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礦區,自動駕駛的(de)下一(yī / yì /yí)個(gè)戰場

2022-01-27

礦區,自動駕駛的(de)下一(yī / yì /yí)個(gè)戰場

過去一(yī / yì /yí)年,中國(guó)自動駕駛行業不(bù)斷加速發展。

相關政策的(de)發布,使得開放場景中的(de)自動駕駛商業化開始成爲(wéi / wèi)可能。譬如,百度 Apollo 和(hé / huò)小馬智行獲準在(zài)北京開啓自動駕駛商業化運營。

值得注意的(de)是(shì),相比開放道(dào)路,園區、港口及礦區等封閉場景的(de)商業化進展似乎更爲(wéi / wèi)穩定迅速,不(bù)少玩家将商業化觸角伸向海外。

正因如此,曾被人(rén)忽視的(de)封閉場景開始吸引不(bù)少行業玩家的(de)眼球。

也(yě)許是(shì)時(shí)候,重新審視封閉場景的(de)自動駕駛了(le/liǎo)。

不(bù)容低估的(de)近萬億元市場 

當提到(dào)“自動駕駛”一(yī / yì /yí)詞,人(rén)們第一(yī / yì /yí)時(shí)間聯想到(dào)的(de)往往是(shì)科幻電影片段中,主角乘坐自動駕駛在(zài)城市道(dào)路肆意馳騁的(de)畫面。盡管自動駕駛汽車如今開始融入人(rén)們的(de)日常生活,但曾有人(rén)預計,自動駕駛汽車在(zài)開放道(dào)路的(de)商業化應用,或将在(zài) 10 年至 20 年後才能實現。這(zhè)意味着,電影場景真正成爲(wéi / wèi)現實或許仍然遙遠。

然而(ér)在(zài)人(rén)們較少關注的(de)封閉場景中,自動駕駛已經成爲(wéi / wèi)人(rén)類工作,甚至生活的(de)一(yī / yì /yí)部分。

封閉場景自動駕駛,具體可劃分爲(wéi / wèi)礦區、港口、幹線物流、機場、物流園區、末端物流六大(dà)細分應用場景。其中,較爲(wéi / wèi)隐秘的(de)礦區是(shì)自動駕駛最佳應用場景之(zhī)一(yī / yì /yí)。

礦山,常與地(dì / de)廣人(rén)稀、溝壑縱橫等關鍵詞一(yī / yì /yí)同出(chū)現,它們分布于(yú)遠離人(rén)煙的(de)偏遠山區,占地(dì / de)面積常爲(wéi / wèi)幾十平方公裏。經過常年開采、挖掘之(zhī)後,高聳的(de)礦山中心地(dì / de)帶逐漸演變爲(wéi / wèi)深至數十米的(de)深坑,礦用卡車碾過石路後的(de)灰塵缭繞成爲(wéi / wèi)這(zhè)裏的(de)常見景色。

礦區,自動駕駛的(de)下一(yī / yì /yí)個(gè)戰場

行駛中的(de)無人(rén)礦卡

在(zài)灰褐色裸露的(de)山地(dì / de)以(yǐ)及稀疏的(de)綠色植物中,人(rén)類是(shì)這(zhè)塊荒涼之(zhī)地(dì / de)中少有的(de)活物,然而(ér)由于(yú)礦工平均年齡不(bù)斷上(shàng)升以(yǐ)及過于(yú)惡劣的(de)工作環境,有意繼續從事礦區工作的(de)人(rén)數正在(zài)減少。

根據億歐發布的(de)《2021 中國(guó)礦區自動駕駛研究報告》顯示,礦山 70% 的(de)勞動力是(shì) 60 後和(hé / huò) 70 後,同時(shí)流動性極強,一(yī / yì /yí)般5~6 年便會轉崗,而(ér)偏遠地(dì / de)區惡劣的(de)工作環境如高原地(dì / de)區,其平均轉崗時(shí)間爲(wéi / wèi) 3 年。

