礦區、車企、科技公司合力，進軍智慧礦山的千億級藍海。
文｜劉皖媛
編輯｜施智梁
北緯49.22°，東經119.77°，12月初的呼倫貝爾草原已經是冰天雪地。
神華寶日希勒露天煤礦的礦坑裡作業不息。這裡有著豐富優質的煤炭資源和良好的露天開採基礎，但冬季漫長寒冷，日間平均氣溫低於零下30℃，夜間最低接近零下50℃，極寒氣候下的礦區作業面臨著安全和效率的雙重挑戰。
站在2020的年末，回望近年來自動駕駛商業化落地的嘗試，城市道路的Robotaxi還存在技術、政策等重重限制。但如果將目光從車水馬龍的街道轉向封閉偏僻的礦區，這是一個千億級的藍海——礦區無人駕駛。
相對於其他場景，礦區對無人運輸的需求更加迫切——安全和效率是礦區的兩大生命線，一起生產安全事故能讓日產千噸的大型煤礦停工整頓，生產和運輸效率則直接影響煤礦規模化開採的經濟效益。
這個市場被低估太久了。礦區是自動駕駛能最快實現商業化落地的場景之一：從需求的角度出發，礦企渴望用自動駕駛降低安全風險，提升經濟效益；從技術落地的難易度來看，行駛路線固定、行駛速度低、場景封閉等礦區特有的要素，降低了無人駕駛落地的難度。
「礦區的司機非常辛苦，四班三倒、在幾公裡的路上來回裝卸。條件艱苦，我們礦區的測試人員過幾個月就要調一批新的人去，這樣的極寒氣候下機器替代人類是未來的必然趨勢。」神寶能源公司露天煤礦礦長於海旭告訴出行一客（ID：carcaijing）。
2020年3月，由八個部委聯合印發的《關於加快煤礦智能化發展的指導意見》為礦山場景的自動駕駛定調了發展目標，即到2025年實現露天煤礦的無人化運輸。
「無論是礦企的發展需求還是政策的導向，露天煤礦要實現無人化運輸是大勢所趨。未來也會有越來越多的傳統企業主動啟動智能化改造。」中煤能源西安設計院露天所所長武講對出行一客（ID：carcaijing）表示。
但相對於國際上已經驗證並推廣的自動化採礦及無人運輸，在國內實現無人駕駛的礦區依然是少數。對整個行業而言，要加速無人駕駛在礦區場景的推廣，最重要的是標準化和可複製。
大部分礦區無人駕駛科技公司正在探索的問題是：如何將已有的項目經驗應用到其他礦區，提升項目落地速度、降低研發與管理成本、實現規模效益？
如果不曾親臨中國最北部、冬季最為寒冷的大型露天煤礦之一神華寶日希勒露天煤礦，很難想像礦區的工作條件和生活環境有多麼艱苦。
12月的白天，放晴時溫度在零下十五度左右，但據礦區工作人員介紹，到一月中旬時，礦區夜間溫度能達到零下五十度，也就是氣象學標準的極寒天氣，此外，不時的雨雪和大風也是巨大的挑戰。
然而，煤礦開採、運輸工作不會因為天氣惡劣而停止，神寶能源公司露天煤礦機電副礦長徐煦指出，尤其是冬季，北方取暖對煤炭需求更大。而礦車司機通常是四班三倒的工作班次，一方面，夜間班次凌晨三四點作業，本就是最容易犯困的時候，礦車司機的工作又是在一段兩三公裡的路上重複、枯燥地來回運輸，對注意力的考驗極大。
對於礦區來說安全重於一切，用自動駕駛礦卡替代人力司機，避免了因為走神帶來的駕駛風險，是礦區智能化改造的重要出發點。
國內大部分礦區都面臨另一個問題，是礦車司機招工越來越難。目前，部分礦車司機的工資開到了年薪20萬-25萬，但依然很難招到年輕人。礦區生活環境閉塞，運輸車司機又屬於高危職業，路況差、駕駛難度高，有害氣體和粉塵等也會損傷身體。
