前些日子，東三省拉閘限電，長江三角洲許多工廠開始進(jìn)入“做二休五、做一休六”等進(jìn)程，限電、停產(chǎn)是許多省市年關(guān)將近進(jìn)行能耗雙控的主要舉措，電力供應(yīng)問題嚴(yán)峻。無論是因?yàn)榛痣姷娜剂稀禾磕茉吹亩倘保€是因?yàn)椤半p碳”與能耗雙控的強(qiáng)制約束，在現(xiàn)實(shí)層面都無不反映出能源危機(jī)情況愈發(fā)嚴(yán)峻，清潔能源、綠色能源、可持續(xù)發(fā)展是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要宗旨。

而在能源礦產(chǎn)方面，截至2018年底我國已探明有儲量的礦產(chǎn)173種，礦山十萬多處。煤炭探明儲量為17085億噸、鐵礦852億噸、銅礦11443億噸，鋅礦量18755億噸、水泥用石灰?guī)r1432億噸。

在礦區(qū)能源開采運(yùn)用中，礦車是這些資源轉(zhuǎn)運(yùn)中最為重要的工具之一。在自動駕駛技術(shù)如火如荼的發(fā)展中，落地應(yīng)用的深根也扎進(jìn)礦區(qū)中開花結(jié)果。我們知道自動駕駛?cè)菀自诜忾]的園區(qū)、礦區(qū)中落地，據(jù)悉，經(jīng)過最近幾年的發(fā)展，礦山自動駕駛的滲透率緩慢不足2‰。礦卡的規(guī)模化發(fā)展遇到了什么難題？礦卡在智能化之路有什么新的變化，礦山的無人化進(jìn)程徐徐開展，礦卡的市場趨勢目前是什么情況？這些問題都值得探索和討論，我們一起透視一下無人礦卡將怎樣駛向智慧礦山的深處。

無人礦卡落地緩慢

據(jù)辰韜資本數(shù)據(jù)，國內(nèi)礦山自動駕駛市場規(guī)模超千億。露天煤炭和鐵礦的土方剝離運(yùn)輸市場規(guī)模大概分別在450億/年、150億/年左右，每年新車銷售帶來的自動駕駛升級市場規(guī)模約為58億/年，僅這三項(xiàng)帶來的自動駕駛市場規(guī)模總額就達(dá)到了658億/年。如果再加上其他礦產(chǎn)市場規(guī)模總額超千億。

雖然礦產(chǎn)可預(yù)測的市場規(guī)模比較大，但是礦區(qū)是自動駕駛落地應(yīng)用的一個比較特殊的場景，礦區(qū)封閉路況簡單，但其多風(fēng)、嚴(yán)寒、危險，惡劣的環(huán)境，也給自動駕駛技術(shù)的落地帶來了考驗(yàn)。一般而言，礦區(qū)的作業(yè)流程涵蓋勘探、采掘、運(yùn)輸、裝卸等。從如今行業(yè)玩家的發(fā)展業(yè)務(wù)來看，“運(yùn)輸”環(huán)節(jié)多為礦區(qū)自動駕駛企業(yè)的發(fā)展著力點(diǎn)。國內(nèi)的自動駕駛企業(yè)中，主要有百度、慧拓智能、躍薪時代、易控智駕、希迪智駕等玩家。

百度 Apollo與華能伊敏煤電公司在2020年開始聯(lián)合打造無人化礦用卡車、自動駕駛智能調(diào)度平臺等。目前，兩家公司已經(jīng)完成伊敏露天礦白天和夜間作業(yè)測試，無人礦卡已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主導(dǎo)航、自主卸載、主動避障等功能，可在多岔路口、復(fù)雜路況進(jìn)行無人駕駛。煤礦運(yùn)輸作業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“采—運(yùn)—排”的自動化流程，可實(shí)現(xiàn)24小時三班倒連續(xù)作業(yè)，并保證在全工況條件下自動作業(yè)效率達(dá)到人工水準(zhǔn)。

