礦為主。」Carver Zhao 判斷。

據(jù)悉，隨著國有大礦的智能化升級，礦區(qū)運輸調(diào)度平臺業(yè)務(wù)也在逐漸向無人駕駛技術(shù)商開放，如國家電投中央研究院委托了踏歌智行建設(shè)「智慧礦山綜合管控綜合生產(chǎn)指揮軟件」。

有望「橫向復(fù)用」到多個場景

此前，辰韜資本執(zhí)行總經(jīng)理賀雄松曾向機器智行表示，限定場景的自動駕駛公司做好第一個市場后，也可以通過技術(shù)迭代拓展至開放程度。

具體到礦區(qū)，伯鐳科技和袁基睿都認為，從技術(shù)角度，不同場景的無人駕駛技術(shù)存在通用性，都涉及定位、感知、規(guī)劃、控制、決策、線控執(zhí)行等關(guān)鍵組件。但轉(zhuǎn)到工程實現(xiàn)視角看，每個場景都有其獨特性，面對核心問題有各自專用的技術(shù)和解決方案。

而在 Carver Zhao 看來，礦區(qū)無人駕駛針對惡劣天氣和道路條件的算法都可以復(fù)制到其它場景下，但不同場景下對于無人駕駛技術(shù)的能力要求不一樣，邊境通關(guān)物流、散貨碼頭等與礦區(qū)類似的場景復(fù)用起來更合適。

踏歌智行則把目光放得更近，表示「礦區(qū)無人駕駛技術(shù)也可以從礦內(nèi)走向礦外的堆料場、發(fā)運站等地的短駁運輸場景。」

THE END

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