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自动驾驶技术的商业化落地,正在寻找某种固定的边界,试图在封闭场景中创造出经济价值。
实际上,业内早有共识,矿山、港口、机场、园区等封闭场景的自动驾驶技术应用将率先落地。2020年,由8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》更是为矿山场景的自动驾驶定调了发展目标,即到2025年,要实现露天煤矿的无人化运输,这一目标并非空中楼阁。
从市场需求的角度出发,以“安全和效率”为生命线的矿企有猛烈的意愿拥抱自动驾驶;从技术落地的角度来看,行驶路线固定、行驶限速严酷控制、职员严酷管控等场景特征,使得矿山里的自动驾驶更容易实现。
站在2020年,露天矿山的自动驾驶技术正在以何种应用模式落地?现阶段的商业模式是什么?矿山里的自动驾驶要迈向规模化商用,正在面临哪些瓶颈?近日,智汇哥(ID:autozlink)连线中国信息通讯研究院技术与尺度研究所工程师康陈,围绕露天矿山里的自动驾驶展开对话。
康陈是中国信息通讯研究院技术与尺度研究所工程师,主要研究范畴为车联网技术尺度与产业应用、智慧矿山技术应用、智慧交通讯息系统等。
远程驾驶模式下的智慧矿山
此刻,我们将眼光移至位于中国北部边疆的大唐宝利煤矿。
与鄂尔多斯其他200多座传统煤矿不同,在这里8台无人矿卡正在编队作业,「自动驾驶矿卡司机」坐在安全的控制中心内,以远程接管的模式掌控无人矿卡的最终控制权。相似的场景,还出如今国能团体神宝能源露天矿、包钢团体白云鄂博矿、国电投霍林河露天矿、中金团体乌山铜钼矿、马钢矿业南山矿等多个智慧矿山项目。
人类必须掌控无人车的最终控制权,以随时填补机器的“漏洞”。
康陈在采访中告诉我们,远程遥控驾驶是露天矿山无人化运输的典型应用场景。在正常运转时,矿卡、挖掘机、推土机等多种机械工程车辆在规划好的路径下,实现自动驾驶模式下的协同作业。而一旦发生故障或者危险预警,「自动驾驶矿卡司机」将在控制中心开启远程接管模式,将车辆移至安全区域,并向周边车辆发送警告。
原本“一矿卡一司机”的职员模式也在这里发生改变,替代之的是“一人管多辆车”的指挥官模式。在机群调度系统的统筹下,有人车与无人车可进行协同作业,提升矿山的生产效率。
图|智慧矿山自动驾驶实际生产作业场景
据官方数据披露,大唐宝利煤矿的无人矿卡车队已行驶里程10000余公里,每年节约人力成本80万以上,节约油费20万以上。
事实上,以远程驾驶模式保障安全,以自动驾驶模式降本增效的智慧矿山商用模型已在国外得到验证。据澳大利亚铁矿石出口商FMG团体测算,其137台自动驾驶矿车生产效率比传统人工运输提升了30%。
而早在上个世纪90年代,美国的卡特彼勒(Caterpillar)、日本的小松(Komatsu)等公司就开始研发矿山场景的自动驾驶,并催生了价值千亿的蓝海市场。
商业模式正在走向“封闭”
在中国,围绕矿山“无人化运输”的商业模式也在探索中初现雏形。
康陈在采访中告诉我们,目前矿山自动驾驶技术应用的“造血模式”主要分为三类:
一是,矿卡自动驾驶解决方案商成为主机厂前装供应商,主机厂直接销售具备自动驾驶能力的矿卡,并从矿卡销售中获得盈利,比如三一重工。此外,自动驾驶解决方案商也可以与矿企直接合作,为存量矿卡提供后装改造。
二是,自动驾驶解决方案商选择与大型矿山剥离队成立合资公司,打造新型智能化剥离队,目标是以更低的成本承接剥离外包项目。
三是,智慧矿山解决方案商面向采矿企业提供自动驾驶应用的矿山智能化整体解决方案。在这条细分赛道上,目前已经聚集了踏歌智行、慧拓智能、易控智驾等多家明星企业,并已在内蒙古、河南等地展开项目测试或示范运营。
图|智慧矿山网联自动驾驶应用总体逻辑架构
曾有媒体报道,仅中国矿区运输类无人驾驶市场规模就达3000多亿元,矿车无人化前后端改装的市场规模也在3000多亿元。
但现阶段,大部门智慧矿山项目仍处于小规模的示范运营阶段,市场仍处于等候规模化商用爆发的黎明前夜。那么,矿山里的自动驾驶,能否突破应用示范的边界,率先迈向规模化商用呢?