躍薪時代是一家聚焦無人礦卡生產(chǎn)與技術(shù)的公司，目前在洛陽的洛鉬采區(qū)內(nèi)已經(jīng)落地130臺純電動無人礦卡。易控智駕定位礦山無人駕駛，在2020年開始在西北某大型露天煤礦試運(yùn)營，其主要的方向是做礦區(qū)中的寬體車為主，目前已經(jīng)投入十二輛車開始運(yùn)輸。而慧拓智能與航天重工、神寶能源聯(lián)合在內(nèi)蒙古極寒礦區(qū)（最低零下50℃）實(shí)現(xiàn)無人礦卡24小時不間斷作業(yè)，在今年6月正式進(jìn)入工業(yè)化運(yùn)行。

這些相對來說跑在前面的行業(yè)內(nèi)無人礦卡公司也是礦卡市場目前的縮影。現(xiàn)下礦卡的市場處于早期的發(fā)展階段，技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)開始與礦區(qū)展開合作試運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)落地商業(yè)化的企業(yè)較少，因?yàn)榈V區(qū)特殊的地理?xiàng)l件和環(huán)境等，對于很多企業(yè)說，是個比較難進(jìn)入有門檻的行業(yè)，測試運(yùn)行等不像乘用車那樣容易方便測試，礦區(qū)不是隨隨便便就可以進(jìn)入測試的行業(yè)，礦區(qū)的準(zhǔn)入門檻難拓展對于一些剛起步的小企業(yè)來說較為困難。

礦山的無人化運(yùn)輸進(jìn)程整體來說還是發(fā)展較為緩慢，主要的模式除了寬體車、礦卡之類的自主運(yùn)輸外，也有一人掌控多輛車的遠(yuǎn)程操控模式，而這也是露天礦場無人化運(yùn)輸?shù)牡湫蛨鼍啊?/p>

在礦區(qū)作業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)情境下，礦卡、挖掘機(jī)、推土機(jī)等多種機(jī)械工程車輛在規(guī)劃好的路徑實(shí)現(xiàn)自動駕駛模式下的協(xié)同作業(yè)。而一旦發(fā)生故障或者危險預(yù)警，在控制中心的遠(yuǎn)程司機(jī)就會接管車輛，通過控制中心的操控將車輛移至安全區(qū)域，而這樣的調(diào)度模式也是現(xiàn)下礦場中的主要方式。

在一些道路固定的場景中礦區(qū)會選擇運(yùn)用無人礦卡來運(yùn)輸資源，而在一些復(fù)雜的山路上就得需要使用有人礦卡，無人礦卡與有人礦卡的協(xié)作也是現(xiàn)階段礦區(qū)主要應(yīng)用的方案，在集群調(diào)度系統(tǒng)的統(tǒng)籌下，有人礦車與無人礦車可進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，共同提升礦山的生產(chǎn)效率。

礦區(qū)選擇協(xié)同作業(yè)也意味著無人礦車的單方運(yùn)用在實(shí)際落地過程中面臨困境，無法滿足實(shí)際的工程需求，其規(guī)模化的商業(yè)落地面臨不少的挑戰(zhàn)。

規(guī)模化發(fā)展任重道遠(yuǎn)

礦卡的規(guī)模化商用，目前主要存在三個難題：

1.技術(shù)的通用性和可靠、安全性存在問題。一是在不同的礦區(qū)礦卡會因?yàn)橐恍┨赜械那樾纬霈F(xiàn)故障，比如金屬礦石的電磁特性會影響毫米波雷達(dá)的使用性能，高寒礦山地區(qū)的溫度會影響電氣電子的穩(wěn)定性。二是礦區(qū)的環(huán)境復(fù)雜惡劣，粉塵飛石等對于無人礦卡的感知層方面威脅極大，落石多的礦區(qū)砸到感知設(shè)備的概率極大影響其安全性。

