礦區，自動(dòng)駕駛的下一個(gè)戰場(chǎng)
過(guò)去一年，中國自動(dòng)駕駛行業(yè)不斷加速發(fā)展。
相關(guān)政策的發(fā)布，使得開(kāi)放場(chǎng)景中的自動(dòng)駕駛商業(yè)化開(kāi)始成為可能。譬如，百度 Apollo 和小馬智行獲準在北京開(kāi)啟自動(dòng)駕駛商業(yè)化運營(yíng)。
值得注意的是，相比開(kāi)放道路，園區、港口及礦區等封閉場(chǎng)景的商業(yè)化進(jìn)展似乎更為穩定迅速，不少玩家將商業(yè)化觸角伸向海外。
正因如此，曾被人忽視的封閉場(chǎng)景開(kāi)始吸引不少行業(yè)玩家的眼球。
也許是時(shí)候，重新審視封閉場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛了。
不容低估的近萬(wàn)億元市場(chǎng)
當提到“自動(dòng)駕駛”一詞，人們第一時(shí)間聯(lián)想到的往往是科幻電影片段中，主角乘坐自動(dòng)駕駛在城市道路肆意馳騁的畫(huà)面。盡管自動(dòng)駕駛汽車(chē)如今開(kāi)始融入人們的日常生活，但曾有人預計，自動(dòng)駕駛汽車(chē)在開(kāi)放道路的商業(yè)化應用，或將在 10 年至 20 年后才能實(shí)現。這意味著(zhù)，電影場(chǎng)景真正成為現實(shí)或許仍然遙遠。
然而在人們較少關(guān)注的封閉場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為人類(lèi)工作，甚至生活的一部分。
封閉場(chǎng)景自動(dòng)駕駛，具體可劃分為礦區、港口、干線(xiàn)物流、機場(chǎng)、物流園區、末端物流六大細分應用場(chǎng)景。其中，較為隱秘的礦區是自動(dòng)駕駛最佳應用場(chǎng)景之一。
礦山，常與地廣人稀、溝壑縱橫等關(guān)鍵詞一同出現，它們分布于遠離人煙的偏遠山區，占地面積常為幾十平方公里。經(jīng)過(guò)常年開(kāi)采、挖掘之后，高聳的礦山中心地帶逐漸演變?yōu)樯钪翑凳椎纳羁?，礦用卡車(chē)碾過(guò)石路后的灰塵繚繞成為這里的常見(jiàn)景色。
行駛中的無(wú)人礦卡
在灰褐色裸露的山地以及稀疏的綠色植物中，人類(lèi)是這塊荒涼之地中少有的活物，然而由于礦工平均年齡不斷上升以及過(guò)于惡劣的工作環(huán)境，有意繼續從事礦區工作的人數正在減少。
根據億歐發(fā)布的《2021 中國礦區自動(dòng)駕駛研究報告》顯示，礦山 70% 的勞動(dòng)力是 60 后和 70 后，同時(shí)流動(dòng)性極強，一般5~6 年便會(huì )轉崗，而偏遠地區惡劣的工作環(huán)境如高原地區，其平均轉崗時(shí)間為 3 年。
隨著(zhù)現有工人的老去以及人口老齡化帶來(lái)的勞動(dòng)力數量減少，礦山工作或將面臨后繼無(wú)人的局面。因此，承擔替代部分人類(lèi)工作使命的自動(dòng)駕駛技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)人們的視野。
如前所述，礦山道路場(chǎng)景單一，結構簡(jiǎn)單的特點(diǎn)反而使得自動(dòng)駕駛不受路權限制，為其提供率先落地的機會(huì )；而礦區有嚴格的運營(yíng)交通規范，人員不可隨意流動(dòng)，減少的不可控因素，降低著(zhù)自動(dòng)駕駛的應用門(mén)檻。
此外，我國 2017 年發(fā)布的綠色礦山政策，為自動(dòng)駕駛的應用提供更多應用機會(huì )。
億歐相關(guān)報告數據，2018 年我國大型礦山的數量約為 4324 座，且未來(lái)中國的大型礦山數量占比仍將持續提升，且絕大部分大型礦山為國有。