随着現有工人(rén)的(de)老去以(yǐ)及人(rén)口老齡化帶來(lái)的(de)勞動力數量減少,礦山工作或将面臨後繼無人(rén)的(de)局面。因此,承擔替代部分人(rén)類工作使命的(de)自動駕駛技術開始走進人(rén)們的(de)視野。

如前所述,礦山道(dào)路場景單一(yī / yì /yí),結構簡單的(de)特點反而(ér)使得自動駕駛不(bù)受路權限制,爲(wéi / wèi)其提供率先落地(dì / de)的(de)機會;而(ér)礦區有嚴格的(de)運營交通規範,人(rén)員不(bù)可随意流動,減少的(de)不(bù)可控因素,降低着自動駕駛的(de)應用門檻。

此外,我國(guó) 2017 年發布的(de)綠色礦山政策,爲(wéi / wèi)自動駕駛的(de)應用提供更多應用機會。

億歐相關報告數據,2018 年我國(guó)大(dà)型礦山的(de)數量約爲(wéi / wèi) 4324 座,且未來(lái)中國(guó)的(de)大(dà)型礦山數量占比仍将持續提升,且絕大(dà)部分大(dà)型礦山爲(wéi / wèi)國(guó)有。

不(bù)斷增加的(de)大(dà)型礦山,爲(wéi / wèi)自動駕駛技術應用提供更多可能的(de)同時(shí),也(yě)意味着市場規模不(bù)斷擴大(dà)。

根據億歐智庫調研測算,2030 年中國(guó)礦區自動駕駛技術服務市場規模将達到(dào) 129 億元/年,中國(guó)礦區自動駕駛運輸服務市場規模将達到(dào) 3912 億元/年。

礦區,自動駕駛的(de)下一(yī / yì /yí)個(gè)戰場

中國(guó)礦區自動駕駛發展預測(圖源:《2021 中國(guó)礦區自動駕駛研究報告》)

而(ér)對于(yú)單個(gè)礦山項目而(ér)言,自動駕駛引入車輛後不(bù)僅能省去司機成本,同時(shí)車輛的(de)運行效率還将因技術加持得到(dào)優化,從而(ér)進一(yī / yì /yí)步提升經濟效益。

此外,運輸作業中減少人(rén)員參與更将減少傷亡事故。根據國(guó)家監管政策要(yào / yāo)求,若礦區發生安全事故死亡,所屬礦區需停産整頓,這(zhè)将爲(wéi / wèi)涉事礦區将造成數千萬甚至數億元的(de)損失。若事故嚴重,涉事礦區則會被吊銷采礦許可證,管理者将承擔刑事責任。

更爲(wéi / wèi)重要(yào / yāo)的(de)是(shì),我國(guó)爲(wéi / wèi)盡快在(zài) 2060 年前完成“碳中和(hé / huò)”目标,近年來(lái)正在(zài)不(bù)斷推廣需要(yào / yāo)引入物聯網、大(dà)數據、人(rén)工智能、雲計算等技術的(de)智慧礦山模式,而(ér)自動駕駛集多項技術于(yú)一(yī / yì /yí)體的(de)特性,亦将助力智慧礦山的(de)建設。

适宜的(de)落地(dì / de)環境、積極的(de)政策推動、廣闊的(de)市場需求以(yǐ)及可觀的(de)經濟效益都證明着,礦區自動駕駛是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)長期被低估,不(bù)容忽視的(de)好生意。

礦山自動駕駛,商業化加速

如今的(de)中國(guó)礦區自動駕駛應用正呈現遍地(dì / de)開花之(zhī)勢,全國(guó)各地(dì / de)不(bù)同類型的(de)礦區已引入自動駕駛技術以(yǐ)提升生産效率。如果回溯中國(guó)礦區自動駕駛發展曆程,這(zhè)一(yī / yì /yí)切不(bù)過在(zài)短短七年内實現。

