“智能移山”四要素!為什么還需要四個(gè)要素？

在寓言《愚公移山》中，愚公堅(jiān)持不懈的精神值得敬佩，但是當(dāng)智能時(shí)代來(lái)臨，不依靠人力，如何安全、可靠、高效的移走一座山？慧拓智能無(wú)人礦山解決方案或許可以給我們一個(gè)答案。

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期思想家列子創(chuàng)作過(guò)一則寓言《愚公移山》，文章敘述了愚公不畏艱難，堅(jiān)持不懈，挖山不止，最終感動(dòng)天帝而將山挪走的故事，用以告訴我們：要克服困難就必須堅(jiān)持不懈的道理。而這畢竟是一則寓言，現(xiàn)實(shí)中并不存在天帝，如果真想移走一座山，無(wú)論是勞動(dòng)工具單一的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期還是機(jī)械化發(fā)達(dá)的當(dāng)下，都要耗費(fèi)巨大的人力物力，2500多年過(guò)去了，翻越這座山仍需要依賴“無(wú)窮匱的子子孫孫”。

然而近幾年，隨著人工智能和無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展，人們可以借助無(wú)人化與智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化挖掘、無(wú)人駕駛集群運(yùn)輸、自主管理，讓“移山”不再是困擾幾代人的大工程。

“智能移山”四要素

古人移山的目的是讓出行更加便利，而今天，我們“移”得更多的是礦山，據(jù)統(tǒng)計(jì)截止2017年底，全國(guó)煤礦7662座，總產(chǎn)能53.08億噸，一年恐怕要移走好幾十座“太行”、“王屋”。

利用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主挖礦，看起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，“裝起來(lái)運(yùn)出去”（即自動(dòng)裝卸加自動(dòng)運(yùn)輸），不過(guò)想要實(shí)現(xiàn)完備、安全、高效的無(wú)人礦山，需要具備四個(gè)要素：無(wú)人礦卡、智能作業(yè)、智能調(diào)度中心和應(yīng)急接管。

為什么還需要四個(gè)要素？

因?yàn)橐慌_(tái)無(wú)人車自動(dòng)駕駛跑起來(lái)很簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單一定位規(guī)劃一條路線往復(fù)跑就可以了，但是當(dāng)十幾臺(tái)無(wú)人礦卡同時(shí)工作，如果沒(méi)有一個(gè)智能調(diào)度中心，在路口相遇，這些智能體會(huì)相互博弈起來(lái)，而且一旦某個(gè)車慣導(dǎo)或者GPS出錯(cuò)，沒(méi)有應(yīng)急接管，就會(huì)變成無(wú)頭蒼蠅一樣亂撞。

所以需要具備這四要素，才能真正實(shí)現(xiàn)完備、安全的無(wú)人礦山。缺少任何單一要素，都可能帶來(lái)極大的潛在風(fēng)險(xiǎn)和弊端。

無(wú)人礦山四要素

這四個(gè)要素里，無(wú)人礦卡當(dāng)然是無(wú)人礦山的核心元素，負(fù)責(zé)裝載、運(yùn)輸、卸載等一系列重復(fù)性操作，它主要通過(guò)激光雷達(dá)等自主式傳感器和LTE-V/4G/5G等網(wǎng)聯(lián)式傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山復(fù)雜、惡劣環(huán)境的實(shí)時(shí)感知并進(jìn)行軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制。

雖然在現(xiàn)實(shí)中挖礦沒(méi)有感動(dòng)到“天帝”和“操蛇之神”，但是無(wú)人車確實(shí)也要接收“天上”的信號(hào)。每輛無(wú)人礦卡由智能調(diào)度中心控制，監(jiān)管車輛并為每輛車指定運(yùn)輸路線，車輛通過(guò)接收無(wú)線指令以合適的速度按照目標(biāo)路線運(yùn)行，完成裝載、運(yùn)輸、卸載的循環(huán)運(yùn)作流程。

同時(shí)還設(shè)有應(yīng)急接管，當(dāng)無(wú)人礦卡或其他無(wú)人工程機(jī)這里面，械遇到自身無(wú)法處理的情況就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，保證無(wú)人礦山100%的安全。

每個(gè)環(huán)節(jié)都配合緊密，最大程度上節(jié)約了運(yùn)輸時(shí)間，可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛狀況。控制中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信，把無(wú)人礦卡、挖掘機(jī)及整個(gè)生產(chǎn)線串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)高效精密化作業(yè)。

慧拓智能的無(wú)人礦山方案

平行駕駛：數(shù)字四胞胎保障礦山安全運(yùn)營(yíng)

小說(shuō)中，孫悟空跟黃風(fēng)怪大戰(zhàn)三十回合，難分勝負(fù)，最終大圣把毫毛揪下一把，變出數(shù)個(gè)行者，天空中出現(xiàn)了無(wú)數(shù)個(gè)大圣的“同胞兄弟”，各執(zhí)一棒，最終戰(zhàn)勝了黃風(fēng)怪。

在平行礦山方案中，為提升駕駛安全和運(yùn)營(yíng)效率，構(gòu)造了自動(dòng)駕駛汽車的數(shù)字四胞胎，物理車、描述車、預(yù)測(cè)車和引導(dǎo)車，集成為“自動(dòng)駕駛數(shù)字四胞胎系統(tǒng)”，也被成為平行駕駛系統(tǒng)，通過(guò)形式化描述自動(dòng)駕駛車輛的行為和交通環(huán)境的特征以構(gòu)建“信息-物理-社會(huì)”的交互駕駛環(huán)境（描述車），然后在該環(huán)境中進(jìn)行計(jì)算實(shí)驗(yàn)以對(duì)復(fù)雜行車場(chǎng)景和工況（含邊緣場(chǎng)景/工況）進(jìn)行試錯(cuò)、優(yōu)化和預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)車），最終通過(guò)信息-物理車輛之間的實(shí)時(shí)交互以引導(dǎo)物理車輛安全高效地駕駛（引導(dǎo)車）。

