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文檔簡介
2021中國礦區(qū)自動駕駛研究報告目錄CONTENTS
Part1.自動駕駛技術(shù)TheAutonomousDrivingTechnologyPart2.礦區(qū)自動駕駛的應(yīng)用研究TheApplicationofAutonomousDrivingTechnologyinMiningAreaPart.3中國礦區(qū)自動駕駛的典型案例TheCasesofAutonomousDrivinginChina`sMiningAreaPart.4中國礦區(qū)自動駕駛的未來展望TheOutlookofAutonomousDrivinginChina`sMiningArea2Part1.自動駕駛技術(shù)TheAutonomousDrivingTechnology3自動駕駛技術(shù)定義及框架TheDefinitionandFrameworkofAutonomousDrivingTechnology4自動駕駛技術(shù)定義自動駕駛定義:根據(jù)工信部和標(biāo)準(zhǔn)委的當(dāng)前界定,自動駕駛(汽車駕駛自動化)指車輛在搭載先進(jìn)傳感器、控制器、執(zhí)行器的基礎(chǔ)上,在特定的設(shè)計運行范圍內(nèi),能自主獲取和分析車內(nèi)外信息,持續(xù)地處理部分或全部動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。億歐智庫:自動駕駛分標(biāo)準(zhǔn)劃分 億歐智庫:自動駕駛具等級分標(biāo)準(zhǔn)等級等級名稱和縱向運動控制目標(biāo)和事件探測響應(yīng)動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管等級等級名稱和縱向運動控制目標(biāo)和事件探測響應(yīng)動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管設(shè)計運行范圍L0應(yīng)急輔助駕駛員駕駛員和系統(tǒng)駕駛員有限制L1部分駕駛輔助駕駛員和系統(tǒng)駕駛員和系統(tǒng)駕駛員有限制L2組合駕駛輔助系統(tǒng)駕駛員和系統(tǒng)駕駛員有限制L3有條件自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)(接管后成有限制L4高度自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)有限制L5完全自動駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)無限制頒布意義:供支撐。6駛員完成各項操作,設(shè)計運行范圍也由限制場景拓展至全部行駛路況。設(shè)計運行范圍是指確定的自動駕駛的運行條件,如道路,交通,速度,時間等;動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)指完成車輛所需的感知,決策和執(zhí)行等行為,具體包括橫向/縱向運動控制,目標(biāo)和事件的探測響應(yīng),駕駛決策及信號裝置控制等。5Source:工信部《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)》;全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會《汽車駕駛自動化分級》(征求意見稿);億歐智庫整理自動駕駛技術(shù)框架 自動駕駛技術(shù)框架:各國自動駕駛技術(shù)開發(fā)理念基本一致:中國基本沿用了SAEJ3016?文件對自動駕駛的劃分標(biāo)準(zhǔn)和理念,而這一標(biāo)準(zhǔn)也被各國廣泛采納。另外,中國主張的自動駕駛概念置于智能網(wǎng)聯(lián)汽車范疇之下,強(qiáng)調(diào)智能化(自動駕駛)和網(wǎng)聯(lián)化(V2X)的融合,構(gòu)建單體車輛智能和車路協(xié)同智能共進(jìn)的技術(shù)體系。但在具體ADAS方面,中國的政策相對歐美滯后,尚以推薦性標(biāo)準(zhǔn)為主。綱領(lǐng)文件《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)》綱領(lǐng)文件《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)》
