重大进展特刊┃易控智驾副总裁林巧：露天矿矿用卡车无人驾驶关键技术及规模化应用

  为宣传推广煤矿智能化建设先进经验和创新成果，发挥典型示范引领作用，《智能矿山》于2025年第2期策划出版了《2024年煤矿智能化重大进展成果特刊》，刊登代表新时代煤矿人创造性实践和智慧结晶的11项智能化建设成果，以飨读者。

  文章来源：《智能矿山》2025年第2期“2024年煤矿智能化重大进展成果特刊”

  第一作者：林巧，高级工程师，现任易控智驾科技有限公司副总裁，主要是做露天矿山智能化的相关工作。E-mail：

  作者单位：新疆天池能源有限责任公司；国家能源集团新疆能源化工有限公司；内蒙古电投能源股份有限公司；新疆哈密三塘湖能源开发建设有限责任公司；新疆宜化矿业有限公司

  引用格式：林巧，康庆微，蔡明祥，等.露天矿矿用卡车无人驾驶关键技术及规模化应用[J].智能矿山，2025，6(2)：28-33.

  露天矿智能化建设是实现产业高端化、绿色化及减人、增安、提效的有效途径。矿山无人驾驶大规模常态化应用是露天矿智能化建设的重要一环，可推动矿山生产实现高效率、低成本运输技术，为露天矿山智能化建设奠定扎实基础。

  随着露天矿无人驾驶应用规模的逐步扩大，生产作业场景复杂度快速加深，运输作为露天矿生产的重要环节，每年至少保证300天的安全、高效作业，对无人驾驶纳入正式生产流程、规模化应用的场景适应性、环境适应性和稳定可靠性提出了极高要求，不同矿区工况特点对技术通用性和可靠性带来多项挑战。

  目前国内矿山约有2000台无人驾驶矿用卡车，常态化无人驾驶占比约55%。多数露天矿单矿无人驾驶卡车数量少且未实现规模化应用。基于此，易控智驾科技有限公司（简称易控智驾）自主研发了露天矿山无人驾驶运输解决方案“著山2.0”，攻克了露天矿无人驾驶智能运输大规模应用地图采集与更新技术、复杂场景多模态融合感知技术、大规模无人驾驶集群智能调度等关键技术，无人驾驶大规模应用取得明显成效。露天矿无人驾驶规模化应用与快速部署核心技术如图1所示。

  露天矿工作面和道路快速变化要求地图实时更新，以满足无人驾驶运输业务需求，研发了基于多源数据融合的无人驾驶作业区域地图快速更新技术。基于无人驾驶卡车大量运行数据，实现了无人驾驶作业区域众源数据采集与地图数据靶向更新，达到装载区平盘内部串行更新、平盘间并行更新的效果。无人驾驶装卸载区区域更新时间降低90%，通过拟人化装载技术保障挖机单车待装时间降低80%，与人工装载作业时间持平。采用基于目标精度的高倍率地图数据压缩技术，实现有限算力下高倍率地图数据快速压缩，车云交互数据量压缩90%，满足频繁走铲作业和多平盘作业。

  采用地图要素级订阅式动态差分与增量分发技术，以作业分区为单位构建地图，矿用卡车根据任务类型、所在位置等信息，订阅任务需要的分区数据，实时拉取地图获取新的迭代版本，支持单矿1000台以上矿用卡车地图秒级分发，针对不一样的任务动态调整数据分发策略，降低地图数据维度，提高地图数据的更新速度和鲜度，露天矿复杂场景下地图高频快速实时更新技术如图2所示。

  针对露天矿恶劣工况、天气导致的传感器故障或失效，以及无人驾驶矿用卡车对小障碍物识别和行人安全的适应性需求，研发了露天矿复杂场景下无人驾驶多模态融合感知技术。采用基于点云−视觉多模态融合的非干扰实体精准识别技术，实时融合处理多源异构数据流，捕捉矿山环境数据的重要特征和动态变化，提高环境理解和预测精度，复杂场景下无人驾驶多模态融合感知技术如图3所示。

