路凱智行：智慧礦山，不止無人駕駛

第一電動大牛作者智車星球 2023-06-05 09:29

路凱智行并不是謝意的第一次創(chuàng)業(yè)。

在進入礦山無人駕駛賽道前，謝意的身份是巖石科技董事長。

這家公司成立于2011年，屬于地信行業(yè)范疇，以傳統(tǒng)測繪儀器起家，逐步將產(chǎn)品擴展到安全監(jiān)測、精密控制等版塊，業(yè)務(wù)也隨之輻射到了精密機械控制。

從最初的農(nóng)業(yè)無人駕駛導(dǎo)航到裝甲車的自動駕駛系統(tǒng)、港口碼頭AGV運載車等，巖石科技的業(yè)務(wù)是多樣化的，過程中應(yīng)用了測繪、機械結(jié)構(gòu)學(xué)的一些融合算法，還開發(fā)了光陀螺等室內(nèi)傳感器應(yīng)用于邊坡開采行業(yè)。

因此，對于自動駕駛，尤其是場景中自動駕駛的落地，謝意有著來自第一線的感受：

“你會發(fā)現(xiàn)無人駕駛對落地場景有比較嚴(yán)格的要求，需要深入一線了解以后才會有更深刻的認(rèn)識?！?/span>

考慮著轉(zhuǎn)型的謝意，開始關(guān)注到了礦山，2020年4月17日，謝意從北京驅(qū)車前往徐州，與中國礦大的周偉教授在云龍湖畔聊起了各自對礦山無人駕駛的看法。也正是這次暢談，堅定了他全身心投入到礦山無人駕駛這項事業(yè)的決心。

5月19日，路凱智行成立。

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懂礦、懂車、懂算法

除了這次暢談，謝意選擇礦山這條賽道的原因還有不少。

往大了說，政策已經(jīng)給出了明確的方向，同時，國外的礦山無人駕駛也已經(jīng)過多年實踐，無論從需求還是使用結(jié)果上看，無人駕駛技術(shù)在礦山的落地應(yīng)用效果已經(jīng)得到證實。

而具體到國內(nèi)的礦山行業(yè)，雖然從2012年就提出要建設(shè)智慧礦山，也進行了一段時間的數(shù)字化、智能化改革，但依然不成熟，運營層面仍有大幅提升空間。

“所以我們雖然看似入局晚，但依然有機會?！敝x意說道，“另外，2020年之前，經(jīng)過線控化改造的礦用車輛并不多，沒有線控化能力，無人駕駛的效果會大打折扣，成為制約行業(yè)發(fā)展的一個很重要的點?！?/span>

因此，在團隊組建時，懂車，成了懂算法之外必須的組成部分。目前，這部分由CQO劉志勇負(fù)責(zé)。

“他在整車電子電器架構(gòu)及無人駕駛開發(fā)和工程落地方面有20余年經(jīng)驗，所以路凱智行是帶著線控化改造能力出來的，這是我們的一個特點?！?謝意提到。

而從供應(yīng)商角度考慮，在2020年這個節(jié)點，國內(nèi)包括礦用工程機械車輛在內(nèi)的商用車，線控化技術(shù)已經(jīng)相對成熟。

規(guī)避掉一些不必要的沉沒成本，成了路凱智行看似晚入局的后發(fā)優(yōu)勢。

△路凱智行創(chuàng)始人兼CEO謝意

“除此懂車和懂算法，更為重要的，是需要懂礦。”

這也是當(dāng)初謝意調(diào)研完礦山后的明確想法，“你必須特別關(guān)注怎樣從礦山需求的層面去加入無人駕駛技術(shù)，如果只是單純把無人駕駛技術(shù)引入礦業(yè)，肯定會失敗。”

為此，謝意想到了蔣先堯。

二人相識于領(lǐng)英，蔣先堯曾在海外從事了8年自動駕駛與智慧礦山生產(chǎn)管理工作，并走訪歐洲、澳洲和美洲的三十多個智能化和無人化礦山，曾主導(dǎo)參與一家海外中資礦山的智能化建設(shè)，實現(xiàn)了第一家中資智能化礦山和自動駕駛系統(tǒng)的落地?？梢哉f擁有豐富的一線礦山生產(chǎn)管理經(jīng)驗、智慧礦山自動駕駛系統(tǒng)落地經(jīng)驗。

