我国首台套新能源矿山智能运载机器人“载山”正式发布并已投入使用
智能化建设是矿山安全高质量发展的核心技术支撑，对实现矿山减人增安提效、促进能源绿色低碳转型有着重要意义。５月５日，中国科学院自动化研究所、国际先进技术应用推进中心、中国矿业大学（北京）内蒙古研究院、中科慧拓公司联合孵化的矿山智能运载机器人“载山CarMo”在内蒙古鄂尔多斯正式发布。
据了解，这是我国首台套具备产业化标准要求的、具备完全自主知识产权的新能源运载装备。“载山”的诞生，完成了矿山无人驾驶从“常态化安全员下车”到“平行智能安全员上车”的转变，标志着我国迈向矿山本质安全的进程又取得了重要突破。同时，作为世界首个“机器人矿工”，我国在世界露天智能装备制造上以“先人一招”实现科技自立自强。
拥有完全自主产权
(相关资料图)
“载山”攻克矿山无人驾驶车辆三大难题
智能矿山无人化一直是中国无人驾驶技术应用的重要场景之一。随着技术不断成熟，智能矿山建设持续落地。国家能源局数据显示，当前全国有近400处煤矿正在开展智能化建设，总投资规模超过1000亿元，投资完成率近50%。实际工作中，由于当前矿山无人化方案是对有人驾驶车辆进行后装改造，因此载体本身面临一系列亟待解决的本质矛盾，制约了智慧矿山前进步伐。
具体体现为三大难题：首先，矿用车辆底盘与后装无人驾驶系统松散耦合，物理架构与信息架构不统一；其次，有人驾驶室无法满足无人驾驶主控设备箱的防尘散热问题，可靠性差；最后也是最重要的，为有人驾驶设计的线控安全策略无法满足无人驾驶安全需求。
针对这些痛点，中科慧拓公司CEO陈龙介绍，从前期设计、技术调整到产品试验，经过近两年时间打磨，智能矿山机器人“载山CarMo”成功下线，并在内蒙古鄂尔多斯一处露天矿进行无人编组试运行。“天生长在身上的无人驾驶系统和线控底盘，完全为矿山无人运输而正向设计，从根本上解决了问题。”陈龙表示，“载山CarMo”开创性地取消了传统设计、实现无人驾驶系统前装，是一款真正意义上正向设计出发的驾驶矿山运输机器人。
此外，从性能上来看，“载山CarMo”还具备了三大特点：其一，电池电量相较同等核载纯电宽体车增加50%，达到525kwh，以精准控制策略发挥最大效能同时延长动力单元使用寿命；其二，支持斜坡、高速等各类情况下不停车顺滑换挡，提高行车作业效率；其三，与同载重车型相比，车体更小底盘更稳，可实现0.3°以内转向的精准控制，灵活稳定应对各种路况，保障车辆安全稳定运行。
“载山CarMo”通过整合行业资源，集中攻关多项技术难点，在底盘功能整合、核心控制算法、感知定位融合方面实现多项技术突破，拥有完全自主知识产权，关键部件国产化率在95%以上，可用于露天矿山、散货码头等多场景的重载物料运输。
“智慧矿山之路的方向是智能装备，而智能装备将来要走机器人化道路。”中国工程院院士、中国矿业大学（北京）校长葛世荣指出，“载山”的发布不仅是一项成果的孵化，更是科技创新引领下，向清洁、低碳、智能、安全的矿山生产迈进的新高度。葛世荣高度认可“载山”在自主性、控制性、智能性等技术上的国际先进性体现，并期待鄂尔多斯成为智能露天矿山运载机器人的制造基地，通过弯道超车甚至换道超车，超越小松、卡特彼勒，使我国露天矿智能装备制造上先人一招，取得丰硕的成果。
中科院自动化所党委书记牟克雄在致辞中指出，中科慧拓是中科院自动化所坚持“四个面向”，依托研究所在自动化控制和平行理论方面长期深厚积累孵化出的高科技企业代表，中科慧拓以自主研发的平行驾驶技术，研发了自主可控的平行矿山操作系统愚公，填补了世界极寒气候相关领域的空白，在降本增效的同时，切实守护了矿山的生命和财产安全。“载山”的发布将是矿山智能化发展的标志性成果，为实现矿山安全、智慧、绿色发展提供有力支撑，真正实现人工智能与实体经济的深度融合。
重新定义矿山安全
平行智能安全员上车实现300%可靠
对于矿山生产运营来说，安全永远是第一要义。应急管理部部长王祥喜此前表示，要把防止重特大事故作为重中之重，要大力推进科技兴安，推广使用先进技术、先进装备，在某些高危行业，通过机械化减人，自动化、智能化来换人。