億歐智庫:中國自動駕駛/ADAS標(biāo)準(zhǔn)實施情況信息感知(駕駛相關(guān))傳感探測駕駛?cè)蝿?wù)信息感知(駕駛相關(guān))傳感探測駕駛?cè)蝿?wù)決策預(yù)警自主控制(L3/L4/L5)決策控制(L1/L2)定義:按照某種邏輯規(guī)則對駕駛信息進(jìn)行處理分析,判定車輛在發(fā)生危險傾向、處于危險狀態(tài)或可能危及其它交通參與者,需提醒駕駛員注意或采取措施時,通過光學(xué)、聲學(xué)等方式發(fā)出報警信號定義:車輛行駛過程中方向控制和速度控制及其組合對車輛行駛狀態(tài)的調(diào)整和控制
推薦性標(biāo)準(zhǔn)推薦性標(biāo)準(zhǔn)(已報批/公示)BSDLKA車道保持輔助ACCFCWLDWAEB自動緊急制動……
推薦性標(biāo)準(zhǔn)推薦性標(biāo)準(zhǔn)(立項)IPA智能泊車輔助全速自適應(yīng)巡航標(biāo)準(zhǔn)化記錄系統(tǒng)……
強(qiáng)制安裝功能及時間要求強(qiáng)制安裝功能及時間要求LDW&FCW:2018年部分客車AEB:2019和2021年部分客車LKA:2022年2部分客車6Source:工信部《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)》,;全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會《汽車駕駛自動化分級》(征求意見稿);億歐智庫整理自動駕駛技術(shù)發(fā)展的不同模式DifferentModesofDevelopmentofAutonomousDriving7相比乘用車自動駕駛,商用車自動駕駛更快并即將進(jìn)入規(guī)模化落地階段…全路況的自動駕駛是汽車電子技術(shù)發(fā)展的終極目標(biāo),智能化和網(wǎng)聯(lián)化成汽車技術(shù)發(fā)展的兩大重要維度,智能化隨著半導(dǎo)體、算法技術(shù)發(fā)展而不斷進(jìn)步,網(wǎng)聯(lián)化則在5GAI技術(shù)的賦能下,強(qiáng)調(diào)信息的實時性和豐富性?,F(xiàn)階段的智能化和網(wǎng)聯(lián)化程度尚不支持全路況自動駕駛。商用車對于行車地點和時間進(jìn)行限制,避開路況復(fù)雜區(qū)域,同時限制駕駛速度,有利于繞開復(fù)雜場景下的技術(shù)困難。網(wǎng)聯(lián)化億歐智庫:自動駕駛乘用車與商用車的落地時間乘用車自動駕駛商用車自動駕駛網(wǎng)聯(lián)化億歐智庫:自動駕駛乘用車與商用車的落地時間乘用車自動駕駛商用車自動駕駛 高速公路自動駕駛 協(xié)同式卡車隊列 商用車自動泊車 自適應(yīng)巡航 自動緊急制動 換道輔助 商用車隊列行駛 重點關(guān)注領(lǐng)域車道保持2016201720182019202020222025+智能化全路況自動駕駛無人駕駛專用車園區(qū)無人駕駛公交自適應(yīng)巡航車道內(nèi)自動駕駛聯(lián)網(wǎng)輔助信息交互系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)協(xié)同感知系統(tǒng)車路協(xié)同礦區(qū)自動駕駛 輔助駕駛 部分自動駕駛 有條件自動駕駛 高度自動駕駛 8Source:廣汽,信通院,中金公司研究部,國泰君安證券研究;億歐智庫整理。注:規(guī)?;涞卦诖颂幹傅氖钱a(chǎn)品擁有實際可應(yīng)用和終端應(yīng)用需求,并且產(chǎn)品擁有極強(qiáng)的產(chǎn)品復(fù)制能力…科技企業(yè)跨越式的發(fā)展策略將率先搶占商用車自動駕駛市場自動駕駛的主流玩家可以分為兩類:以漸進(jìn)式策略為主的主機(jī)廠,以及跨越式策略的科技企業(yè)。Cruise和福特,主機(jī)廠的策略是從L1、L2向高階自動駕駛進(jìn)行升級,另一方面在L2汽車的基礎(chǔ)上疊加新的L3、L4級別功能來給予客戶更好的消費體驗,提升車輛性能的同時,規(guī)避了L3責(zé)任劃分帶來的問題。而科技企業(yè)直接從L4安全問題,在主要指標(biāo)、年度平均接管歷程(MPI)中取得絕對領(lǐng)先,典型公司有Waymo億歐智庫:主機(jī)廠與科企業(yè)現(xiàn)自化的同策略 億歐智庫:2020加州測接里MPI*L4-L5 29,945L4-L529,94528,52020,36710,738 10,5196,5075,2015,034跨越式路徑AI+車跨越式路徑AI+車跨越式的科技企業(yè)策略漸進(jìn)式路徑車+AI技術(shù)競爭L3漸進(jìn)式路徑車+AI商品競爭L2配置競爭