2014 年至 2016 年,可被視爲(wéi / wèi)中國(guó)礦區自動駕駛的(de)起步階段。在(zài)此時(shí)期,多家專注于(yú)礦區場景的(de)自動駕駛公司如慧拓、踏歌智行、伯鐳科技等陸續成立,并已開始嘗試研發相關産品。如慧拓聯合徐工集團合作研發包括 110 噸無人(rén)礦卡在(zài)内的(de)藍星系列産品,北方股份開始涉足無人(rén)駕駛礦用車的(de)研發。

2016 年,國(guó)家發改委及國(guó)家能源局《能源生産和(hé / huò)消費革命戰略(2016-2030)》,要(yào / yāo)求全國(guó)礦區進行無人(rén)化作業。乘着政策東風,我國(guó)礦區自動駕駛正式進入技術研發階段。

與此同時(shí),彼時(shí)國(guó)内正掀起一(yī / yì /yí)股不(bù)具備安全生産條件的(de)礦區全面淘汰關閉潮。資料顯示 2016 年至 2021 年 1 月,全國(guó)淘汰并關閉 4800 處煤礦,而(ér)大(dà)型礦山數量卻不(bù)斷增長。

大(dà)型礦山相對平整、寬闊的(de)路面爲(wéi / wèi)無人(rén)化作業提供了(le/liǎo)良好的(de)落地(dì / de)條件,多家自動駕駛公司在(zài)此期間開始與全國(guó)不(bù)同類型的(de)礦區合作,将自動駕駛技術應用至礦區實際作業。目前,自動駕駛已經在(zài)國(guó)家能源集團寶日希勒礦區、華能集團伊敏礦區、寶武集團馬鞍山南山礦區、白雲鄂博礦區等多個(gè)礦區展開試運營。

得益于(yú)包括自動駕駛領域在(zài)内的(de)衆多公司推動煤礦生産過程的(de)少人(rén)化、無人(rén)化,在(zài) 2016 年至 2020 年間,我國(guó)原煤産量持續提升,于(yú) 2020 年達到(dào) 39.0 億噸。與此同時(shí),死亡率卻在(zài)逐年下降。資料顯示,我國(guó)煤礦死亡人(rén)數從 2016 年的(de) 538 人(rén)下降到(dào) 2020 年的(de) 225 人(rén),百萬噸死亡率也(yě)相應地(dì / de)從 0.156 下降到(dào) 0.058。

礦區,自動駕駛的(de)下一(yī / yì /yí)個(gè)戰場

我國(guó)近年煤礦産量及人(rén)員死亡率情況(圖源:民生證券研究院)

自動駕駛公司深入一(yī / yì /yí)線工作,實地(dì / de)考察礦區生産環境及切實需求,爲(wéi / wèi)技術真正走出(chū)實驗室,應用至礦區作業生産打下了(le/liǎo)基礎。經過數年的(de)技術驗證、磨合、調試與再次驗證的(de)循環,其部分産品逐漸真正成爲(wéi / wèi)礦區生産的(de)一(yī / yì /yí)部分,實現自動駕駛商業化應用。

如今,礦區自動駕駛已形成三種不(bù)同的(de)商業模式:

其一(yī / yì /yí),爲(wéi / wèi)礦車後裝,自動駕駛解決方案商與礦企或運輸隊合作,針對不(bù)同品牌、車型的(de)礦用卡車進行線控改造,爲(wéi / wèi)礦區提供無人(rén)化車輛。

其二,爲(wéi / wèi)礦車前裝,成爲(wéi / wèi)主機廠的(de)前裝供應商,爲(wéi / wèi)礦企和(hé / huò)運輸隊提供無人(rén)化車輛。

其三,爲(wéi / wèi)自動駕駛解決供應商與礦企、運輸隊、主機廠合作完成礦區無人(rén)化的(de)運營,并一(yī / yì /yí)同參與運輸費用的(de)分成。

