近日，新華社專題報(bào)道了《工大高科與德國(guó)沙爾夫聯(lián)手打造無人駕駛單軌吊機(jī)車守護(hù)礦區(qū)安瀾》，該合作案例入選《中國(guó)智·惠生活》案例集，并在上海開幕的2024世界人工智能大會(huì)上發(fā)布。

　　讓我們跟隨媒體的鏡頭一起去看看!

　　新華絲路北京6月30日電(邵莉)700多米幽深的礦井下，無人駕駛單軌吊機(jī)車往復(fù)行駛，晝夜不息……如今這已經(jīng)成為安徽淮北礦業(yè)集團(tuán)袁店一井智能煤礦的常態(tài)。在這里，中國(guó)的AI技術(shù)與德國(guó)的機(jī)車喜結(jié)良緣，成為礦區(qū)安瀾的守護(hù)者。

　　為響應(yīng)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，近年來井下高危環(huán)境逐步實(shí)現(xiàn)無人化作業(yè)，提升礦工安全感、幸福感已經(jīng)成為中國(guó)眾多工礦企業(yè)、科技企業(yè)加大投入、努力攻關(guān)的目標(biāo)。“AI+”已然成為引領(lǐng)中國(guó)礦山安全生產(chǎn)、科技發(fā)展的前沿和熱點(diǎn)。

　　作為中國(guó)礦山井下無人駕駛領(lǐng)域開展國(guó)際合作的聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目，裝載著合肥工大高科信息科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“工大高科”)自主研制無人駕駛系統(tǒng)的德國(guó)沙爾夫單軌吊機(jī)車，采用AI視頻識(shí)別、精確定位、雷達(dá)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的自動(dòng)安全運(yùn)輸，解決了井下單軌吊運(yùn)輸效率低、調(diào)度等待時(shí)間長(zhǎng)、事故頻發(fā)的行業(yè)痛點(diǎn)，成為中德企業(yè)攜手創(chuàng)新，合作共贏的又一個(gè)例證。

　　力推礦山智能化，中德企業(yè)攜手創(chuàng)新

　　在煤礦生產(chǎn)中，運(yùn)輸是重要環(huán)節(jié)。袁店一井煤礦自2011年就引進(jìn)了全球市場(chǎng)占有率很高的德國(guó)SMT沙爾夫集團(tuán)公司(SMT Scharf GmbH)的單軌吊機(jī)車。

　　單軌吊機(jī)車具有爬坡能力強(qiáng)、載重大、巷道斷面空間利用率高、平巷和斜巷連續(xù)不轉(zhuǎn)載運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，在過去十多年中，已逐步成為中國(guó)礦井下復(fù)雜環(huán)境輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的主要運(yùn)載工具。

　　然而，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，仍在依賴人工作業(yè)、缺乏智能系統(tǒng)的單軌吊機(jī)車，除了面臨安全問題外，還存在調(diào)度等待時(shí)間長(zhǎng)、行車異常、人工操作失誤等狀況，限制了井下運(yùn)輸效率的提高，越來越不能滿足中國(guó)建設(shè)無人、安全礦山的現(xiàn)實(shí)需要，進(jìn)行自動(dòng)駕駛技術(shù)及裝備升級(jí)改造已迫在眉睫。

　　在煤礦企業(yè)迫切的需求下，德國(guó)沙爾夫與中國(guó)工大高科于2023年5月達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，開啟中國(guó)人工智能技術(shù)與德國(guó)先進(jìn)單軌吊機(jī)車深度融合的雙向奔赴之旅。

　　好事多磨，辦法總比困難多

　　項(xiàng)目正式實(shí)施后，德國(guó)沙爾夫的工程師要求設(shè)備加裝完全獨(dú)立于原裝裝備，如必須額外配置第二發(fā)電機(jī)、車速采集必須單獨(dú)另配、通信接口電氣隔離等。

　　對(duì)于德方十分審慎的態(tài)度，工大高科的總經(jīng)理程運(yùn)安明確表態(tài)說：“第一次合作，建立信任需要個(gè)過程。我們可以多做一些工作，釋放最大的誠(chéng)意，辦法總比困難多。最重要的是這么有意義的項(xiàng)目一定要做好。”

　　此后，從設(shè)備選型、安全標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)，到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全防護(hù)，工大高科的技術(shù)人員與德方工程師進(jìn)行了為期2個(gè)月的測(cè)試試驗(yàn)和對(duì)比驗(yàn)證，歷經(jīng)數(shù)十次方案交流，用實(shí)際效果，逐步打消了德方的顧慮，使得項(xiàng)目開始向?qū)嵸|(zhì)性的方向邁進(jìn)。

　　2023年8月，雙方技術(shù)人員就項(xiàng)目所用機(jī)車的改造工作進(jìn)行技術(shù)對(duì)接，在通信接口類型選擇的問題上又出現(xiàn)了分歧。

