露天礦無人運輸系統
一、研究背景
為加快礦山轉型升級，提升礦山智能化水平，推動安全、高效、經濟的智慧礦山建設，踏歌智行作為礦區無人運輸系統整體解決方案提供商，推出了端-邊-云架構的智慧礦山整體系統規劃，實現了由云端調度管理、車聯網通信、車載智能終端組成的全套礦山運輸無人駕駛解決方案，通過獨有的駕駛機器人+線控的混合駕駛執行技術可以適應多種車型和礦區。實現整個露天礦區無人運輸的高效和安全運營。
二、露天礦無人運輸系統整體解決方案
踏歌智行依托無人駕駛、智能調度、基于4G/5G的V2X網聯通信等創新技術，結合對傳統露天礦區作業流程,規范智能化升級，實現低速、相對封閉露天礦區場景的集群化無人駕駛運輸作業的運行。
圖1 露天礦無人運輸系統整體解決方案示意圖
踏歌智行的礦區無人運輸系統可以將智能終端進行整合，實現無人礦卡的高精定位、環境感知、自主行駛、狀態監測、故障報警、人機交互和V2X通信。智能終端通過通信網與高精定位基準站和管理系統進行數據交互，協調應對運行過程中的各種情況。
圖2 智慧礦山綜合管理平臺示意圖
無人駕駛監控調度管理平臺系統主要包含運營調度系統、集成監視系統、高精地圖管理系統、運行仿真及測試系統、大數據存儲分析系統。云智能平臺通過4G/5G專網對接入平臺的無人礦卡及其它輔助作業設備進行統一調度和管理，有效的提高車輛運行效率、降低車輛采購量、降低礦山運行成本、降低車輛維護工作量及費用實現整個露天礦區無人運輸的高效和安全運營。
圖3 平臺監控管理示意圖
V2X通信系統基于V2X通信的無人礦卡與無人礦卡、無人礦卡與輔助設備、無人礦卡與智能平臺端之間互通信息，協同作業，一車感知，數據共享，全局可知，使礦區運輸作業高效、安全。
圖4 引入V2X技術示意圖
無人駕駛車載終端系統包括環境感知模塊、規劃決策及控制模塊、導航定位模塊、人機交互模塊、通信網關模塊、急停控制模塊、執行模塊等;通過車載終端在礦卡上的部署，實現礦卡的無人駕駛功能。
主動防碰撞系統踏歌智行的礦卡主動防碰撞功能是無人駕駛系統的一項重要功能。踏歌智行的主動防碰撞自動剎車系統配置了前向毫米波雷達與視覺感知融合檢測、360度車身周邊環視等模塊，通過系統評估，根據情況作出報警、自動剎車等反應。實現礦用卡車的智能防撞、風險預警、駕駛行為評定等安全保障功能。
圖5 硬件配置圖
三、應用案例
踏歌智行通過獨有的駕駛機器人+線控的混合駕駛執行技術可以適應多種車型和礦區環境。同時，踏歌智行無人駕駛產品可適配新車出廠前預裝和在役車輛現場改造，種類包括大型礦卡和寬體自卸車在內的多個廠家的多種車型。
圖6 應用車型
2018年8月踏歌智行首臺無人駕駛礦卡在礦區測試成功，該礦卡裝備了毫米波雷達、激光雷達、高精度定位、車載通信等模組，研發了融合感知、路徑規劃、智能決策、路徑跟蹤控制等關鍵技術，實現了滿足露天礦工藝流程的單車無人運輸。
圖7 無人礦卡
圖8 單車智能配置圖
2019年2月，踏歌智行引入V2X技術，攻克了鏟與車協同作業、車尋鏟動態路徑規劃、行車路權智能分配以及多車裝卸載排隊協同等核心技術，實現了電鏟、礦卡、裝卸載點的編組自動運行。
圖9 V2X技術應用圖
目前，踏歌智行研發了端-邊-云架構下的云智能平臺和端云融合計算的編組作業動態調度算法，開發的無人駕駛運輸系統解決方案在礦區落地應用。實現了白云鄂博礦區4臺無人礦卡、2臺電鏟作業編組的無人駕駛運輸正式運營。2020年1月8日，踏歌智行與包鋼集團、中國移動、北方股份、華為、北京航空航天大學、理工雷科、北京新源科技等共同組建了智能礦山產業推進聯盟，共同推進白云鄂博無人化建設標桿項目，八方聯合攜手打造全國智能礦山建設典范。
圖10 白云鄂博礦區無人駕駛編組作業運營
四、公司簡介
北京踏歌智行科技有限公司成立于2016年，是一家專注于露天礦用車無人駕駛技術研究和產品開發的高新技術企業，目前已獲得多項無人駕駛相關發明專利，擁有整套無人駕駛核心技術。踏歌智行作為礦區無人駕駛整體解決方案提供商，推出了端、邊、云的智慧礦山整體系統規劃，實現了由云端調度管理、車聯網通信、車載智能終端組成的全套礦山運輸無人駕駛解決方案。
2019年，踏歌智行順利通過行業專家評審會，標志著公司從科研試驗階段步入了批量推廣階段。踏歌智行與包鋼集團、國家電投、北方股份、中環協力等公司簽署一系列無人駕駛合同，合同總金額超過億元。踏歌智行以智慧礦山、綠色礦山建設為牽引，以為客戶提供安全、經濟、綠色的無人駕駛運輸服務為使命，經過多年的技術積淀，憑借扎實的技術、專注的團隊贏得了國內外大型礦企、主流車企、行業專家的高度認可。
企業聯系方式：
聯系人：常星星
電話：18511370619
官網：www.i-tage.com
