我国矿山无人驾驶技术取得重大突破 甘肃电气集团攻克复杂巷道智能运输难题

问题:矿山井下有轨运输长期面临环境复杂、巷道条件多变、作业点位分散等挑战。岔口密集、弯道多、视距受限,使传统人工驾驶高度依赖经验、操作风险较高;同时,生产组织要求多车并行、错车避让与装矿衔接精准,通信不稳、定位不准或调度不畅,都可能引发效率波动甚至带来安全隐患。镜铁山矿2640水平电机车无人驾驶项目工期紧、技术门槛高、系统集成复杂的条件下推进,成为对矿山智能运输能力的一次集中检验。 原因:一是井下通信基础相对薄弱,巷道结构对信号遮挡明显,岔口、弯道等区域容易出现覆盖不足和时延上升,影响控制指令下发与状态回传的可靠性;二是车辆定位既要满足装矿站、岔口等关键节点的高精度停靠,又要保证运行过程的连续追踪,单一手段难以兼顾“节点精度”和“全程连续性”;三是多车在有限轨道资源内协同运行,需要同时满足生产计划、巷道布局与站点能力,调度算法必须与现场规则深度匹配;四是系统不仅要实现可用,还要在长期运行中保持稳定、易维护、可扩展,对平台化集成与运维能力提出更高要求。 影响:针对上述难点,天传所公司以有轨运输信息化平台为核心,完成电机车智能化改造,搭建全巷道视频监控网络,部署远程集中操控平台,形成“平台统管、视频联动、集中控制”的管控体系,使地面控制室可同步掌握车辆轨迹与现场画面,增强对复杂工况的可视化管控。通信上,项目采用“有线+无线”双模式通信架构,并通过智能控制器优化传输链路,对岔口、弯道等薄弱区域重点补强,将巷道通信时延控制100毫秒以内;同时依托5G网络实现高速数据交互,保障多车指令与状态信息实时同步,为远程操控和协同作业提供支撑。定位上,采用“节点校准+连续定位”的组合方案:利用无源信标对关键作业节点进行精准标定,并结合编码器实时采集车辆位移数据,实现位置的实时、准确反馈,满足多车错车、避让与精准停靠等高精度需求。调度方面,系统依据生产计划与巷道布局进行全局智能调度,支持多台电机车多站点间往返运输与装矿作业,提高线路利用率与运输组织稳定性。作业组织上,项目沿用远程集中操控模式,将放矿、驾驶等环节转移至地面控制室,减少人员井下高风险环境的暴露,推动运输环节向“本质安全”提升。 对策:矿山运输智能化需从“单点自动化”走向“系统工程”。一要以现场需求为导向,围绕通信、定位、调度三项底座能力优先攻关,确保可用、可靠、可维护;二要坚持平台化建设,将车辆改造、视频监控、远程操控与信息化管理纳入一体化架构,避免系统割裂带来的数据孤岛和协同障碍;三要在复杂场景中强化冗余与容错,通过多链路通信、多源定位与异常处置机制提升系统稳定性;四要同步完善运行规则与管理机制,结合生产节拍、站点能力与会车策略等形成可执行的调度逻辑,把技术能力转化为持续的生产收益。 前景:随着矿业转型升级加速,智能化、少人化、绿色化已成为行业共识。这一目在复杂巷道条件下实现6台电机车全自动、高精度运行,说明矿山有轨运输在通信保障、精准定位与多车协同上已具备工程化落地基础,具备在更多矿区和类似工况中复制推广的条件。下一步,可围绕运输全链条优化,在数据治理、设备健康管理、能耗优化与跨系统协同等方向深化应用,推动运输调度由“经验驱动”向“数据驱动”转变,并带动采、掘、运等环节协同提升,为矿山安全高效生产提供更有力支撑。

矿山智能运输的突破具有重要产业意义。从单机自动化到多机协同,从局部改造到系统集成,天传所公司的这个实践表明,通过技术创新与工程应用的结合,矿山运输能够在降低风险的同时提升效率,向更安全、更稳定的现代化运行方式转变。这不仅为酒钢集团等企业带来直接的安全与运营效益,也为矿业智能化升级提供了可借鉴的路径。在新的发展阶段,类似项目有望持续推动矿业高质量发展。