　　沙爾夫機(jī)車的對(duì)外通信接口由名為C2W的通信模塊組成，在經(jīng)過實(shí)地測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，C2W的無線信號(hào)接收距離有限，致使機(jī)車在行車過程中，C2W與車載通信控制器的通訊會(huì)存在不連續(xù)情況，這在無人駕駛機(jī)車控制中是不能接受的。

　　工大高科的技術(shù)工程師邢星說：“我們給德方的建議是，希望他們能更改機(jī)車對(duì)外的通信接口為CAN(C2C)總線接口，一方面CAN通信是目前主流的車輛控制接口方式，另一方面，由于CAN通信本身是有線的，全雙工，穩(wěn)定可靠，傳輸速率高，對(duì)無人駕駛這種場(chǎng)景來說非常適宜”。

　　對(duì)于這樣的建議，德國(guó)工程師起初是排斥的。正所謂“不打不相識(shí)”，當(dāng)雙方吃住都安排在了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，圍繞現(xiàn)場(chǎng)問題不斷溝通與試驗(yàn)后，最終德方同意更改為效果更好的CAN(C2C)總線接口。

　　此時(shí)，沙爾夫的總經(jīng)理豪格·魯爾斯提出了新的問題：硬件更改通信接口后，產(chǎn)品需要重新進(jìn)行煤安測(cè)試認(rèn)證(產(chǎn)品在井下應(yīng)用的必備資質(zhì)條件)，時(shí)間可能需要半年甚至更久。

　　工大高科經(jīng)過認(rèn)真考慮，決定雙管齊下，一方面做好配合沙爾夫公司進(jìn)行通信接口更改工作中的技術(shù)對(duì)接，包括協(xié)助德方進(jìn)行設(shè)備煤安測(cè)試認(rèn)證工作;另一方面，按原計(jì)劃時(shí)間表，工大高科的技術(shù)人員專門在單軌吊車上加裝了一套無線通信裝置，解決C2W接收信號(hào)不足導(dǎo)致的無線通信不穩(wěn)定情況，作為過渡方案先完成整體系統(tǒng)功能測(cè)試。

　　合作共贏，商機(jī)無限

　　單軌吊機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)投入使用后，淮北礦業(yè)袁店一井煤礦單軌吊“工匠大師”郝明警高興地說：“以前開單軌吊的時(shí)候，我們要三班倒，井下作業(yè)粉塵很大，特別是夏天悶熱得很，每天都是一身汗一身泥?，F(xiàn)在不用下井，在地面遠(yuǎn)程遙控就行了，人休車不休，效率還提高了。”

　　單軌吊機(jī)車在實(shí)現(xiàn)無人駕駛后，每車每天能減少6人下井，如果淮北礦業(yè)全部300多臺(tái)單軌吊機(jī)車均實(shí)現(xiàn)無人駕駛，一年減少的下井人次可高達(dá)數(shù)十萬。

　　在顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益下，單軌吊機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)很快獲得了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的認(rèn)可。2024年4月，沙爾夫再次攜手工大高科，在淮南張集煤礦實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車無人駕駛。

　　淮南張集煤礦項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)是封閉的通信網(wǎng)絡(luò)，脫機(jī)運(yùn)行。為了解決沙爾夫機(jī)車車載通信模塊脫網(wǎng)情況下開機(jī)需要NTP授時(shí)，且不影響控車的問題，工大高科的專家們嘗試了不少方法，經(jīng)過反復(fù)論證、測(cè)試，中方專家通過對(duì)車載通信控制器軟件進(jìn)行功能改造，最終解決了這個(gè)難題。

　　豪格·魯爾斯感慨地說：“我們要合作就找運(yùn)輸領(lǐng)域最強(qiáng)的廠商，事實(shí)證明，我們這次又找對(duì)了。”

　　中德項(xiàng)目合作的案例經(jīng)過行業(yè)發(fā)酵，一些國(guó)內(nèi)外的單軌吊機(jī)車生產(chǎn)企業(yè)都慕名來合肥與工大高科進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目技術(shù)的交流。

　　實(shí)現(xiàn)單軌吊車無人化后，由單軌吊車、地軌機(jī)車、無軌膠輪車、放礦機(jī)、吊梁機(jī)等智能化運(yùn)輸裝備之間通過群體協(xié)同，在井下高速無線通信平臺(tái)的支持下，可實(shí)現(xiàn)礦井井下“裝-運(yùn)-卸”一體化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)礦井運(yùn)輸作業(yè)的數(shù)字化向智能化、無人化方式轉(zhuǎn)變。

　　人工智能與礦山產(chǎn)業(yè)復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景的融合，將引領(lǐng)我們向著更加美好、智慧、可持續(xù)的未來工業(yè)邁進(jìn)。