不斷增加的大型礦山，為自動(dòng)駕駛技術(shù)應用提供更多可能的同時(shí)，也意味著(zhù)市場(chǎng)規模不斷擴大。
根據億歐智庫調研測算，2030 年中國礦區自動(dòng)駕駛技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)規模將達到 129 億元/年，中國礦區自動(dòng)駕駛運輸服務(wù)市場(chǎng)規模將達到 3912 億元/年。
中國礦區自動(dòng)駕駛發(fā)展預測（圖源：《2021 中國礦區自動(dòng)駕駛研究報告》）
而對于單個(gè)礦山項目而言，自動(dòng)駕駛引入車(chē)輛后不僅能省去司機成本，同時(shí)車(chē)輛的運行效率還將因技術(shù)加持得到優(yōu)化，從而進(jìn)一步提升經(jīng)濟效益。
此外，運輸作業(yè)中減少人員參與更將減少傷亡事故。根據國家監管政策要求，若礦區發(fā)生安全事故死亡，所屬礦區需停產(chǎn)整頓，這將為涉事礦區將造成數千萬(wàn)甚至數億元的損失。若事故嚴重，涉事礦區則會(huì )被吊銷(xiāo)采礦許可證，管理者將承擔刑事責任。
更為重要的是，我國為盡快在 2060 年前完成“碳中和”目標，近年來(lái)正在不斷推廣需要引入物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能、云計算等技術(shù)的智慧礦山模式，而自動(dòng)駕駛集多項技術(shù)于一體的特性，亦將助力智慧礦山的建設。
適宜的落地環(huán)境、積極的政策推動(dòng)、廣闊的市場(chǎng)需求以及可觀(guān)的經(jīng)濟效益都證明著(zhù)，礦區自動(dòng)駕駛是一個(gè)長(cháng)期被低估，不容忽視的好生意。
礦山自動(dòng)駕駛，商業(yè)化加速
如今的中國礦區自動(dòng)駕駛應用正呈現遍地開(kāi)花之勢，全國各地不同類(lèi)型的礦區已引入自動(dòng)駕駛技術(shù)以提升生產(chǎn)效率。如果回溯中國礦區自動(dòng)駕駛發(fā)展歷程，這一切不過(guò)在短短七年內實(shí)現。
2014 年至 2016 年，可被視為中國礦區自動(dòng)駕駛的起步階段。在此時(shí)期，多家專(zhuān)注于礦區場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛公司如慧拓、踏歌智行、伯鐳科技等陸續成立，并已開(kāi)始嘗試研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。如慧拓聯(lián)合徐工集團合作研發(fā)包括 110 噸無(wú)人礦卡在內的藍星系列產(chǎn)品，北方股份開(kāi)始涉足無(wú)人駕駛礦用車(chē)的研發(fā)。
2016 年，國家發(fā)改委及國家能源局《能源生產(chǎn)和消費革命戰略(2016-2030)》，要求全國礦區進(jìn)行無(wú)人化作業(yè)。乘著(zhù)政策東風(fēng)，我國礦區自動(dòng)駕駛正式進(jìn)入技術(shù)研發(fā)階段。
與此同時(shí)，彼時(shí)國內正掀起一股不具備安全生產(chǎn)條件的礦區全面淘汰關(guān)閉潮。資料顯示 2016 年至 2021 年 1 月，全國淘汰并關(guān)閉 4800 處煤礦，而大型礦山數量卻不斷增長(cháng)。
大型礦山相對平整、寬闊的路面為無(wú)人化作業(yè)提供了良好的落地條件，多家自動(dòng)駕駛公司在此期間開(kāi)始與全國不同類(lèi)型的礦區合作，將自動(dòng)駕駛技術(shù)應用至礦區實(shí)際作業(yè)。目前，自動(dòng)駕駛已經(jīng)在國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、白云鄂博礦區等多個(gè)礦區展開(kāi)試運營(yíng)。