值得注意的(de)是(shì),目前國(guó)内隻有慧拓全部實現了(le/liǎo)三種模式,成爲(wéi / wèi)了(le/liǎo)國(guó)内唯一(yī / yì /yí)一(yī / yì /yí)家全棧式無人(rén)礦山技術和(hé / huò)運營服務提供商。而(ér)諸如易控等很多賽道(dào)内的(de)其他(tā)玩家,要(yào / yāo)麽隻做運營商,要(yào / yāo)麽做純技術供應商。雖然後者相對更輕,但對于(yú)礦企來(lái)說(shuō),不(bù)僅車隊從有人(rén)到(dào)無人(rén)需要(yào / yāo)一(yī / yì /yí)筆巨額的(de)開支,礦區整體基礎設施、設備的(de)升級也(yě)很重要(yào / yāo),因此從技術到(dào)運營的(de)全方位賦能對它們來(lái)說(shuō)就(jiù)顯得尤爲(wéi / wèi)重要(yào / yāo)。

據統計,慧拓 2021 年商業訂單總額達 5 億元,複購率超 70%,保持行業第一(yī / yì /yí)。目前,其自動駕駛技術已落地(dì / de)三十餘個(gè)礦區,參與了(le/liǎo)近八成的(de)全國(guó)前十名煤礦的(de)智慧礦山無人(rén)化項目,礦區自動駕駛也(yě)因此已形成一(yī / yì /yí)超多強的(de)市場格局。

其中,國(guó)家能源集團大(dà)雁公司(寶日希勒能源)聯合航天重型工程裝備有限公司、慧拓合作的(de)世界首個(gè)極寒工況 5G+220 噸無人(rén)駕駛卡車編組運行工程通過了(le/liǎo)中國(guó)煤炭工業協會的(de)工業性示範運行安全評審和(hé / huò)科技成果鑒定,實現兩項“世界首個(gè)”和(hé / huò)三項“國(guó)内首個(gè)”,填補了(le/liǎo)當前極寒地(dì / de)區礦山設備無人(rén)化技術領域的(de)多項空白,在(zài)國(guó)内相關領域起到(dào)示範引領作用。

礦山運輸作業,整體可分爲(wéi / wèi)采-運-排三個(gè)步驟,每一(yī / yì /yí)個(gè)步驟都對自動駕駛的(de)感知能力提出(chū)要(yào / yāo)求。比如礦車載物行駛時(shí),需要(yào / yāo)在(zài)滾滾灰塵中監測道(dào)路物體以(yǐ)及自動駕駛;傾倒廢料時(shí),除了(le/liǎo)需要(yào / yāo)精準停靠以(yǐ)防跌入數十米的(de)深坑之(zhī)外,還需檢測廢料是(shì)否排盡。另外,礦區廣泛分布在(zài)極寒、高原、多雨環境中,這(zhè)對自動駕駛零部件的(de)抗寒、抗震、防潮等能力提出(chū)要(yào / yāo)求。

常年紮根複雜的(de)礦區環境,各自動駕駛玩家在(zài)經年累月的(de)豐富實踐中,針對不(bù)同運輸作業環節已推出(chū)各自的(de)解決方案。

其中,慧拓基于(yú) 30 餘年智能控制領域研究經驗的(de)王飛躍教授“ACP 平行理論”下,自主研發了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)套平行礦山操作系統。這(zhè)是(shì)世界唯一(yī / yì /yí)全機型、國(guó)内唯一(yī / yì /yí)多礦種、全場景适配的(de)智慧礦山操作平台。慧拓去年與陝煤集團小保當煤礦、中國(guó)電信共同建設 5G+ 智慧井工礦區通過陝西省工信廳驗收後,使其成爲(wéi / wèi)國(guó)内唯一(yī / yì /yí)一(yī / yì /yí)家同時(shí)提供露天礦無人(rén)化與井工礦無人(rén)運輸場景解決方案的(de)公司,一(yī / yì /yí)定程度體現着其技術實力。