與傳統(tǒng)的單車自動(dòng)駕駛和網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛相比，平行駕駛的先進(jìn)性和獨(dú)特性體現(xiàn)在，通過(guò)構(gòu)建和集成軟件定義的“描述車-預(yù)測(cè)車-引導(dǎo)車”系統(tǒng)，大幅度提升駕駛安全和運(yùn)營(yíng)效率，特別適用于礦山、物流等應(yīng)用場(chǎng)景。具備了天生的車輛規(guī)模紅利，隨著運(yùn)營(yíng)車輛的增加，運(yùn)營(yíng)成本也將大幅下降，具備了技術(shù)和成本兩方面的巨大優(yōu)勢(shì)。

平行駕駛的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

平行駕駛的成本優(yōu)勢(shì)

中國(guó)無(wú)人礦山的“愚公”

寓言里的愚公為了移山傾其一生，而現(xiàn)實(shí)中也有一群“愚公”，他們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)安全、高效的無(wú)人礦山，也在默默奮斗、揮灑熱血！

青島慧拓智能機(jī)器有限公司是國(guó)內(nèi)首家和唯一提供無(wú)人礦山及短倒運(yùn)輸完整的端到端自動(dòng)駕駛解決方案和產(chǎn)品的供應(yīng)商，公司提出的平行礦山及短倒運(yùn)輸完整的端到端自動(dòng)駕駛解決方案能夠在降低單車改裝成本的前提下實(shí)現(xiàn)集群化的運(yùn)營(yíng)管理，讓礦山運(yùn)輸更安全高效，在提高礦山機(jī)械挖掘與裝卸效率。

公司首席科學(xué)家王飛躍教授，曾在上世紀(jì)90年代與卡特彼勒合作，對(duì)動(dòng)態(tài)不可預(yù)測(cè)的巖石開挖環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)控制算法的設(shè)計(jì)，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯和有限狀態(tài)機(jī)來(lái)模擬人類挖掘策略，通過(guò)設(shè)計(jì)在線鏟斗挖掘軌跡，完成了全世界第一輛全自動(dòng)裝載、挖掘和運(yùn)輸?shù)臒o(wú)人自主駕駛大卡車，使得其挖滿率從原本的70%提升到90%，獲得了1996年的Caterpillar技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)，并與學(xué)生共同出版了世界上第一本礦山自動(dòng)車的研究專著。后與全球第第一大礦業(yè)集團(tuán)公司必和必拓BHP合作，將代理規(guī)則和學(xué)習(xí)控制用于當(dāng)?shù)卮闳。↖n SiteLeaching）的銅礦作業(yè)，并開發(fā)了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化軟硬件系統(tǒng)，使得銅礦淬取及礦井運(yùn)營(yíng)成本降低了70%，從而獲得了1999年的BHP杰出技術(shù)成就獎(jiǎng)。

CaterpillarAutoDig Project, 1990s

公司CEO陳龍連續(xù)多年參加被稱為“中國(guó)無(wú)人駕駛搖籃”的中國(guó)智能車未來(lái)挑戰(zhàn)賽，在創(chuàng)業(yè)之初就認(rèn)定，合適的應(yīng)用場(chǎng)景將是自動(dòng)駕駛下一步突破的關(guān)鍵。數(shù)年來(lái)，慧拓智能立足礦山場(chǎng)景，針對(duì)礦山機(jī)械智能化與無(wú)人化、短倒物流運(yùn)輸、緊急情況遠(yuǎn)程接管等構(gòu)建了完整的解決方案。COO王健博士多次深入到內(nèi)蒙、山西、寧夏等地的煤礦、石灰石礦、硅石礦等地，調(diào)研當(dāng)?shù)氐臒o(wú)人礦山運(yùn)營(yíng)需求，聽取礦山運(yùn)營(yíng)方、工程機(jī)械車輛廠家、駕駛司機(jī)等多方對(duì)慧拓智能的無(wú)人礦山解決方案和產(chǎn)品的反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品與方案的不斷優(yōu)化與升級(jí)。

王健博士礦區(qū)實(shí)地考察

他們，只是慧拓智能無(wú)人礦山團(tuán)隊(duì)的一個(gè)縮影，還有近百位工程師正奔波在礦區(qū)一線，借助和搭建平行駕駛技術(shù)，提高無(wú)人礦山的智能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性?；弁刂悄芄径嗄陙?lái)圍繞礦山環(huán)境，進(jìn)行針對(duì)性的環(huán)境建模、專用知識(shí)庫(kù)構(gòu)建、場(chǎng)景與功能測(cè)試，已形成無(wú)人礦卡、智能作業(yè)、智能調(diào)度中心、應(yīng)急接管四大產(chǎn)品系列，已與不同行業(yè)內(nèi)的多家龍頭企業(yè)簽訂了億元級(jí)量產(chǎn)合作協(xié)議，并與多家國(guó)有和民營(yíng)礦業(yè)集團(tuán)形成長(zhǎng)期、穩(wěn)定、深入的合作，致力于打造國(guó)內(nèi)安全、高效并領(lǐng)先的無(wú)人礦山機(jī)械工程無(wú)人化提供商與整體方案解決商！