无轨胶轮车、单轨吊车、井下电机车、露天矿自卸车等矿用车辆是矿山运输系统的重要装备,发展矿山运输车辆无人化自动驾驶高度契合我国矿山智能化建设政策导向,有助于推动矿山实现“无人则安”发展目标,有益于提高矿山运输系统经济效益。
矿山运输车辆数字孪生无人驾驶系统以无线通信技术为传输平台,车辆监控系统为安全依托,采用车辆精确跟踪定位、视频图像增强处理、数字孪生远程监控、运输系统智能调度等关键技术,具备“本机自主无人驾驶”和“远程遥控智能驾驶”两种自动驾驶模式。通过车载控制系统自主接收调度系统分配的运输任务,获悉路径、设备状态等信息,通过对路况实时分析识别视频图像信号,结合车辆状态、定位信息、调度信号等进行路径调整、进退选择、速度控制等无人驾驶功能。通过设置在地面监控室内的数字孪生远程监控平台,实现对矿区运输车辆的远程监视和必要情况下的遥控驾驶等核心功能。
技术指标 1 数字孪生无人驾驶系统 露天矿区定位精度cm级,煤矿井下定位精度dm级,障碍物探测距离超过100m,视频信号同时传输数量≥4路,遥控指令时延≤200ms,控制指令误码率≤0.001%,视频清晰度≥200万像素,本地网络时延≤20ms,单个定位基站覆盖范围不小于80m,单个通信基站覆盖范围不小于150m。 2 无人驾驶矿山运输车辆 经无人驾驶改造后,车辆运行速度不低于有人驾驶,可实现运输效率提高30%、运输岗位减员50%以上。 意义价值 通过近年来的大力发展,我国矿山智能化建设已取得了跨越式发展,但是整体上我国矿山的智能化建设水平仍还处于初级阶段,现有成果主要集中在采掘设备的智能化、数字化矿山建设等方面,而矿山运输系统特别是井下辅助运输系统,整体上仍还处于半机械化、半自动化甚至是严重依赖于人工操作的落后现状,极大制约了矿井安全高效生产和矿山智能化发展。因此,开展矿山运输车辆无人化自动驾驶改造,不仅有利于矿井运输系统减人增效保安全,而且也有助于加快推进我国矿山智能化建设进程,具有重要战略意义和实用价值。 矿山运输车辆数字孪生无人驾驶系统示意图 项目团队自主研制的“智矿1号”无人驾驶无轨胶轮车(2019.12) 

2019年12月,项目团队按照“无座舱、标准化、真无人”创新设计理念,自主研制了“智矿1号”无人驾驶无轨胶轮车。 项目团队联合研制的国内首台无人驾驶井下顺槽运输车(2020.11) 
2020年11月,项目团队与太原煤科院联合研制的我国首台无人驾驶顺槽运输车在同煤集团塔山煤矿顺利完成井下无人驾驶试验。 项目团队牵头研制的数字孪生无人驾驶单轨吊车(2021.9) 
2021年10月,项目团队牵头研制的数字孪生无人驾驶单轨吊在石家庄煤机公司试验成功,并亮相北京国际煤机展。 项目团队研发的矿山无人驾驶技术拓展应用至其他特殊场景。(2022.11签约国唐汽车港口集装箱无人驾驶运输车项目) 
2022年11月,项目团队参加第七届中国创新挑战赛(盐城)现场赛并获优胜奖,现场与国唐汽车公司签约合作研发港口无人驾驶集装箱运输车。 来源:矿大科研服务