慧拓近期宣布完成的(de)近 3 億元C輪融資,也(yě)證明着其技術實力及商業化能力已經得到(dào)業界認可。 

C 輪融資,對于(yú)自動駕駛公司而(ér)言可謂一(yī / yì /yí)項裏程碑。如果翻看行業内自動駕駛公司的(de)投融資事件,70% 的(de)自動駕駛公司融資輪次在(zài)B輪之(zhī)前,而(ér)對于(yú)礦區自動駕駛玩家更是(shì)罕見。今年 1 月 13 日宣布C輪融資完成後,慧拓再次創下礦區自動駕駛賽道(dào)單筆最大(dà)融資紀錄,且成爲(wéi / wèi)首個(gè)宣布完成C輪融資的(de)礦區自動駕駛玩家。 

礦區自動駕駛率先實現商業化,使之(zhī)成爲(wéi / wèi)自動駕駛商業落地(dì / de)難的(de)大(dà)背景下,别具一(yī / yì /yí)格的(de)存在(zài)。

跨界融合,礦區玩家新玩法

近期自動駕駛最值得關注的(de)現象之(zhī)一(yī / yì /yí),莫過于(yú)自動駕駛玩家不(bù)斷突破邊界,嘗試新的(de)商業化可能。

Robotaxi 玩家開始加快布局,從開放道(dào)路攻入封閉場景。譬如,文遠知行公布無人(rén)貨運業務,小馬智行切入幹線物流場景等,而(ér)百度更是(shì)大(dà)舉進入了(le/liǎo)礦山賽道(dào)。這(zhè)在(zài)一(yī / yì /yí)定程度上(shàng)說(shuō)明着,封閉場景已經成爲(wéi / wèi)一(yī / yì /yí)塊甜美的(de)蛋糕,吸引着更多自動駕駛玩家分食。

盡管開放場景對于(yú)自動駕駛綜合要(yào / yāo)求更高,但從開放場景進入封閉場景,并不(bù)意味着降維打擊,尤其于(yú)礦區而(ér)言。

首先,不(bù)同于(yú)開放場景中,自動駕駛公司需要(yào / yāo)通過各種手段搶奪善變的(de)用戶,礦區是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)相對封閉的(de) To B 市場,需要(yào / yāo)切實爲(wéi / wèi)項目方解決問題才能赢得客戶的(de)信任。

其次,礦區複雜的(de)環境爲(wéi / wèi)自動駕駛的(de)應用落地(dì / de)帶來(lái)不(bù)少難題,并非一(yī / yì /yí)朝一(yī / yì /yí)夕就(jiù)能将原有技術遷移并順暢應用,而(ér)是(shì)需要(yào / yāo)針對性開發一(yī / yì /yí)套适用于(yú)礦區的(de)自動駕駛解決方案。而(ér)礦區自動駕駛解決方案的(de)得出(chū),來(lái)自于(yú)礦區自動駕駛公司日積月累的(de)項目實踐以(yǐ)及豐富的(de)經驗積累。

以(yǐ)礦用卡車改造爲(wéi / wèi)例。一(yī / yì /yí)輛礦用卡車動辄價值 2000 萬元至 3000 萬元,單車成本極高,自動駕駛公司必須在(zài)不(bù)影響礦區正常生産的(de)情況下完成礦用卡車改造。這(zhè)對自動駕駛公司的(de)技術,以(yǐ)及對車型結構認知有着極高要(yào / yāo)求。此外,改裝後還涉及調校、技術驗證、磨合等環節,整個(gè)改造周期較長,直接拉升了(le/liǎo)自動駕駛公司測試及運營成本。

即便完成對某一(yī / yì /yí)品牌車型改造,來(lái)自開放場景的(de)跨界選手若決定長期在(zài)此領域耕耘,還需完成對市場主流數十款品牌車型的(de)線控改造适配,才能盡可能多獲得項目機會。