Cruise AutoX
Argo
Didi NuroSource:MPI即MilesperIntervention,每兩次人工干預(yù)之間行駛的平均里程數(shù)9Source:信通院,中金公司研究部,國泰君安證券研究,加州DMV;億歐智庫整理中國無人駕駛商用車的主要落地場景TheMainLandingScenariosofDrivelsCommercialVehiclesinChina10中國自動駕駛商用車領(lǐng)域的六大主流應(yīng)用場景…主流應(yīng)用場景:當(dāng)前自動駕駛在載貨商用車領(lǐng)域有六大主流應(yīng)用場景,包括:礦區(qū)場景、港口場景、物流園區(qū)、機(jī)場場景、干線物流、末端物流。億歐智庫:中國自動駕駛商用車領(lǐng)域六大主流應(yīng)用場景礦區(qū)場景場景簡介自動駕駛主要應(yīng)用在露天礦區(qū),開放程度路線復(fù)雜程度低,是自動應(yīng)用現(xiàn)狀車輛類型:和自動駕駛寬體車。實現(xiàn)功能離以及運輸?shù)墓δ?,速度低?0km/h。
港口場景?場景簡介:港口場景復(fù)雜程度低,對自動駕駛技術(shù)要求低,但是市場規(guī)模較小。?:寧波、深圳等多地港口已天津港已經(jīng)布局超25輛自動駕駛集卡。?車輛類型:自動駕駛集卡。?實現(xiàn)功能:自動駕駛集卡行駛在塔吊和堆場之間,負(fù)責(zé)運輸集裝箱,速度低于30km/h。
干線物流場景介紹:了感知及決策難度。應(yīng)用現(xiàn)狀:行商業(yè)試運營。車輛類型:車。實現(xiàn)功能實現(xiàn)貨物點到點的自動干線運輸,行駛速度80-120km/h
機(jī)場場景場景介紹:應(yīng)用現(xiàn)狀口、北京等多地機(jī)場已開展自動駕駛接駁車試運營。車輛類型接駁車。實現(xiàn)功能:在機(jī)場行李艙和飛機(jī)行李艙之
物流園區(qū)場景介紹:物流園區(qū)基內(nèi)部行駛的車輛類型比較多。德邦均布局物流園區(qū)自動駕駛,京東也開始籌備5G物流示范園,全園將引入自動駕駛技術(shù)。車輛類型:自動駕駛重實現(xiàn)功能貨物運輸,速度低于30km/h。
末端物流場景介紹:頻,分散的特點,目的是解決“最后一英里“的配送難題。應(yīng)用現(xiàn)狀:目前蘇寧、京東等平臺均推出L4級無人車輛類型:和無人配送大車實現(xiàn)功能:小體積配送車駛速度為15-25km/h。11Source:億歐智庫整理…礦區(qū)場景具備更優(yōu)的自動駕駛落地條件駕駛商業(yè)化應(yīng)用研究的主要研究場景。感知層億歐智庫:自動駕駛商化場評價標(biāo)維度 億歐智庫:商用自動駕落地度感知層交通標(biāo)識識別 交通標(biāo)識識別 信息采集行人識別車輛識別靜態(tài)障礙物識別決策層路徑規(guī)劃路線復(fù)雜程度數(shù)據(jù)處理行駛速度控制層通信環(huán)境車輛控制基建完善程度礦區(qū)場景交通標(biāo)識簡易路線復(fù)雜程度低速度要求低行人干擾度低車輛干擾度低機(jī)場場景物流園區(qū)交通標(biāo)識簡易路線復(fù)雜程度低速度要求低行人干擾度高靜態(tài)干擾物多干線物流末端物流交通標(biāo)識復(fù)雜路線復(fù)雜程度高速度要求低行人干擾度高靜態(tài)干擾物多12Source:專家訪談;億歐智庫整理礦區(qū)運輸路線及環(huán)境優(yōu)劣勢礦區(qū)運輸路線主要分為三類:運輸干線(從露天采場出入溝通往卸礦點和排土場的公路)、運輸支線(往排土場的運輸干線相連接的道路)、輔助線路(通往分散布置的輔助性設(shè)施,行駛一般載重汽車的道路)。礦區(qū)開采一般處在封閉的環(huán)境,盡管運輸路線會隨著開采平面的移動而移動,但主干線和大部分干道明確,車隊管理能力強(qiáng);但同時也會有揚塵較大、無明顯標(biāo)識符、部分礦區(qū)部分時期的極端天氣等劣勢。億歐智庫:礦區(qū)開采環(huán)境及主干路線示意圖排土水平排土水平 封閉或半封閉 路線明確,干擾低 車隊管理強(qiáng)……
揚塵較大 無明顯標(biāo)識符