對於招工難，不是沒有解決方案——招不到人未必是錢給得不夠多，但由此帶來的人力成本也會陡增。四班三倒制，每個礦車要配1個礦車司機，年產過千萬噸的礦區按照200臺礦卡估算，每年在礦車司機上的支出也要接近1個億。
經濟性是礦區在安全之外的另一條生命線，不僅僅是礦車司機的工資支出，短途煤炭運輸的單次成本也直接影響礦區的經濟收益。油耗和輪胎磨損是看得見的成本，運輸車的車速、往返耗時多長也會影響單位時間內的運輸總量。
傳統礦區行業的種種需求，最終都指向了一個解決方案：礦區無人化運輸。
城市道路的L4級以上自動駕駛的落地應用對技術要求極高，即使是在2020年火熱的全無人駕駛計程車在多個城市開始試運行，大部分業內人士都認為要實現真正的商業化落地還需要較長時間。礦區這類封閉場景儘管沒有Robotaxi那般「炙手可熱」，其商業化應用的可行性卻更大。
從需求的角度出發，自動駕駛能幫助礦區降低安全風險，提升經濟效益；從技術落地的難易度來看，行駛路線固定、行駛速度低、場景封閉等礦區特有的要素，降低了無人駕駛落地的難度。
中煤能源西安設計院露天所所長武講對出行一客（ID：carcaijing）稱，在所有的礦區裡，露天礦區是無人駕駛運輸的天然應用場景：本身的場景相對固定，每年的作業範圍、工作線可能就是往前推幾百米，道路變動次數相對較少。
「參考國外的露天礦區，他們的人力成本更高，對無人化、自動駕駛的需求更加迫切，礦區智能化也很早就開始做了。」武講表示。上世紀90年代，加拿大、美國、芬蘭、澳大利亞等國家即開始推動採礦各環節的自動化技術發展以降低勞動力成本。
礦區自動駕駛的可行性、安全保障和降本增效產生的經濟效益，在國際上已經被驗證。美國卡特彼勒、日本小松等工程機械企業，在澳大利亞、智利、巴西等多地的露天礦通過部署由智能網聯礦卡、通信網絡、系統平臺組成的礦卡自動駕駛解決方案，已經實現了自動駕駛的商業化應用。
卡特彼勒從2012年開始與澳大利亞鐵礦石出口商FMG集團（Fortescue Metals Group）進行自動駕駛運輸，其無人駕駛礦卡已經運行近33500萬千米，物料運輸量達10億噸。而FMG集團測算，其137臺自動駕駛礦車生產效率比傳統人工運輸提升了30%。
國內礦企也正迎頭趕上。據了解，神寶能源與航天重工、慧拓智能深度合作，通過對神寶露天煤礦進行智能化改造，打造世界首個極寒環境下大型礦用自卸卡車無人駕駛編組運行項目，可通過算法設計提升生產速度、保證生產質量，節約人力成本並減少設備因人為操作不當造成的損耗。
依據礦區的倒班制度，每次換班時間大約在一個小時左右，自動駕駛作業基本不需要佔用換班時間，節省出來的時間可以直接用於運輸作業；無人駕駛的車輛最高車速達到38km/h，相比有人駕駛提升了26.7%，單趟運輸時間降低，提高運輸量。此外，通過更合理的算法，無人駕駛的礦卡輪胎壽命大幅提升，運輸油耗也有所下降。
據估計，現有的5臺卡車無人化工業運行後每年可累計節省約571萬元支出、額外增加50萬噸運輸量。
「現在無人駕駛礦卡的速度已經超過了人類司機的速度，但現在還配備了安全員，並且還會做一個限速。未來把安全員去掉後，速度還能有所提升，運輸效率會更高。」神寶能源露天煤礦副礦長徐煦表示。
2020年3月，由八個部委聯合印發的《關於加快煤礦智能化發展的指導意見》為礦山場景的自動駕駛定調了發展目標，即到2025年實現露天煤礦的無人化運輸。