起初謝意只是抱著請教的目的，但隨著交流的愈發(fā)投機，最終，蔣先堯也被拉入伙，成為了路凱智行的COO。

就這樣，一個懂礦、懂車、懂算法的復(fù)合型團隊就集結(jié)完畢。

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細(xì)節(jié)，還是細(xì)節(jié)

一直在礦山一線工作的蔣先堯，對于國內(nèi)行業(yè)近年來的變與變化可以說深有體會。

不變的，依然是需求方對安全、成本和效率的追求，但過程中，大家的心態(tài)卻在發(fā)生變化。

△路凱智行COO蔣先堯

“國內(nèi)做礦山自動駕駛比國外晚大概10年，前幾年大家覺得對自動駕駛技術(shù)還是抱有很大希望的，覺得引入后就能解決問題，對技術(shù)的接納程度相對高。但最近幾年大家看到技術(shù)比預(yù)期落地速度慢，所以會有一些質(zhì)疑，心態(tài)上也回到了原來的需求，就是我不管你技術(shù)如何高大上，技術(shù)必須解決生產(chǎn)的實際問題。”

實現(xiàn)技術(shù)工程化落地，真正用于生產(chǎn)，是路凱智行面臨的挑戰(zhàn)，也是整個無人駕駛礦山行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。

“礦山不是單車，是幾十到幾百輛車，再加上輔助設(shè)備，這是一個綜合協(xié)調(diào)的場景。單車能穩(wěn)定跑只是基礎(chǔ)，所以除了無人駕駛技術(shù)，在業(yè)務(wù)層面我們也做了很多工作，包括生產(chǎn)管理控制、調(diào)度管理等?！?蔣先堯介紹道。

這些看似一句話甚至一個詞就說完的事，里面卻包含著無數(shù)細(xì)節(jié)。

以最基本的生產(chǎn)計劃為例，會涉及到技術(shù)部門和生產(chǎn)部門。前者給出一個月（根據(jù)礦山情況不同時間周期會有不同）的生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)部門則將這個數(shù)字分到每一天的計劃上，再細(xì)化到具體哪個人、哪臺寬體車、哪臺挖機產(chǎn)出多少噸。

在計劃執(zhí)行過程中，還會根據(jù)生產(chǎn)資料變化、區(qū)域內(nèi)車輛情況的變化進行動態(tài)調(diào)整。

除此之外，自動駕駛的相關(guān)環(huán)節(jié)也需要嵌入其中。

比如地圖。

對于要投入無人駕駛運營的礦山，地圖的更新頻率會比公開道路高很多，路凱自建了一套地圖體系，將地圖分成四個層級進行后期的更新維護。

△路凱智行地圖體系

底層是主干道，由于變化比較慢，更新的頻率以“月”為單位。其次是通往主干道和進入采場、排土場的輔助道路，變化頻率是在幾周范圍內(nèi)。

第三層則是采場和排土場，由于有挖機不斷的挖掘、運輸以及排土，變化的頻率就會更快，直接跳躍到了分鐘級。

不過并不意味著每分鐘都需要關(guān)注這兩處的變化。

“采場部分其實不需要做太多的事，因為車的行駛路徑規(guī)劃是根據(jù)挖機的位置來確定的。排土場的變化則需要重新考慮，比如在倒了幾車后，需要清理，就要把坐標(biāo)信息更新到地圖上，再去的車就需要調(diào)整?？课恢?。” 蔣先堯解釋道。

最上一層是一個實時性的地圖，主要是車輛本身的位置信息，涉及車輛安全。

一旦進入礦方后，路凱不僅提供無人駕駛技術(shù)和解決方案，還深度參與到礦山調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計以及后續(xù)的生產(chǎn)管理中。否則，一旦基礎(chǔ)不牢，無人駕駛在礦山步履維艱。