而(ér)礦區的(de)項目獲得,則是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)搶位戰。 

采礦業關乎國(guó)計民生,可以(yǐ)說(shuō)是(shì)國(guó)民經濟的(de)命脈之(zhī)一(yī / yì /yí),具有政治性,公益性,安全性的(de)特點,以(yǐ)國(guó)有企業爲(wéi / wèi)主幹力量。他(tā)們對自動駕駛公司以(yǐ)及技術有着極高的(de)要(yào / yāo)求,而(ér)在(zài)現有礦區自動駕駛玩家中,慧拓作爲(wéi / wèi)中科院孵化的(de)“國(guó)家隊”科技企業,相比其它公司更具信任優勢。

此外,原有玩家過去幾年已經通過項目方的(de)技術驗證以(yǐ)及磨合,獲得了(le/liǎo)絕大(dà)多數項目,留給後來(lái)者的(de)項目機會不(bù)斷減少。 

因此,礦區自動駕駛玩家已經在(zài)技術、工程市場份額等方面構建自身的(de)護城河,難以(yǐ)被外來(lái)者輕易撼動。 

事實上(shàng),不(bù)僅于(yú)開放場景玩家試圖行業融合,包括慧拓在(zài)内的(de)封閉場景玩家在(zài)技術積累足夠後,亦有相關動作。 

據悉,慧拓依托礦山封閉場景成功落地(dì / de)經驗和(hé / huò)技術積累,2021 年開始,在(zài)園區物流與智能網聯建設等多個(gè)封閉、半封閉場景展進行商業化落地(dì / de)延展。 

去年 3 月,慧拓與航天科工十院旗下貴州航天天馬公司在(zài)園區物流領域展開合作,以(yǐ)天馬物流車爲(wéi / wèi)平台、慧拓開發的(de)愚公系統爲(wéi / wèi)基礎,實現物流車實時(shí)監控與綜合調度,并已開發園區無人(rén)駕駛物流車。 

同時(shí),慧拓目前已完成域控制器、遠程駕駛系統、V2X 車路感知協同系統、線控 VCU、防碰撞系統等産品的(de)研發和(hé / huò)批量交付。

基于(yú)技術,礦區自動駕駛玩家正在(zài)創業新的(de)商業化可能。 

總結

礦區智能化,早已不(bù)是(shì)一(yī / yì /yí)件新鮮事。上(shàng)個(gè)世界 90 年代,卡特彼特公司就(jiù)已在(zài)美國(guó)的(de)礦山中布置掃描雷達系統及大(dà)量傳感器,實現礦用車自動駕駛。此後日本小松公司也(yě)不(bù)斷進行自動駕駛礦用車的(de)嘗試。 

經過 20 多年的(de)驗證,自動駕駛已充分證明可應用于(yú)礦區。而(ér)我國(guó)因幾年前國(guó)内自動駕駛技術發展,才出(chū)現國(guó)産自動駕駛礦用車。 盡管我國(guó)的(de)礦區自動駕駛起步時(shí)間較晚,但在(zài)國(guó)家政策的(de)大(dà)力支持以(yǐ)及各企業積極推廣之(zhī)下,我國(guó)的(de)礦區自動駕駛進程發展極快,現已與國(guó)外技術水平一(yī / yì /yí)緻。

盡管技術應用落後别國(guó),但國(guó)内龐大(dà)的(de)市場空間使之(zhī)成爲(wéi / wèi)新的(de)藍海市場,國(guó)内數量衆多的(de)礦區亟需智能化改造,這(zhè)爲(wéi / wèi)自動駕駛提供了(le/liǎo)更優越的(de)市場條件。 

另外,礦産資源因其國(guó)有資産的(de)特殊屬性,對項目參與者身份有着明确限制,而(ér)國(guó)内自動駕駛玩家有着近水樓台之(zhī)利,可充分針對國(guó)内各礦區的(de)環境發揮各自技術優勢。

在(zài)各項利好政策的(de)推進與技術成熟下,礦區自動駕駛的(de)春天正提前到(dào)來(lái)。


來(lái)源:雷鋒網