在國家政策引領和產業需求驅動下，國內工程機械企業大多都提出了智能化改造的目標，如航天重工、徐工集團、北方重工等，也湧現了一批礦卡自動駕駛解決方案商，如慧拓、踏歌、易控等。主機廠聯合科技公司，紛紛投入到礦卡網聯自動駕駛應用研發當中，並在多個礦區開展實地測試和試商用。
「無論是礦企的發展需求還是政策的導向，露天煤礦要實現無人化運輸是大勢所趨。未來也會有越來越多的傳統企業主動啟動智能化改造。」武講對出行一客（ID：carcaijing）表示。
慧拓研究院副院長高玉也指出，近年來，越來越多的礦企、主機廠都表現出對礦區智能化改造的需求，慧拓作為科技公司，能夠將車企和礦企匹配起來，通過無人駕駛解決方案幫助他們轉型。
「從主機廠來說，一方面在政策趨勢下，他們找到了新的業務增長點，而礦區從安全和高效出發，對無人化和智能化的需求也非常緊迫。但車企和礦企要分別獨立做無人運輸改造非常難，通過三方合作、發揮各自優勢的模式是比較可行的。」高玉對出行一客（ID：carcaijing）表示。
對於礦企業而言，無人駕駛運輸的需求近在眼前，技術驅動的科技公司應運而生，將礦企和主機廠聯合起來，解決礦企的燃眉之急；從礦企的智能化改造中，科技公司也能和主機廠聯手實現社會價值與經濟價值的有機統一。
據了解，礦山自動駕駛應用目前主要存在三種商業模式：第一種，礦卡自動駕駛解決方案商成為主機廠前裝供應商，主機廠直接銷售具備自動駕駛能力的礦卡並從礦卡銷售中盈利；第二種，自動駕駛解決方案商與大型剝離隊成立合資公司，成為新型智能化剝離隊，以更低的成本承接剝離項目；第三種，智慧礦山解決方案商面向採礦企業提供包自動駕駛應用的礦山智能化整體解決方案。
無論哪一種解決方案、賣車還是賣服務，都是車企、科技公司和礦企的三方共贏。礦車無人化改造的市場不可低估，相比於礦企無人化改造後減少的運輸成本，改造的支出不算高。
國家能源局數據顯示，目前每年全國煤礦產能為40億噸，其中露天礦佔的產量約佔18%即7億噸左右，土方剝離需求達幾十億立方米，無人駕駛在礦區商業化的直接市場價值保守預計上千億元。
在指導意見發布後，很多礦企都了解到礦區智能化的緊迫性，但相對於國際上已經驗證並推廣的自動化採礦及無人運輸，國內礦區無人駕駛的推進依然處於初級階段。
要推行礦區無人駕駛解決方案，最重要的是標準化和可複製。大部分礦區無人駕駛科技公司正在探索的問題是如何將已有的項目經驗應用到其他礦區，提升項目落地速度、降低研發與管理成本、實現規模效益？
神寶項目在標準化確立方面為商業化提供了參考。自今年5月份啟動建設，截至10月底，已完成5G獨立組網建設、試驗場地規劃、卡車改造安裝調試、作業場地運行試驗及權威檢測檢驗，在項目統籌規劃上積累了更多經驗，未來在其他礦區有希望用更短的時間完成。
另一方面，在神寶項目正式運營後，多方將與神寶能源在礦車、道路、通信、運行、管理、安全等方面成立「十個標準」，從技術層面上升到標準化的礦區自動駕駛體系。
除了科技公司，武進指出，礦區無人駕駛要實現標準化需要整個行業投入。
「現在來看，礦山無人駕駛最大的問題還是在於安全，需要標準與規範來解決。各部委都會積極統籌推進起草國家標準、行業標準，當然這也需要車企、技術公司、以及設計院等行業機構都參與進來，各方共同努力去約束、規範、可持續地推進智慧礦山的建設。」武講表示。
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責編 | 劉東峰
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