2.改造的成本較高。對于礦區(qū)來說，改造無人駕駛礦卡的成本在數(shù)十萬和百萬之間，規(guī)模改造的話成本高昂，我們國家的礦區(qū)整體呈現(xiàn)分散的狀態(tài)，小礦區(qū)的規(guī)模數(shù)量較多，成本投入較高的話，對于一些小礦區(qū)來說礦卡無人化改造不會被作為備選項(xiàng)。

3.行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和法律問題需要明確。礦區(qū)是對安全問題高度關(guān)注的領(lǐng)域，自動駕駛技術(shù)在工業(yè)工程車類的落地應(yīng)用中，行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和法律規(guī)范等還未有成熟的規(guī)范系統(tǒng)，一旦發(fā)生事故后的權(quán)責(zé)問題難以明晰，行業(yè)內(nèi)需要快速推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的自動駕駛行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。

礦卡的無人駕駛技術(shù)成熟度不僅限制礦卡的安全性，也限制其打開進(jìn)入礦區(qū)的市場能力，能否提升到較高水平，從而拓展到地形情況差異較大礦山，形成較高的可復(fù)制性是礦卡企業(yè)需要共同努力的方向。規(guī)模化的落地意味著商業(yè)模式的成熟，基礎(chǔ)的通用性、安全性、成本等問題亟需解決才有可能全面落地。

目前，礦場的運(yùn)輸方案選擇的是無人礦卡和有人駕駛的礦卡共同作業(yè)，短時間內(nèi)也將保持這個選擇，在這些挑戰(zhàn)與困境無法解決之前，利益最大化的選擇是兩者的協(xié)同作業(yè)，這是礦山目前智能化逐步推進(jìn)的重要支撐和趨勢。

在礦區(qū)，運(yùn)輸是為剝采環(huán)節(jié)服務(wù)的，因此，運(yùn)輸只有跟剝采無縫銜接才是有意義的。而這意味著，無人駕駛公司需攻克無人駕駛技術(shù)，也要懂不同礦區(qū)內(nèi)各種工程機(jī)械設(shè)備之間的聯(lián)通交互，而這些技術(shù)得以正常運(yùn)行的基礎(chǔ)就是5G網(wǎng)絡(luò)的搭建。

礦卡駛向5G+電動化方向

在礦區(qū)，4G和各類短距無線通信技術(shù)已經(jīng)得到廣泛地運(yùn)用，隨著5G通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，礦山的智慧化進(jìn)程中5G網(wǎng)絡(luò)的身影不斷在各大礦區(qū)中出現(xiàn)。礦卡與其他工程車輛的協(xié)同以及司機(jī)遠(yuǎn)程操控礦卡等常見的場景中，都需要無時延、大帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)。無論是對于礦區(qū)人與人、人與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備等之間的聯(lián)通交互等，都給予了便捷性和質(zhì)的提升。無人礦卡在AI與5G網(wǎng)絡(luò)的加持下，經(jīng)過行業(yè)內(nèi)的測算，相比有人礦卡，平均每臺無人礦卡一年可以增加700小時的運(yùn)營時間，生產(chǎn)效率提高30%。

除了AI與5G外的智能變化，礦卡也向著電動化的方向發(fā)展。關(guān)注新能源車輛的讀者都了解，“全面新能源倒計(jì)時”已經(jīng)啟動。乘用車的電動化進(jìn)程加快有目共睹，奧迪宣布2026年停售燃油車；大眾隨后也表示計(jì)劃在2035年之前停止在歐洲銷售燃油車。除了汽車廠商紛紛宣言，也有許多國家開始考慮禁售傳統(tǒng)燃油車，并且公布了明確的時間表，荷蘭、德國、印度等計(jì)劃在2030年，英國、法國計(jì)劃在2040年停售燃油車；而中國臺灣和海南分別表示在2040年和2030 年停售燃油車。汽車徹底走向電動化，燃油車逐漸進(jìn)入到被淘汰的局面，而在工業(yè)領(lǐng)域中的工程設(shè)備機(jī)械車中這樣的趨勢也開始展現(xiàn)。

