“机器人+”典型应用场景案例集--矿山领域机器人典型应用场景：井下辅运车辆自动驾驶
2024-06-13
来源：煤炭工业
编者按：为加快矿山领域机器人应用推广，更好服务矿山安全高质量发展，国家矿山安全监察局安全基础司、工业和信息化部装备工业一司联合开展了矿山领域机器人典型应用场景遴选工作，确定推广31个典型应用场景、66个场景实例。现组织中国软件评测中心梳理66个场景实例的先进经验及应用成效，在“机器人+”供需对接与应用推广公共服务平台及相关微信公众号开展持续宣传，以更好推动典型应用场景的复制与推广。
| 矿山种类：煤矿 |
| 应用场景：井下（地下）无人驾驶 |
| 场景实例：井下辅运车辆自动驾驶 |
| 机器人产品及制造单位：井下煤矿无轨胶轮运输机器人，天地（常州）自动化股份有限公司、陕西陕煤榆北煤业有限公司信息化运维分公司 |
| 应用单位：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司红柳煤矿 |
无轨胶轮车是现阶段我国煤矿辅助运输的主要手段之一，承担除煤炭运输外的所有运输任务，包括仪器设备、生产物料、操作人员等的运输，是煤矿生产系统高效运转的重要保障。煤矿矿井辅助运输任务繁重，传统调度方式效率低下。煤矿井下无法实现GPS信号覆盖，井下狭长巷道空间内无线通讯传输距离有限，现有辅助运输设备调度大多依赖人工，无法实现高效、统一调度以及时应对突发情况。传统无轨胶轮车运输人工依赖度高，安全隐患大。无轨胶轮车作为煤矿井下主要辅助运输方式，作业环节多且杂，用工数量占红柳煤矿井下用工人数的35%，且人工作业效率低；工作环境恶劣，易发生顶板事故，且井下通风较差，作业人员面临较大的安全隐患和职业病风险。井工煤矿无轨胶轮运输机器人由地面远程管控平台、井下蜂窝车联网系统、矿用智能路侧单元、车载智能感知系统和车载决策控制系统构成，具备井下高精度低时延定位、安全冗余感知、高效精准决策控制等能力，实现井下无人化辅助运输功能。井工煤矿无轨胶轮运输机器人创新提出了煤矿井下基于蜂窝车联网（C-V2X）和边缘计算（MEC）的井下车路协同技术，开发完成井下5G通讯网络和5G+远程管控平台，构建低延时、高宽带、高可靠性的井下C-V2X运行环境，通讯带宽≥50Mbps、传输时延≤10ms，实现机器人井下-地面全景交互和应急干预；采用井下路侧单元边缘计算技术，减少车端对算力的需求，实现井下车路协同。创新提出井下LiDAR-IMU-UWB多源融合车规级定位导航技术，研制完成基于车端UWB标识卡的“类GNSS”定位导航系统，定位响应时延≤100ms，综合定位精度≤50cm，解决井下环境动态目标定位精度低的技术难题。优化车端一体化感知系统，井下全场景下障碍物识别阈值优于30cm、识别率优于95%，车辆盲区监测最小识别范围 10cm、超视距感知距离≥400m，实现煤矿井下障碍物精准识别。
井工煤矿无轨胶轮运输机器人在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司红柳煤矿I01采区2号煤辅运巷实现1台应用。
应用前，红柳煤矿辅助运输环节自动化水平低，运输过程用人多、人工成本高且生产作业效率低。应用后，机器人实现全长3km的自动驾驶常态化运行，累计安全运行里程超1000km；单车人工成本减少20万元/年以上，安全事故发生率为0，相关路段建设的车联网网络提升了井下运输效率20%以上。
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