路凱智行：智慧礦山，不止無人駕駛

路凱智行并不是謝意的第一次創(chuàng)業(yè)。

在進(jìn)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(kuò)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(jī)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(dòng)駕駛系統(tǒng)、港口碼頭AGV運(yùn)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(jī)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(duì)于自動(dòng)駕駛，尤其是場景中自動(dòng)駕駛的落地，謝意有著來自第一線的感受：

“你會(huì)發(fā)現(xiàn)無人駕駛對(duì)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(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)。”

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(duì)礦山無人駕駛的看法。也正是這次暢談，堅(jiān)定了他全身心投入到礦山無人駕駛這項(xiàng)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(shí)，國外的礦山無人駕駛也已經(jīng)過多年實(shí)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(shí)。

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(jìn)行了一段時(shí)間的數(shù)字化、智能化改革，但依然不成熟，運(yùn)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(jī)會(huì)。”謝意說道，“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(huì)大打折扣，成為制約行業(yè)發(fā)展的一個(gè)很重要的點(diǎn)。”

因此，在團(tuán)隊(duì)組建時(shí)，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(yàn)，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(gè)特點(diǎn)。” 謝意提到。

而從供應(yīng)商角度考慮，在2020年這個(gè)節(jié)點(diǎn)，國內(nèi)包括礦用工程機(jī)械車輛在內(nèi)的商用車，線控化技術(shù)已經(jīng)相對(duì)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(huì)失敗。”

為此，謝意想到了蔣先堯。

二人相識(shí)于領(lǐng)英，蔣先堯曾在海外從事了8年自動(dòng)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(gè)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(shí)現(xiàn)了第一家中資智能化礦山和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的落地。可以說擁有豐富的一線礦山生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)、智慧礦山自動(dòng)駕駛系統(tǒng)落地經(jīng)驗(yàn)。

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

就這樣，一個(gè)懂礦、懂車、懂算法的復(fù)合型團(tuán)隊(duì)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(duì)于國內(nèi)行業(yè)近年來的變與變化可以說深有體會(huì)。

不變的，依然是需求方對(duì)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(dòng)駕駛比國外晚大概10年，前幾年大家覺得對(duì)自動(dòng)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(duì)技術(shù)的接納程度相對(duì)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(huì)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(shí)際問題。”

實(shí)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(gè)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(gè)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(gè)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(jì)劃為例，會(huì)涉及到技術(shù)部門和生產(chǎn)部門。前者給出一個(gè)月（根據(jù)礦山情況不同時(shí)間周期會(huì)有不同）的生產(chǎn)計(jì)劃，生產(chǎn)部門則將這個(gè)數(shù)字分到每一天的計(jì)劃上，再細(xì)化到具體哪個(gè)人、哪臺(tái)寬體車、哪臺(tái)挖機(jī)產(chǎn)出多少噸。

在計(jì)劃執(zhí)行過程中，還會(huì)根據(jù)生產(chǎn)資料變化、區(qū)域內(nèi)車輛情況的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

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

比如地圖。

對(duì)于要投入無人駕駛運(yùn)營的礦山，地圖的更新頻率會(huì)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(gè)層級(jí)進(jìn)行后期的更新維護(hù)。

△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(jìn)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(jī)不斷的挖掘、運(yùn)輸以及排土，變化的頻率就會(huì)更快，直接跳躍到了分鐘級(jí)。

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(shí)不需要做太多的事，因?yàn)檐嚨男旭偮窂揭?guī)劃是根據(jù)挖機(jī)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)整停靠位置。” 蔣先堯解釋道。

最上一層是一個(gè)實(shí)時(shí)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(jìn)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(jì)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。

3

系統(tǒng)的力量

但上面聊的細(xì)節(jié)，其實(shí)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(gè)系統(tǒng)性工程。

△路凱智行礦山無人駕駛解決方案

對(duì)于蔣先堯，這并不陌生，有著豐富海外智慧礦山工作經(jīng)驗(yàn)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(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及ISO 17757:2017將礦山自動(dòng)化進(jìn)行了如下圖所示的分級(jí)：

△GMG礦山自動(dòng)駕駛分級(jí)

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

這些級(jí)別的劃分旨在為礦業(yè)公司提供一個(gè)逐步實(shí)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(jí)別的智慧礦山有不同的技術(shù)要求、風(fēng)險(xiǎn)管理和培訓(xùn)需求，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃和實(shí)施。

GMG的這份指南為礦山無人化提供了一個(gè)緩解風(fēng)險(xiǎn)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(shí)現(xiàn)智慧礦山的過程中進(jìn)行有效的決策和管理，從而推動(dòng)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(shí)踐,也可以借鑒國外成熟的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn),這將有助于我們?cè)趪鴥?nèi)推進(jìn)礦山無人駕駛的標(biāo)準(zhǔn)化工作。”

△影響礦山自動(dòng)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(dòng)作業(yè)區(qū)）這一概念。AOZ同樣來自于ISO 17757: 2017，是礦山自動(dòng)化機(jī)器及設(shè)備被授權(quán)以自動(dòng)化模式運(yùn)營的指定區(qū)域，有點(diǎn)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(duì)車輛、人員、系統(tǒng)都有嚴(yán)格的要求。例如進(jìn)入AOZ的人員和設(shè)備必須是AHS（Autonomous Haulage System ）系統(tǒng)可辨識(shí)的，確保一切都保持在安全狀態(tài)。

而在運(yùn)輸活動(dòng)中，要求所有在AOZ內(nèi)運(yùn)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(dòng)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(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的可靠性有非常高的要求，以達(dá)到建立一個(gè)安全且高效的操作環(huán)境的目的，能在按下按鈕時(shí)或位置信號(hào)丟失時(shí)，中斷自動(dòng)駕駛卡車的移動(dòng)，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(gè)概念的。”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(gè)行業(yè)的共同推動(dòng)。

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不止無人駕駛

在和路凱近兩個(gè)小時(shí)的交流中，關(guān)于自動(dòng)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(gè)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(gè)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。

△24小時(shí)地下礦山活動(dòng)，來源：Boliden

如上圖Boliden（一家礦業(yè)公司，總部和運(yùn)營在瑞典）所示，對(duì)礦上傳統(tǒng)作業(yè)，加入生產(chǎn)管控、加入自動(dòng)化機(jī)械三種模式進(jìn)行對(duì)比，在加入自動(dòng)化機(jī)械后，礦山24小時(shí)的低谷效率得到了有效彌補(bǔ)。

“所以我們圍繞著安全、效率、成本做產(chǎn)品，但解決方案不僅僅是自動(dòng)駕駛，我們是去解決效率問題，其中60%的效率提升來自于生產(chǎn)管控，后續(xù)我們還會(huì)加強(qiáng)做這件事。我們做的整套智慧礦山解決方案，不僅僅針對(duì)無人，有人的也可以用。” 蔣先堯說道。

顯然，路凱智行對(duì)自己的定位不僅僅是一家礦山無人駕駛公司。

目前，路凱已經(jīng)開始了快一年的無人駕駛運(yùn)營。除了作為標(biāo)桿證明可行性，自營礦山的可控程度相對(duì)較高，技術(shù)的迭代也會(huì)加速，同時(shí)能拿到一線的直接反饋，對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也會(huì)有很大幫助。

剛剛過完三周歲生日的路凱智行，正卯足勁朝礦山生產(chǎn)全流程的無人化、數(shù)字化、智能化終局加速邁進(jìn)。