極端天氣…… 開采水平開采水平開采水平露天采場出入溝開采水平開采水平 排土水平 排土水平 排土水平 卸礦點排土場炸藥庫變電站水源地檢修站其他輔助性設(shè)施礦區(qū)實施自動駕駛環(huán)境勢 礦區(qū)實施自動駕駛環(huán)境勢13Source:專家訪談;億歐智庫整理;圖片來自于內(nèi)蒙古海拉爾神寶煤礦實地拍攝Part2.礦區(qū)自動駕駛的應(yīng)用研究TheApplicationofAutonomousDrivingTechnologyinMiningArea14海外礦區(qū)自動駕駛更早進(jìn)入商用階段,大部分從FMS演變而來…海外礦區(qū)自動駕駛的主要代表是大型工程機(jī)械及系統(tǒng)公司,如卡特彼勒、小松、日立,也包含部分獨立發(fā)展的創(chuàng)業(yè)企業(yè)如ASI且基本可實現(xiàn)完全無人化運輸,ASI與日立等公司緊隨其后,也進(jìn)入了部分自動化或落地試點階段。海外礦區(qū)自動駕駛技術(shù)大部分可追溯至有人車的FMS(FleetManagementSystem,車隊調(diào)度管理系統(tǒng)),并經(jīng)過CWS、CHO、CAS等部分自動化人為輔助階段,然后進(jìn)入模擬試驗的完全自動駕駛,最后進(jìn)入完全自動化無人駕駛。目前卡特彼勒和小松都有較長時間的自動駕駛研發(fā)經(jīng)驗,且都有全球最優(yōu)秀的FMS億歐智庫:海外自動駕駛技術(shù)推進(jìn)階段自動化程度模擬試驗自動化程度模擬試驗完全自動化(無人)成本技術(shù)性風(fēng)險曲線自動識別 ) 碰撞規(guī)避(CAS)編排協(xié)助(CHO)部分自動化(人為輔助)碰撞警告(CWS)FMS駕駛員輔助有人運輸落地試驗階段
落地商用階段15Source:專家訪談,歷年媒體資料,歷年公司年報;億歐智庫整理…海外主流礦區(qū)自動駕駛均隸屬于整體礦山自動化方案,獨立性較弱小松的自動駕駛晚于卡特彼勒,且起源于外部公司ModularFrontRunner系統(tǒng),該系統(tǒng)于1990年開始研發(fā),是基于GPS和單車智能為主的解決方案,主要實現(xiàn)的功能是智能調(diào)度和避障。相較小松,卡特彼勒MineStar有約50年發(fā)展歷史,起源于內(nèi)部的軟件研發(fā)部門,經(jīng)過多次迭代,整合形成目前完整的針對礦區(qū)的方案,卡特彼勒的礦區(qū)自動駕駛方案主要實現(xiàn)的功能是卡車調(diào)度優(yōu)化,設(shè)備資產(chǎn)運維等。如小松的戰(zhàn)略和卡特彼勒的MineStar戰(zhàn)略。億歐智庫:小松(左)和卡特彼勒(右)礦山自動化整體解決方案
億歐智庫:海外典型案例小松的戰(zhàn)略規(guī)劃調(diào)研 礦山計劃 施工 驗收人工參與全流程人工與機(jī)器互相配合 SmartConstruction機(jī)器全流程運作無需人工加入DANTOTSU價值支撐增長戰(zhàn)略中,此戰(zhàn)略主要由三個部分組成:DANTOTSU產(chǎn)品,DANTOTSU服務(wù)以及DANTOTSU解決方案。其中DANTOTSU解決方案包含了DANTOTSU價值支撐增長戰(zhàn)略中,此戰(zhàn)略主要由三個部分組成:DANTOTSU產(chǎn)品,DANTOTSU服務(wù)以及DANTOTSU解決方案。其中DANTOTSU解決方案包含了Landlog解決方案和SmartConstruction解決方案,LandLog用于實現(xiàn)整個作業(yè)區(qū)的“可視化”,而其核心AHS(自動駕駛)系統(tǒng)是這個體系背后的一環(huán)。從整體上來說,小松要做的是利用無人機(jī)等先進(jìn)設(shè)備做到礦區(qū)整體無人化,和中國現(xiàn)階段只在運輸上無人化有較大差別。Source:小松網(wǎng),特彼官網(wǎng)專家訪;歐智整理 16卡特彼勒、小松在海外礦區(qū)自動駕駛落地商用市場遙遙領(lǐng)先,并且在2018年后迎來爆發(fā)增長目前海外礦區(qū)自動駕駛商用落地市場中,卡特,小松處于行業(yè)領(lǐng)先地位:卡特彼勒2020年無人車保有量342臺,略高于保有量260RioTinto、BHPCodelco、Fortescue等,基本符合“大礦企大設(shè)備服務(wù)商”的發(fā)展路徑。卡特彼勒于2011年開始正式落地商業(yè)化,晚小松4年,但兩家均在2018年迎來爆發(fā)。億歐智庫:海外礦車自動駕駛合作落地礦企及礦區(qū)