得益于包括自動(dòng)駕駛領(lǐng)域在內的眾多公司推動(dòng)煤礦生產(chǎn)過(guò)程的少人化、無(wú)人化，在 2016 年至 2020 年間，我國原煤產(chǎn)量持續提升，于 2020 年達到 39.0 億噸。與此同時(shí)，死亡率卻在逐年下降。資料顯示，我國煤礦死亡人數從 2016 年的 538 人下降到 2020 年的 225 人，百萬(wàn)噸死亡率也相應地從 0.156 下降到 0.058。
我國近年煤礦產(chǎn)量及人員死亡率情況（圖源：民生證券研究院）
自動(dòng)駕駛公司深入一線(xiàn)工作，實(shí)地考察礦區生產(chǎn)環(huán)境及切實(shí)需求，為技術(shù)真正走出實(shí)驗室，應用至礦區作業(yè)生產(chǎn)打下了基礎。經(jīng)過(guò)數年的技術(shù)驗證、磨合、調試與再次驗證的循環(huán)，其部分產(chǎn)品逐漸真正成為礦區生產(chǎn)的一部分，實(shí)現自動(dòng)駕駛商業(yè)化應用。
如今，礦區自動(dòng)駕駛已形成三種不同的商業(yè)模式：
其一，為礦車(chē)后裝，自動(dòng)駕駛解決方案商與礦企或運輸隊合作，針對不同品牌、車(chē)型的礦用卡車(chē)進(jìn)行線(xiàn)控改造，為礦區提供無(wú)人化車(chē)輛。
其二，為礦車(chē)前裝，成為主機廠(chǎng)的前裝供應商，為礦企和運輸隊提供無(wú)人化車(chē)輛。
其三，為自動(dòng)駕駛解決供應商與礦企、運輸隊、主機廠(chǎng)合作完成礦區無(wú)人化的運營(yíng)，并一同參與運輸費用的分成。
值得注意的是，目前國內只有慧拓全部實(shí)現了三種模式，成為了國內唯一一家全棧式無(wú)人礦山技術(shù)和運營(yíng)服務(wù)提供商。而諸如易控等很多賽道內的其他玩家，要么只做運營(yíng)商，要么做純技術(shù)供應商。雖然后者相對更輕，但對于礦企來(lái)說(shuō)，不僅車(chē)隊從有人到無(wú)人需要一筆巨額的開(kāi)支，礦區整體基礎設施、設備的升級也很重要，因此從技術(shù)到運營(yíng)的全方位賦能對它們來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要。
據統計，慧拓 2021 年商業(yè)訂單總額達 5 億元，復購率超 70%，保持行業(yè)第一。目前，其自動(dòng)駕駛技術(shù)已落地三十余個(gè)礦區，參與了近八成的全國前十名煤礦的智慧礦山無(wú)人化項目，礦區自動(dòng)駕駛也因此已形成一超多強的市場(chǎng)格局。
其中，國家能源集團大雁公司（寶日希勒能源）聯(lián)合航天重型工程裝備有限公司、慧拓合作的世界首個(gè)極寒工況 5G+220 噸無(wú)人駕駛卡車(chē)編組運行工程通過(guò)了中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )的工業(yè)性示范運行安全評審和科技成果鑒定，實(shí)現兩項“世界首個(gè)”和三項“國內首個(gè)”，填補了當前極寒地區礦山設備無(wú)人化技術(shù)領(lǐng)域的多項空白，在國內相關(guān)領(lǐng)域起到示范引領(lǐng)作用。
礦山運輸作業(yè)，整體可分為采-運-排三個(gè)步驟，每一個(gè)步驟都對自動(dòng)駕駛的感知能力提出要求。比如礦車(chē)載物行駛時(shí)，需要在滾滾灰塵中監測道路物體以及自動(dòng)駕駛；傾倒廢料時(shí)，除了需要精準?？恳苑赖霐凳椎纳羁又?，還需檢測廢料是否排盡。另外，礦區廣泛分布在極寒、高原、多雨環(huán)境中，這對自動(dòng)駕駛零部件的抗寒、抗震、防潮等能力提出要求。