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系統(tǒng)的力量

但上面聊的細(xì)節(jié)，其實只是路凱智行在搭建整套無人駕駛解決方案中，所要考慮的冰山一角。

將無人駕駛整體嵌入方案中，毫無疑問是個系統(tǒng)性工程。

△路凱智行礦山無人駕駛解決方案

對于蔣先堯，這并不陌生，有著豐富海外智慧礦山工作經(jīng)驗的他早已經(jīng)接觸過這套系統(tǒng)性概念。

2018年，GMG（Global Mining Guidelines Group）在其發(fā)布的《GUIDELINE FOR THE IMPLEMENTATION OF AUTONOMOUS SYSTEMS IN MINING》中，參照SAE國際（2018）自動駕駛分級標(biāo)準(zhǔn)以及ISO 17757:2017將礦山自動化進行了如下圖所示的分級：

△GMG礦山自動駕駛分級

同時提出，礦方在選擇無人化方案時，可以根據(jù)風(fēng)險容忍度、無人駕駛系統(tǒng)成熟度、成本壓力、進度壓力以及業(yè)務(wù)支持程度等來進行科學(xué)判斷。

這些級別的劃分旨在為礦業(yè)公司提供一個逐步實施智慧礦山技術(shù)的路線圖，以確保安全性、可靠性和可持續(xù)性。不同級別的智慧礦山有不同的技術(shù)要求、風(fēng)險管理和培訓(xùn)需求，需要根據(jù)實際情況進行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃和實施。

GMG的這份指南為礦山無人化提供了一個緩解風(fēng)險和管理變化框架，能幫助OEMs、OTMs、解決方案提供商等利益相關(guān)者，在實現(xiàn)智慧礦山的過程中進行有效的決策和管理，從而推動礦業(yè)行業(yè)的智能化及可持續(xù)發(fā)展。

目前新的礦山無人駕駛安全導(dǎo)則也在修訂中，作為GMG在國內(nèi)的唯一參與單位，蔣先堯提到:

“在參與國外相關(guān)導(dǎo)則修訂的過程中,能跟國外同行共同探討無人駕駛工程的落地實踐,也可以借鑒國外成熟的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗,這將有助于我們在國內(nèi)推進礦山無人駕駛的標(biāo)準(zhǔn)化工作?！?/span>

△影響礦山自動化方案選擇的因素，來源：GMG

交流過程中，蔣先堯還提到了AOZ（Autonomous Operating Zone，自動作業(yè)區(qū)）這一概念。AOZ同樣來自于ISO 17757: 2017，是礦山自動化機器及設(shè)備被授權(quán)以自動化模式運營的指定區(qū)域，有點類似于我們經(jīng)常說的ODD。

在該指定區(qū)域中，一切都必須是確定的、可控的，對車輛、人員、系統(tǒng)都有嚴(yán)格的要求。例如進入AOZ的人員和設(shè)備必須是AHS（Autonomous Haulage System ）系統(tǒng)可辨識的，確保一切都保持在安全狀態(tài)。

而在運輸活動中，要求所有在AOZ內(nèi)運行的車輛都要受到監(jiān)管，監(jiān)管內(nèi)容主要包括車輛位置、車輛速度、被監(jiān)控車輛與自動駕駛卡車之間的最小距離、最大分離距離、目的地等等。

這些信息是通過為車輛配備GPS、網(wǎng)絡(luò)功能和緊急停車裝置提供，對于整個系統(tǒng)的可靠性有非常高的要求，以達到建立一個安全且高效的操作環(huán)境的目的，能在按下按鈕時或位置信號丟失時，中斷自動駕駛卡車的移動，避免碰撞。

“所以國外的礦山無人化改造中，基本是沒有‘安全員’這個概念的?！?/span>蔣先堯說道。

目前來看，國內(nèi)礦山無人化、智能化發(fā)展缺少一套這樣系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)與指導(dǎo)，這還需要整個行業(yè)的共同推動。

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不止無人駕駛

在和路凱近兩個小時的交流中，關(guān)于自動駕駛技術(shù)本身，聊得并不多，更多是關(guān)于礦山無人化和智能化改造的細(xì)節(jié)、整個系統(tǒng)的搭建、如何提升整體效率等。

無人駕駛技術(shù)只是整個系統(tǒng)中的一環(huán)，重要，但不是唯一，帶來的也不是單車效率的提升，而是整體效率的優(yōu)化。