对于露天矿山开采运输来说，“少人则安 无人则安”是根本理念和目标。中科慧拓公司联合创始人、技术中心总经理田滨介绍，此次发布“载山CarMo”首要任务就是面向矿山安全保障。取消传统驾驶室的全新设计，彻底将驾驶人员从危险作业场景解放出来，真正意义上推动实现矿山本质安全高质量发展。
同时，“载山CarMo”具备无人驾驶、近程遥控、远程驾驶三种控制模式，可以满足多场景多工况下运行需求，具备实时精准的环境感知能力，遇障碍物可自主选择等障或避障绕行；多传感器融合定位提供厘米级的精准定位。同时，基于精准控制和智能决策，可自动适应复杂路况，与挖机终端协同作业，自动完成装载作业。
“载山CarMo”高度智能化、无人化的背后，是一套安全闭环的平行矿山操作系统支持。中科慧拓公司有着近30年的技术沉淀，核心技术历经了智能平行驾驶系统、平行工业智联网平台的完善，到如今完美适配系统平台的新能源运载装备（OS+P+V）的发布。
中科慧拓领先行业走过常态化安全员下车无人驾驶阶段，智能矿山迎来了“平行智能安全员上车”的下一个时代。愚公YUGONG平行矿山操作系统的技术支持下，车辆运行状态和数据变化实时同步上传，实现驾驶员远程监控和操作。同时，平行仿真系统中，矿山矿车1：1还原模拟会车、跟车、绕障、边坡卸载等危险工况，进行全天候、全时段、全过程测试，深入验证矿卡的安全运载方案大幅降低实地测试的风险系数，实现人车安全保障升级。
中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、中科慧拓公司首席科学家王飞跃提出“平行矿业框架”，建设物理世界安全(Safety)、信息空间保障(Security)、可持续(Sustainability)、能感知(Sensitivity)、服务于人(Service) 且智能(Smartness) 的6S矿山。他表示，通过让参与生产的人、物、系统在虚拟世界“吃多堑”，在现实世界“长多智”，人工系统、计算实验和平行执行三套系统各司其职，相当于实现了300%的可靠性，保障了300%的安全。
布局新能源创新应用
计划打造新时代矿山安全运行样板工程
此次新发布的首台套新能源无人运载装备，相比于传统燃油车，具有人工、能耗、绿色、智能、安全等多方面优势。
以电动CarMo举例，在鄂尔多斯某露天煤矿上，载重60吨，重载上坡运距3km工况，一回合耗电52kwh，电价0.6元，单趟成本31.2元。油车矿卡重载上坡3km，一回合耗油13L，油价7.46元/L，单趟成本96.98元。综合节省燃油成本约67.8%。
多年来，中科慧拓公司积极推动智能化发展，以科技创新助力矿山智能化、无人化建设，积累了丰富的应用经验。陈龙介绍，未来矿山智能机器人将会是新能源化、无人化、智能化系列产品，将具体解决运载吨位提升、充换电一体、氢能的使用、适配更丰富的场景等问题。
首台套成果发布后，中科慧拓现场与各方达成一系列合作意向。中科慧拓与国先中心达成战略合作合作协议，聚焦前沿科技创新突破、成果转化、实验室体系创新等领域展开合作事宜；与中国矿业大学（北京）内蒙古研究院达成战略合作协议，在矿山无人驾驶技术平台载体建设、技术研发、成果转化等方面进行深度合作；与7家能源矿业企业达成意向订单签约，已收到累计200台意向订单；与25家生态伙伴企业达成战略合作协议；与华测导航、速腾聚创、睿创微纳达成供应链伙伴战略合作协议。
基于新载体推出的闭环系统优势，中科慧拓计划打造至少多个矿山智能机器人新时代的矿山安全运行样板工程。陈龙介绍，“中科慧拓的企业使命，是要通过与能源矿山企业合作，助力共建国家能源数据网络，为国家能源提供数据和技术支撑。”朝着在矿业中实现伦理、社会责任和可持续发展（ERS）的方向，进一步探索为矿业改善工作条件、提高矿工幸福感、对环境更加友好的技术研发，以及产业集群和人才培养。(罗娜 马瑾倩)
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