从需求弹性来看,矿山场景的自动驾驶需求最为迫切。
康陈在采访中表现,现阶段,矿企采购一整套矿山智能化整体解决方案的前期投入不菲,这其中包括改造或新购无人矿卡、建设矿区“云平台、通讯网络、智能化终端”软硬件设施、培训管理作业职员等一系列成本投入。但对矿企来说,司机意外死亡引发的停产整顿、全员扣奖金、甚至领导被免职已成为不能承受之痛。即便短期内成本接纳无法覆盖改造投入,矿企也有猛烈的意愿拥抱自动驾驶。
当大部门自动驾驶示范应用场景都未找到有猛烈意愿的“买方”,矿山场景的自动驾驶,将以安全与效率为两大核心关键词,率先创造经济价值。
前方有黎明,也有荆棘
任何一个细分场景,自动驾驶技术的落地,都注定布满荆棘。
康陈表现,矿山的自动驾驶技术应用正处于从示范应用迈向商业化的过渡阶段。要实现规模化商用,目前仍存在三大方面的难题:
一是自动驾驶技术的不断演进与创新。
随着未来应用规模扩大,自动驾驶应用规模将明显提升,相应场景复杂度也会明显加大,将对平台调度能力与车辆决策能力提出更高要求。
各种矿区不同的工况特点会给技术可靠性和通用性带来挑战,比方金属矿石的电磁特性会影响毫米波雷达的性能,高寒地区矿区的温度会影响电气电子装备的稳定性等等。
目前各矿区基本由单个厂商提供解决方案为主,所采用的LTE-V2X直连通讯协议栈、MEC平台与其他装备之间、各级平台之间的接口协议以定制化开发为主,未来应用规模扩大带来的不同厂商装备混用会导致装备间存在互联互通的障碍。
二是自动驾驶与安全高度绑定,必要更明确的行业尺度和法律规范做支撑。
随着未来商业化程度加深,行业监管部门、采矿企业对于自动驾驶的安全性,包括信息安全和功能安全,必然要提出更明确的要求。
关于工业自动驾驶的行业尺度,康陈透露,中国信通院目前正在推进5G支撑矿山自动驾驶技术应用的通讯尺度,未来期望和产业各方力量一起,共同搭建工业自动驾驶的行业尺度体系。
三是必要逐步降低改造成本,实现商业模式的闭环。
当前矿山自动驾驶项目主要以应用示范为主,前期投入较高,未来规模化商用必要不断降低项目成本(包括车端改造、配套网络、平台建设),实现商业模式的闭环。
至于矿山的智能化改造成本如何降低,在康陈看来,没有一个冬天不可逾越,量产后的降本只是时间问题。
一方面,大型矿企有意愿为矿山自动驾驶技术应用买单以及付出时间等候成本。从行业发展趋势来看,早期试点的智慧矿山项目,投入试运营的无人矿卡数量呈逐年上升的趋势;从投资主体来看,目前的智慧矿山项目大部门由矿企直接买单,政府更多的是政策支撑的角色。
另一方面,随着乘用车市场智能驾驶的发展,传感器等新型零部件的成本将逐年降低,这也会在一定程度上降低矿山智能化升级的成本。
在采访的最后,康陈表现,尽管困难重重,但矿山实现“无人化运输”已是不可逆的发展趋势。至于是否像部门科技公司所言,2021年将成为矿山自动驾驶商用爆发的元年,还必要等候时间的验证。
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