近日，新華社專題報道了《工大高科與德國沙爾夫聯(lián)手打造無人駕駛單軌吊機車守護礦區(qū)安瀾》，該合作案例入選《中國智·惠生活》案例集，并在上海開幕的2024世界人工智能大會上發(fā)布。

　　讓我們跟隨媒體的鏡頭一起去看看!

　　新華絲路北京6月30日電(邵莉)700多米幽深的礦井下，無人駕駛單軌吊機車往復行駛，晝夜不息……如今這已經(jīng)成為安徽淮北礦業(yè)集團袁店一井智能煤礦的常態(tài)。在這里，中國的AI技術與德國的機車喜結良緣，成為礦區(qū)安瀾的守護者。

　　為響應聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標，近年來井下高危環(huán)境逐步實現(xiàn)無人化作業(yè)，提升礦工安全感、幸福感已經(jīng)成為中國眾多工礦企業(yè)、科技企業(yè)加大投入、努力攻關的目標。“AI+”已然成為引領中國礦山安全生產(chǎn)、科技發(fā)展的前沿和熱點。

　　作為中國礦山井下無人駕駛領域開展國際合作的聯(lián)合攻關項目，裝載著合肥工大高科信息科技股份有限公司(以下簡稱“工大高科”)自主研制無人駕駛系統(tǒng)的德國沙爾夫單軌吊機車，采用AI視頻識別、精確定位、雷達等技術，實現(xiàn)了點到點的自動安全運輸，解決了井下單軌吊運輸效率低、調(diào)度等待時間長、事故頻發(fā)的行業(yè)痛點，成為中德企業(yè)攜手創(chuàng)新，合作共贏的又一個例證。

　　力推礦山智能化，中德企業(yè)攜手創(chuàng)新

　　在煤礦生產(chǎn)中，運輸是重要環(huán)節(jié)。袁店一井煤礦自2011年就引進了全球市場占有率很高的德國SMT沙爾夫集團公司(SMT Scharf GmbH)的單軌吊機車。

　　單軌吊機車具有爬坡能力強、載重大、巷道斷面空間利用率高、平巷和斜巷連續(xù)不轉(zhuǎn)載運輸?shù)忍攸c，在過去十多年中，已逐步成為中國礦井下復雜環(huán)境輔助運輸系統(tǒng)的主要運載工具。

　　然而，隨著人工智能技術的快速發(fā)展，仍在依賴人工作業(yè)、缺乏智能系統(tǒng)的單軌吊機車，除了面臨安全問題外，還存在調(diào)度等待時間長、行車異常、人工操作失誤等狀況，限制了井下運輸效率的提高，越來越不能滿足中國建設無人、安全礦山的現(xiàn)實需要，進行自動駕駛技術及裝備升級改造已迫在眉睫。

　　在煤礦企業(yè)迫切的需求下，德國沙爾夫與中國工大高科于2023年5月達成戰(zhàn)略合作協(xié)議，開啟中國人工智能技術與德國先進單軌吊機車深度融合的雙向奔赴之旅。

　　好事多磨，辦法總比困難多

　　項目正式實施后，德國沙爾夫的工程師要求設備加裝完全獨立于原裝裝備，如必須額外配置第二發(fā)電機、車速采集必須單獨另配、通信接口電氣隔離等。

　　對于德方十分審慎的態(tài)度，工大高科的總經(jīng)理程運安明確表態(tài)說：“第一次合作，建立信任需要個過程。我們可以多做一些工作，釋放最大的誠意，辦法總比困難多。最重要的是這么有意義的項目一定要做好。”

　　此后，從設備選型、安全標準合規(guī)，到風險評估、安全防護，工大高科的技術人員與德方工程師進行了為期2個月的測試試驗和對比驗證，歷經(jīng)數(shù)十次方案交流，用實際效果，逐步打消了德方的顧慮，使得項目開始向?qū)嵸|(zhì)性的方向邁進。