億歐智庫:小松與卡特彼勒自動駕駛礦車數(shù)量34227522026010014034227522026010014015080礦業(yè)企業(yè)礦企礦址KomatsuCodelcoGabrielaMistralKomatsuRioTintoWestAngelasKomatsuRioTintoYandicooginaMineKomatsuRioTintoNammuldiKomatsuRioTintoHopeDownsKomatsuRioTintoPilbaraKomatsuBHPSouthFlank,PilbaraKomatsuBHPGoonyellaRiverside……CaterpillarBHPNavajoMineCaterpillarBHPJimblebarCaterpillarFortescueSolomonCaterpillarRioTintoKoodaideriCaterpillarBHPPilbaraCaterpillarBHPDaunia……HitachiStanwellMeandu……
截至2018年
截至2019年
截至2020年10月小松自動駕駛礦車數(shù)量 卡特彼勒自動駕駛礦車數(shù)量億歐智庫:小松與卡特彼勒自動駕駛礦車?yán)塾嬤\輸重量3025302525202015710 截至2017
截至2018
截至2019
截至2020年10月小松自動駕駛累計運輸重量 卡特彼勒自動駕駛累計運輸重量Source::歷年卡特彼勒年報及季度財報會、歷年小松年報,歷年媒體新聞、億歐智庫整理*注:卡特彼勒未披露2017自動駛礦數(shù)量此處估算據(jù) 172.2中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展?fàn)顩rTheDevelopmentofAutonomousDrivinginChina`sMiningAreas18中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展背景:大型礦山占比將持續(xù)提升改革開放之后中國礦山總數(shù)經(jīng)過了兩個主要的發(fā)展階段,其中2005年~2012年礦山總數(shù)在10萬座以上,2013年至2018年為5.8萬座,預(yù)計未來仍保持-5%~-15%的增長率,2023年將減少至4.5萬座。礦山總數(shù)的大幅下降主要因為小型礦山數(shù)量持續(xù)、快速的減少:2016年2月,國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》,率先在煤炭、鋼鐵兩個行業(yè)開展推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革試點工作,同時嚴(yán)格控制新增產(chǎn)能,嚴(yán)格整理違法違規(guī)建設(shè),小煤礦與保護(hù)區(qū)等重疊的煤礦依法關(guān)閉,條件差的煤礦有序退出;2018中國大型礦山數(shù)量約為4324座,隨著綠色礦山政策的施行,未來中國的大型礦山數(shù)量占比仍將持續(xù)提升。CAGR-2.97%
億歐智庫:中國礦山總數(shù)126,695 126,370 124,930 119,550 117,965 112,638
CAGR-10.05%103,795 99,536 92,061 83,64877,558 67,672 58,5992005年
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
2011年
2012年
2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年億歐智庫:中國大型礦山總數(shù)億歐智庫:中國大型礦山總數(shù)CAGR2.04%CAGR2.22%4,7084,7083,8504,0144,1563,9133,9084,0804,1404,1134,2004,3243,2793,7232,9752005年 2006
2007年
2008年
2009年
2010年
