作为曾经在科普作品里出现的技术，无人驾驶曾是“黑科技”。如今，平庄煤业元露天矿研发出“露天煤矿智能采运装备安全高效协同作业关键技术研究与应用”（以下简称“智能采剥”），成功将这一技术得以运用。

智能采剥的奥妙

智能采剥是指利用5G网络进行电铲远程控制与无人矿卡之间协同作业，取代传统现场人工操作来完成露天煤矿煤炭生产环节的挖掘、装载、运输等工作，能有效‌减少人力需求，‌提升运输作业智能化水平。

那么，远控电铲和无人矿卡是怎样进行协同作业的？

电铲远控操作主要依赖网络传输，电铲铲斗和无人矿卡上都有一套协同辅助系统，这两个系统相互对应。当在操作台上设置装载点时，无人矿卡就会接收到指令，根据电铲斗上的协同辅助系统自动停到铲斗正下方进行装载作业。同时，通过在电铲上加装卫星定位系统、倾角传感器、位移传感器，用来感知电铲工作状态等提升方案，实现铲斗精准定位、铲臂路径自动规划、车铲自动对位等功能。

如何实现“双向奔赴”

智能采剥为企业带来的便利是显而易见的，其主要具备“四防一忆”体系，既防倾翻、防断网、防碰撞、防误入和记忆装车等功能。

防倾翻——基于陀螺仪角度实时监测技术

通过利用陀螺仪倾角传感器获取电铲在地理位置坐标系中的绝对位置，角度监测器实时监测电铲回转平台与地面的角度，及时提示驾驶员当前电铲实际状态，并在发生危险时自动警告。

防断网——基于信号到达时间差的网络延迟判别技术

通过多个网络节点接收信号的时间差判断信号传输路径和传输时间，通过比较不同节点接收的信号信息计算信号到达各个节点的时间差。利用网络信号时间差测量、异常判断以及制动操作等技术，当视频网络延迟超过150毫秒或信令网络延时超过250毫秒以上，可自动触发制动器紧急制动机制，设备停止作业，确保设备安全。

防碰撞——电铲作业空间障碍物识别和预警技术

通过电铲尾部安装雷达探测装置，利用毫米波雷达实时测量和扫描周围环境距离及障碍物位置，基于AI识别技术对获取的信息进行分析和处理进行预警。

防误入——基于计算机视觉和毫米波雷达的防误入技术

利用毫米波雷达，结合AI算法，以每秒超过10次(侦测频率<100毫秒)实时捕捉周边行人及设备，并以色框标注及文字形式提醒远程操作人员，降低远控操作潜在安全隐患。

记忆装车——基于北斗和概率路线图相结合的电铲自动控制技术

通过在设备活动关节加装惯导传感器，获得作业臂相对位置信息，实现设备精准控制，记录下当前铲斗、大臂、回转平台的角度值。运动到任意其他位置后，可以使用“复位”键，实现“一键复位”功能，进一步提高工作效率。

智能采剥对比传统采剥方法有哪些优势？

如今，智能采剥作业‌只需在调度中心安排3人，‌便能完成指挥5台无人驾驶矿卡的全部操作。实现对坑下自卸卡车操作司机减员12人，‌在人力效率上实现质的飞跃。‌智能采剥的优势远不止于此。‌通过对算法进行深度优化，‌无人矿卡与远控电铲的配合操作效率已经可以达到全部有人操作的71%，‌而与有人电铲配合时，‌其操作效率逼近90%，‌这无疑彰显了智能采剥在提升生产效率方面的巨大潜力。‌

更为重要的是，‌智能采剥作业项目的实施，为企业作业人员的安全提供了坚实保障。‌在采剥工作面实现无人作业场景下，‌安全生产事故发生率降为零。（赵鹏飞）