常年扎根復雜的礦區環(huán)境，各自動(dòng)駕駛玩家在經(jīng)年累月的豐富實(shí)踐中，針對不同運輸作業(yè)環(huán)節已推出各自的解決方案。
其中，慧拓基于 30 余年智能控制領(lǐng)域研究經(jīng)驗的王飛躍教授“ACP 平行理論”下，自主研發(fā)了一套平行礦山操作系統。這是世界唯一全機型、國內唯一多礦種、全場(chǎng)景適配的智慧礦山操作平臺?；弁厝ツ昱c陜煤集團小保當煤礦、中國電信共同建設 5G+ 智慧井工礦區通過(guò)陜西省工信廳驗收后，使其成為國內唯一一家同時(shí)提供露天礦無(wú)人化與井工礦無(wú)人運輸場(chǎng)景解決方案的公司，一定程度體現著(zhù)其技術(shù)實(shí)力。
慧拓近期宣布完成的近 3 億元C輪融資，也證明著(zhù)其技術(shù)實(shí)力及商業(yè)化能力已經(jīng)得到業(yè)界認可。
C 輪融資，對于自動(dòng)駕駛公司而言可謂一項里程碑。如果翻看行業(yè)內自動(dòng)駕駛公司的投融資事件，70% 的自動(dòng)駕駛公司融資輪次在B輪之前，而對于礦區自動(dòng)駕駛玩家更是罕見(jiàn)。今年 1 月 13 日宣布C輪融資完成后，慧拓再次創(chuàng )下礦區自動(dòng)駕駛賽道單筆最大融資紀錄，且成為首個(gè)宣布完成C輪融資的礦區自動(dòng)駕駛玩家。
礦區自動(dòng)駕駛率先實(shí)現商業(yè)化，使之成為自動(dòng)駕駛商業(yè)落地難的大背景下，別具一格的存在。
跨界融合，礦區玩家新玩法
近期自動(dòng)駕駛最值得關(guān)注的現象之一，莫過(guò)于自動(dòng)駕駛玩家不斷突破邊界，嘗試新的商業(yè)化可能。
Robotaxi 玩家開(kāi)始加快布局，從開(kāi)放道路攻入封閉場(chǎng)景。譬如，文遠知行公布無(wú)人貨運業(yè)務(wù)，小馬智行切入干線(xiàn)物流場(chǎng)景等，而百度更是大舉進(jìn)入了礦山賽道。這在一定程度上說(shuō)明著(zhù)，封閉場(chǎng)景已經(jīng)成為一塊甜美的蛋糕，吸引著(zhù)更多自動(dòng)駕駛玩家分食。
盡管開(kāi)放場(chǎng)景對于自動(dòng)駕駛綜合要求更高，但從開(kāi)放場(chǎng)景進(jìn)入封閉場(chǎng)景，并不意味著(zhù)降維打擊，尤其于礦區而言。
首先，不同于開(kāi)放場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛公司需要通過(guò)各種手段搶奪善變的用戶(hù)，礦區是一個(gè)相對封閉的 To B 市場(chǎng)，需要切實(shí)為項目方解決問(wèn)題才能贏(yíng)得客戶(hù)的信任。
其次，礦區復雜的環(huán)境為自動(dòng)駕駛的應用落地帶來(lái)不少難題，并非一朝一夕就能將原有技術(shù)遷移并順暢應用，而是需要針對性開(kāi)發(fā)一套適用于礦區的自動(dòng)駕駛解決方案。而礦區自動(dòng)駕駛解決方案的得出，來(lái)自于礦區自動(dòng)駕駛公司日積月累的項目實(shí)踐以及豐富的經(jīng)驗積累。
以礦用卡車(chē)改造為例。一輛礦用卡車(chē)動(dòng)輒價(jià)值 2000 萬(wàn)元至 3000 萬(wàn)元，單車(chē)成本極高，自動(dòng)駕駛公司必須在不影響礦區正常生產(chǎn)的情況下完成礦用卡車(chē)改造。這對自動(dòng)駕駛公司的技術(shù)，以及對車(chē)型結構認知有著(zhù)極高要求。此外，改裝后還涉及調校、技術(shù)驗證、磨合等環(huán)節，整個(gè)改造周期較長(cháng)，直接拉升了自動(dòng)駕駛公司測試及運營(yíng)成本。