  基于自注意力机制模型捕获数据重要特征，解决了矿山环境烟尘、粉尘、尘雾等非干扰实体场景误检问题，实现了区域小障碍物的精准检测和作业区边界实时提取，提升了无人驾驶系统对复杂环境的适应能力和决策质量，保证系统安全性和效率，并提升了节能性和经济性。

  随着露天矿单矿无人矿用卡车数量增加至几百台规模，无人驾驶调度系统要高速可靠的网络环境，面临调度集控中心的调度系统算力不足，无人驾驶与有人驾驶大规模混行等难题。结合生产调度、运力调度、交通调度的多层级调度，提出了露天矿无人驾驶大规模运行智能调度技术。

  基于完整的采运排调度任务信息架构设计，并结合灵活且鲁棒的任务更新算法，实现卡车与装载设备高稳定性均衡调度和全局最优生产作业任务调配和宏观路径规划，保障集群调度系统可以在一定程度上完成在任务下发后60min内，单台车辆在无任务更新的情况下仍能持续高效作业。针对大规模车队调度场景，满足30min内无任务更新的情况下，维持全局调度的均衡性。露天矿无人驾驶大规模运行智能调度技术如图4所示。

  露天矿无人驾驶大规模运行智能调度算法架构具备在矿山网络不稳定性和低带宽场景下稳定持续高效运行能力，可实现混行调度、交通流控制及动态收发车、加油、点检任务，减少交通冲突和车辆排队，提高了无人驾驶运行效率，实现了运行时间超过1年、单矿200台以上无人驾驶矿用卡车的大规模常态化安全高效作业。

  易控智驾自主研发的露天矿山无人驾驶运输解决方案“著山2.0”提升了无人驾驶系统、智能云控平台及协同作业系统的作业能力，满足在雪、雨、雾、风、低温、高温等复杂天气环境的正常生产，在作业区域实现了露天煤矿剥离及采煤场景兼容，以及多编组内排和多编组外排常态化应用，并在新疆天池能源有限责任公司、国家能源集团新疆能源化工有限公司、国家电投集团内蒙古能源有限公司、新疆能源（集团）有限责任公司、新疆宜化矿业有限公司等多个露天矿规模化应用，实现了全国20多个露天矿超过800台无人驾驶矿用卡车规模化应用，累计运行里程超过3000万km，运输方量超过1.5亿m3，实现了煤矿智能化建设重大突破，促进露天矿山作业“少人化、无人化”。

  新疆天池能源有限责任公司南露天煤矿单矿超200台世界规模最大无人驾驶矿用卡车常态化运行，实现了24台无人驾驶采煤车和90台人工驾驶车辆常态化混行作业。截至2024年12月，无人驾驶累计运行里程超过1400万km，运输趟次超过180万车次，运输量超7000万m3，南露天煤矿无人驾驶卡车运作情况如图5所示。

  国家能源集团准东露天煤矿实现了单矿100台以上无人驾驶卡车大规模应用推广，并实现了采煤和剥离多场景作业，截至2024年12月，无人驾驶累计运行里程超400万km，运输趟次超30万车次，运输量超1000万m3，准东露天煤矿无人驾驶卡车运作情况如图6所示。

  新疆哈密三塘湖能源开发建设有限责任公司石头梅一号露天煤矿实现了100台以上无人驾驶卡车运输快速部署并常态化运行，无人驾驶矿用卡车实现了采煤和剥离有人/无人驾驶矿用卡车混编常态化运行，无人驾驶常态化运行助力石头梅一号露天煤矿通过新疆尔自治区的中级智能化验收，石头梅一号露天煤矿无人驾驶现场作业如图7所示。

  内蒙古电投能源股份有限公司霍林河南露天煤矿实现了40台以上无人驾驶卡车运输快速部署并常态化运行，日均单车运输量为1700m3，无人驾驶剥离实现单日最高产量为7.5万m3，无人驾驶综合效率达到人工驾驶效率的98%。霍林河南露天煤矿无人驾驶现场作业如图8所示。