2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年19Source:《中國國土資源統(tǒng)計年鑒》、《中國非油氣礦產(chǎn)開發(fā)利用統(tǒng)計年報》、《露天采礦學(xué)》、專家訪談;億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展背景:礦卡與非公路自卸車為主要運輸工具目前中國礦山主要的汽車類運輸工具有三種,分別是剛性礦卡、普通公路自卸車、非公路自卸車。其中剛性礦卡因為造價較高、維護(hù)和運行成本也較高,一般在大型露天礦山使用,使用壽命長達(dá)10~15年,主要的品牌有北方、三一、徐工、湘電、卡特彼勒、小松。普通公路自卸車與一般的重卡區(qū)別較小,一般只對其進(jìn)行改造就投入礦區(qū)使用,其對礦山環(huán)境的適用性較差、安全性不足,已逐步退出礦山運輸市場。非公路自卸車是使用壽命在3~5年,主要品牌有同力重工、臨工、三一重工、徐工、重汽。億歐智庫:中國礦山總數(shù)
億歐智庫:中國剛性礦卡銷量分布4%6%4%6%10%4%12%64%徐工湘電卡特彼勒小松產(chǎn)品類型優(yōu)勢產(chǎn)品類型優(yōu)勢劣勢載重量范圍使用壽命使用情況剛性礦卡底盤按礦山工況設(shè)計,適合在大型礦山上使用,載重能力強(qiáng),使用壽命長,安全性高。造價高昂,購置、維護(hù)和運行服務(wù)社會資源少,完全依賴生產(chǎn)廠家。30t~400t(國內(nèi)廠商載重量一般在100t以內(nèi))10~15年在大型和超大型礦中保持一定使用量非公路自卸車結(jié)合了剛性礦卡和公路自卸車的優(yōu)點,適合在特定工況條件的礦山工地上運營,效率較高,性價比較高。30t~100t(國內(nèi)廠商載重量一般在70t以內(nèi))3~5年在各類礦中都獲得推廣普通公路自卸車采用普通公路自卸車整體市場規(guī)模大,制造成本低。營效率低。18~50t(國內(nèi)廠商載重量一般在30t以內(nèi))/逐漸淘汰8%8%7%8%8%40%30%其他20Source:《礦山設(shè)備手冊》、《同力重工招股募集書》、專家訪談及其他公開資料;億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展推動因素:日益重視安全問題及核心組件價格下降安全問題是中國礦山自動駕駛最重要的驅(qū)動因素:排土場多為20-30米的深溝,側(cè)翻風(fēng)險極大。
自動駕駛主要配件激光雷達(dá)的價格下滑,使得大規(guī)模商業(yè)化具備基礎(chǔ):VelodyneVelodyne2021傳統(tǒng)T1億歐智庫:中國礦區(qū)安事故計 億歐智庫:鐳神智能多激光達(dá)價格(單位:元)激光雷達(dá)價格12,00010,000激光雷達(dá)價格12,00010,0008,000時間運輸事故起數(shù)運輸事故死亡人數(shù)事故件數(shù)死亡人數(shù)2015626835057520165472249538201732422193752018--2243332019--17031632線激光雷達(dá)
16線激光雷達(dá)
8線激光雷達(dá)
4線激光雷達(dá)21Source:《中國工程機(jī)械年鑒》、《重型機(jī)械工業(yè)年鑒》、專家訪談、北方股份年報、同力重工年報;億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展推動因素:綠色、智慧礦山政策提案的頂層支持發(fā)布機(jī)構(gòu)政策名稱發(fā)布時間礦山自動駕駛相關(guān)政策內(nèi)容發(fā)布機(jī)構(gòu)政策名稱發(fā)布時間礦山自動駕駛相關(guān)政策內(nèi)容國家發(fā)展改革委國家能源局《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016—2030)》2016年12月29日創(chuàng)新煤炭高效建井和智能礦山等關(guān)鍵技術(shù)、煤炭無人和無害化等智能開采、充填開采、保水開采以及無煤柱自成巷開采技術(shù),開展礦井低濃度瓦斯采集、提純、利用技術(shù)攻關(guān)。國務(wù)院辦公廳《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃的通知》2017年1月12日提出要“加強(qiáng)安全科技研發(fā),煤礦重大災(zāi)害風(fēng)險判識及監(jiān)控預(yù)警;超大規(guī)模礦山提升運輸系統(tǒng)及自動化控制;露天礦山高陡邊坡安全監(jiān)測預(yù)警;積極建設(shè)智慧礦山”??萍疾繃临Y源部水利部《“十三五”資源領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》2017年5月18日提出要“針對中國煤炭賦存條件復(fù)雜、開采深度大、開采效率低等特點,開展高效智能開采理論與技術(shù)研究,推動無人工作面成套裝備研發(fā)和智慧礦山建設(shè)?!