當(dāng)前，智慧礦山、綠色礦山是國家產(chǎn)業(yè)政策主要推動的戰(zhàn)略方向，而礦卡目前大多以燃油車為主，在禁售燃油汽車進(jìn)入倒計(jì)時的背景下，燃油工程機(jī)械車被電動化替代是確定的趨勢。無論是從成本（在礦用卡車整個生命周期，燃油成本占比通常在40%以上）還是能源的綠色運(yùn)用等角度來看，無人礦卡的電動化將會是廠商主要發(fā)力的方向。降低燃料的成本是礦卡商和礦場運(yùn)營者共同的訴求，燃料的解決方案，將跟礦車智能化電動化趨勢高度關(guān)聯(lián)。

無論是電池廠商還是自動駕駛廠商的落地與發(fā)展動向，我們都可以發(fā)現(xiàn)這個趨勢。寧德時代在2020年目光開始向礦區(qū)中轉(zhuǎn)移，在6月投資三千萬給礦區(qū)無人駕駛公司躍薪智能，并與躍薪智能成立合資公司躍薪時代新能源科技，專注電動化無人礦卡和無人礦山技術(shù)研發(fā)。12月與宏大爆破工程集團(tuán)等合資成立了宏大時代，定位于礦山領(lǐng)域的電動化解決方案提供商，服務(wù)礦山領(lǐng)域客戶的重卡、工程機(jī)械、儲能等業(yè)務(wù)的電動化項(xiàng)目，并且宏大時代已經(jīng)有了礦用電動寬體車的樣車。

無人駕駛公司希迪智駕在今年四月發(fā)布了純電無人礦卡，并且表示自家的純電無人礦卡也即將在國內(nèi)的多個礦山中開始落地，寧德時代作為其動力電池供應(yīng)商提供動力支持。而躍薪時代于2020年6月在焦煤集團(tuán)中下線投入50臺純電動無人礦卡。電動化的落地使用已經(jīng)徐徐展開，不過對于一些負(fù)載重向上爬坡的情景，電動無人礦卡并不具備優(yōu)勢。

電動化的使用場景通常是在一些礦山內(nèi)下坡使用，下坡所需的動力需求較少，并且下坡可以使用電機(jī)回收能量用來制動，在這個過程中，既可以發(fā)電也可以緩速制動，只要坡度合適滿載下坡發(fā)電量甚至可以滿足車輛空載上坡，這樣的節(jié)能方式礦企當(dāng)然期待歡迎。據(jù)研究機(jī)構(gòu)測算，借助電動化及智能化，可實(shí)現(xiàn)礦區(qū)設(shè)備的合理高效調(diào)度，無人綠色智能礦山解決方案的全面應(yīng)用將提升礦山生產(chǎn)效率約30%。

在招工難的缺人大勢和“安全與效率”需求增長的情境下，礦企總的來說還是非常有意愿擁抱智能改造技術(shù)。以自動駕駛技術(shù)應(yīng)用來說，技術(shù)落地可行，行駛路線固定、行駛限速嚴(yán)控等場景特征，使得礦山里的自動駕駛更容易實(shí)現(xiàn)，無人礦卡也可以解決用工難的缺口問題，為仍在一線工作的工人創(chuàng)造更安全的作業(yè)環(huán)境，礦卡司機(jī)不用在落石多和容易坍塌的礦區(qū)內(nèi)提心吊膽。

搭乘5G，工業(yè)機(jī)械設(shè)備工程車和礦卡的互聯(lián)協(xié)同與控制有了智能飛躍，礦山里的自動駕駛在礦區(qū)數(shù)字化的進(jìn)程中向陽而疾馳，安全與生產(chǎn)力的提升給礦區(qū)的整體效益帶來變革，也為我們創(chuàng)造出越來越多的社會價值。

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