即便完成對某一品牌車(chē)型改造，來(lái)自開(kāi)放場(chǎng)景的跨界選手若決定長(cháng)期在此領(lǐng)域耕耘，還需完成對市場(chǎng)主流數十款品牌車(chē)型的線(xiàn)控改造適配，才能盡可能多獲得項目機會(huì )。
而礦區的項目獲得，則是一個(gè)搶位戰。
采礦業(yè)關(guān)乎國計民生，可以說(shuō)是國民經(jīng)濟的命脈之一，具有政治性，公益性，安全性的特點(diǎn)，以國有企業(yè)為主干力量。他們對自動(dòng)駕駛公司以及技術(shù)有著(zhù)極高的要求，而在現有礦區自動(dòng)駕駛玩家中，慧拓作為中科院孵化的“國家隊”科技企業(yè)，相比其它公司更具信任優(yōu)勢。
此外，原有玩家過(guò)去幾年已經(jīng)通過(guò)項目方的技術(shù)驗證以及磨合，獲得了絕大多數項目，留給后來(lái)者的項目機會(huì )不斷減少。
因此，礦區自動(dòng)駕駛玩家已經(jīng)在技術(shù)、工程市場(chǎng)份額等方面構建自身的護城河，難以被外來(lái)者輕易撼動(dòng)。
事實(shí)上，不僅于開(kāi)放場(chǎng)景玩家試圖行業(yè)融合，包括慧拓在內的封閉場(chǎng)景玩家在技術(shù)積累足夠后，亦有相關(guān)動(dòng)作。
據悉，慧拓依托礦山封閉場(chǎng)景成功落地經(jīng)驗和技術(shù)積累，2021 年開(kāi)始，在園區物流與智能網(wǎng)聯(lián)建設等多個(gè)封閉、半封閉場(chǎng)景展進(jìn)行商業(yè)化落地延展。
去年 3 月，慧拓與航天科工十院旗下貴州航天天馬公司在園區物流領(lǐng)域展開(kāi)合作，以天馬物流車(chē)為平臺、慧拓開(kāi)發(fā)的愚公系統為基礎，實(shí)現物流車(chē)實(shí)時(shí)監控與綜合調度，并已開(kāi)發(fā)園區無(wú)人駕駛物流車(chē)。
同時(shí)，慧拓目前已完成域控制器、遠程駕駛系統、V2X 車(chē)路感知協(xié)同系統、線(xiàn)控 VCU、防碰撞系統等產(chǎn)品的研發(fā)和批量交付。
基于技術(shù)，礦區自動(dòng)駕駛玩家正在創(chuàng )業(yè)新的商業(yè)化可能。
總結
礦區智能化，早已不是一件新鮮事。上個(gè)世界 90 年代，卡特彼特公司就已在美國的礦山中布置掃描雷達系統及大量傳感器，實(shí)現礦用車(chē)自動(dòng)駕駛。此后日本小松公司也不斷進(jìn)行自動(dòng)駕駛礦用車(chē)的嘗試。
經(jīng)過(guò) 20 多年的驗證，自動(dòng)駕駛已充分證明可應用于礦區。而我國因幾年前國內自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展，才出現國產(chǎn)自動(dòng)駕駛礦用車(chē)。 盡管我國的礦區自動(dòng)駕駛起步時(shí)間較晚，但在國家政策的大力支持以及各企業(yè)積極推廣之下，我國的礦區自動(dòng)駕駛進(jìn)程發(fā)展極快，現已與國外技術(shù)水平一致。
盡管技術(shù)應用落后別國，但國內龐大的市場(chǎng)空間使之成為新的藍海市場(chǎng)，國內數量眾多的礦區亟需智能化改造，這為自動(dòng)駕駛提供了更優(yōu)越的市場(chǎng)條件。
另外，礦產(chǎn)資源因其國有資產(chǎn)的特殊屬性，對項目參與者身份有著(zhù)明確限制，而國內自動(dòng)駕駛玩家有著(zhù)近水樓臺之利，可充分針對國內各礦區的環(huán)境發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)勢。
在各項利好政策的推進(jìn)與技術(shù)成熟下，礦區自動(dòng)駕駛的春天正提前到來(lái)。