  新疆宜化矿业有限公司准东五彩湾矿区一号露天煤矿实现了40台以上无人驾驶卡车运输快速部署并常态化运行，无人驾驶卡车单日有效作业时间高于传统人工作业时长约10%，助力矿区安全高效生产，五彩湾一号露天煤矿无人驾驶现场作业如图9所示。

  随着无人驾驶矿卡在露天矿场景的常态化成熟应用，百吨级矿卡兼顾了安全生产和节能增效，逐步成为矿区无人化、电动化、大型化、国产化融合的主流选择；同时百吨级无人驾驶矿卡的运行效率能够很好的满足露天矿正常安全生产要，实现危险繁重的宽体车司机岗位无人化替代。

  （1）露天矿卡车无人驾驶规模化应用解决了露天矿山行业招工难、用工贵的人力成本难题，无人驾驶矿用卡车全天候连续作业及全局最优调度，降低了维保成本，提高了矿山运输效率和生产能力。

  （2）露天矿卡车无人驾驶规模化应用实现了高危岗位替代，避免了矿工在恶劣矿山环境作业，降低了安全事故带来的停工停产损失，推动了露天矿山作业“少人化、无人化”，可有效防范重大安全风险。

  （3）露天矿卡车无人驾驶技术与矿山数字化、信息化、自动化等技术相结合，实现了矿山生产的全部过程的智能化调度、监控和管理，构建了全流程的智能矿山生产系统，提升了矿山整体智能化水平，为实现矿山高效、安全、绿色开采提供了有力支撑。

  （4）露天矿卡车无人驾驶大规模推广应用，推动矿山行业向大型化、绿色化、无人化发展，促使矿山企业的技术升级改造和管理模式创新，带动整个矿业产业的升级和转型，促进矿山设备制造、通信技术、智能控制等相关产业链的协同发展。

  露天矿山无人驾驶卡车大规模运行近年来加快速度进行发展，矿山无人驾驶技术及装备发展的宗旨是安全、效率和成本，未来发展趋势最重要的包含4个方面。

  （1）拓展国内露天矿无人驾驶技术的应用场景，目前露天矿矿用卡车无人驾驶技术在新疆、内蒙古等大型矿区已得到普遍应用，在河北、山东等地中小型矿区也开始规模化应用，未来应用场景和范围将逐渐增加。除露天煤矿领域外，逐步推广到其他各类小型矿种的露天矿无人驾驶，矿山无人驾驶技术将成为行业共识。

  （2）矿山无人驾驶发展需要在供应端保障无人驾驶技术及产品稳定性，满足矿山日常生产的快速复制能力。人工智能的加快速度进行发展，无人驾驶规模化应用将出现新的增量机会，实现产业链横向和纵向双增长，推动露天矿山智能、安全、绿色、高效发展。

  （3）矿山无人驾驶解决方案需要从技术安全、流程安全与运营安全等角度全方面提升，研发集群全局调度云、自主决策协同车、无人驾驶线控平台，系统解决矿山场景的诸多难点和痛点。

  （4）无人驾驶规模化应用逐步推动传统露天矿山行业，以点带面智能化建设的顶层设计变革，加速出台政策法规、调整矿山管理标准、重新规划人才梯队建设等，逐步推动露天矿山智能化变革。

  “煤矿智能化重大进展发布会”自 2021年开始，至今已举办4次，发布会吸引了众多煤矿智能化建设领域的专家及科研、工程技术人员，成为展示煤矿智能化建设成果，交流煤矿智能化科技成果的盛会。

  煤科总院出版传媒集团成立于2015年，拥有科技期刊21种。其中，SCI收录1种，Ei收录5种、CSCD收录6种、Scopus收录7种、中文核心期刊9种、中国科技核心期刊11种、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊4种，是煤炭行业最重要的科技窗口与学术交流阵地，也是行业最大最权威的期刊集群。

  月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦矿山智能化领域产学研用新进展的综合性技术刊物。

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