　　2023年8月，雙方技術人員就項目所用機車的改造工作進行技術對接，在通信接口類型選擇的問題上又出現(xiàn)了分歧。

　　沙爾夫機車的對外通信接口由名為C2W的通信模塊組成，在經(jīng)過實地測試后發(fā)現(xiàn)，C2W的無線信號接收距離有限，致使機車在行車過程中，C2W與車載通信控制器的通訊會存在不連續(xù)情況，這在無人駕駛機車控制中是不能接受的。

　　工大高科的技術工程師邢星說：“我們給德方的建議是，希望他們能更改機車對外的通信接口為CAN(C2C)總線接口，一方面CAN通信是目前主流的車輛控制接口方式，另一方面，由于CAN通信本身是有線的，全雙工，穩(wěn)定可靠，傳輸速率高，對無人駕駛這種場景來說非常適宜”。

　　對于這樣的建議，德國工程師起初是排斥的。正所謂“不打不相識”，當雙方吃住都安排在了項目現(xiàn)場，圍繞現(xiàn)場問題不斷溝通與試驗后，最終德方同意更改為效果更好的CAN(C2C)總線接口。

　　此時，沙爾夫的總經(jīng)理豪格·魯爾斯提出了新的問題：硬件更改通信接口后，產(chǎn)品需要重新進行煤安測試認證(產(chǎn)品在井下應用的必備資質(zhì)條件)，時間可能需要半年甚至更久。

　　工大高科經(jīng)過認真考慮，決定雙管齊下，一方面做好配合沙爾夫公司進行通信接口更改工作中的技術對接，包括協(xié)助德方進行設備煤安測試認證工作;另一方面，按原計劃時間表，工大高科的技術人員專門在單軌吊車上加裝了一套無線通信裝置，解決C2W接收信號不足導致的無線通信不穩(wěn)定情況，作為過渡方案先完成整體系統(tǒng)功能測試。

　　合作共贏，商機無限

　　單軌吊機車無人駕駛系統(tǒng)投入使用后，淮北礦業(yè)袁店一井煤礦單軌吊“工匠大師”郝明警高興地說：“以前開單軌吊的時候，我們要三班倒，井下作業(yè)粉塵很大，特別是夏天悶熱得很，每天都是一身汗一身泥。現(xiàn)在不用下井，在地面遠程遙控就行了，人休車不休，效率還提高了。”

　　單軌吊機車在實現(xiàn)無人駕駛后，每車每天能減少6人下井，如果淮北礦業(yè)全部300多臺單軌吊機車均實現(xiàn)無人駕駛，一年減少的下井人次可高達數(shù)十萬。

　　在顯著的社會和經(jīng)濟效益下，單軌吊機車無人駕駛系統(tǒng)很快獲得了國內(nèi)外市場的認可。2024年4月，沙爾夫再次攜手工大高科，在淮南張集煤礦實現(xiàn)井下機車無人駕駛。

　　淮南張集煤礦項目現(xiàn)場是封閉的通信網(wǎng)絡，脫機運行。為了解決沙爾夫機車車載通信模塊脫網(wǎng)情況下開機需要NTP授時，且不影響控車的問題，工大高科的專家們嘗試了不少方法，經(jīng)過反復論證、測試，中方專家通過對車載通信控制器軟件進行功能改造，最終解決了這個難題。

　　豪格·魯爾斯感慨地說：“我們要合作就找運輸領域最強的廠商，事實證明，我們這次又找對了。”

　　中德項目合作的案例經(jīng)過行業(yè)發(fā)酵，一些國內(nèi)外的單軌吊機車生產(chǎn)企業(yè)都慕名來合肥與工大高科進行相關項目技術的交流。

　　實現(xiàn)單軌吊車無人化后，由單軌吊車、地軌機車、無軌膠輪車、放礦機、吊梁機等智能化運輸裝備之間通過群體協(xié)同，在井下高速無線通信平臺的支持下，可實現(xiàn)礦井井下“裝-運-卸”一體化作業(yè)，實現(xiàn)礦井運輸作業(yè)的數(shù)字化向智能化、無人化方式轉(zhuǎn)變。

　　人工智能與礦山產(chǎn)業(yè)復雜工業(yè)場景的融合，將引領我們向著更加美好、智慧、可持續(xù)的未來工業(yè)邁進。