惫I(yè)和信息化部國家發(fā)展改革委自然資源部《有色金屬行業(yè)智能礦山建設(shè)指南(試行)》2020年4月28日提出要建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造與建設(shè),并鼓勵應(yīng)用智能露天采礦裝備,如智能挖機(jī)、智能卡車等;同時鼓勵“基于5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬的優(yōu)勢,利用ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))技術(shù),開展礦山無人駕駛系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用?!眹野l(fā)展改革委國家能源局等八部委《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》2020年2月25日提出“重點突破精準(zhǔn)地質(zhì)探測、精確定位與數(shù)據(jù)高效連續(xù)傳輸、智能快速掘進(jìn)、復(fù)雜條件智能綜采、連續(xù)化輔助運輸、露天開采無人化連續(xù)作業(yè)”。自然資源部《綠色礦山建設(shè)評價指標(biāo)》2020年6月1日采用大型化自動化液壓鏟裝設(shè)備、液壓挖掘機(jī)或裝載機(jī)、自卸式礦車、大型自移式破碎機(jī)等先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行鏟裝作業(yè)可加分;建立開采及生產(chǎn)過程主要設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可加分。國家稅務(wù)局《國家稅務(wù)總局關(guān)于執(zhí)行<西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄>有關(guān)企業(yè)所得稅問題的公告》2019年新增目錄新增從事“煤炭生產(chǎn)過程綜合監(jiān)控技術(shù)、裝備開發(fā)與應(yīng)用、智能化開采及機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用“的企業(yè)該項收入占總收入70%以上,可減15%所得稅。
中國政策大力推動礦山向數(shù)字化,規(guī)模化,集約化,協(xié)同化大力發(fā)展:在2021明發(fā)展道路。億歐智庫:兩會關(guān)于智慧礦山的提案匯總公司董事長。核心提議是加大對關(guān)鍵技術(shù),裝備研發(fā)及應(yīng)用支持力度。具體建議是對智能化示范礦山,礦山智能裝備技術(shù)攻關(guān)企業(yè)給予政策優(yōu)先支持,對于積極推廣應(yīng)用井下智能裝備的企業(yè)給予資金支持。行業(yè)深耕多年。核心提議是加大對智慧礦山的政策扶持。能化建設(shè)投入視同利潤。江浩然委員是恒銀金融科技股份有限公司黨委書記與董事長。核心提議是提升5G技術(shù)在“智慧礦山”的深度應(yīng)用。具體建議是充分利用5G鏈,促進(jìn)行業(yè)高效,安全發(fā)展;應(yīng)把5G要研究制定適應(yīng)煤礦井下安全運行要求的5G設(shè)備和工業(yè)模組標(biāo)準(zhǔn)。22Source:中國煤炭地址總局,專家訪談;億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展推動因素:用工難與運輸隊成本上升的市場動力因人口老齡化導(dǎo)致的勞動力短缺和人工成本增加是推動礦區(qū)自動駕駛發(fā)展的勞動力因素:礦山勞動力70%是60后和70后,老齡化嚴(yán)重,同時流動性極強(qiáng),一般5~6年便會轉(zhuǎn)崗,而偏遠(yuǎn)地區(qū)惡劣的工作環(huán)境加重用工難問題,高原地區(qū)的平均轉(zhuǎn)崗時間為3年。剛性礦用車的司機(jī)工資在10000人民幣以上,寬體車司機(jī)的工資也在6000~7000元,未來仍然呈上漲趨勢,且為保障礦車行駛以及駕駛員的安全,礦用車一般會配備4~5名司機(jī),小型礦車會配備2~3名司機(jī),在大型礦區(qū),一年僅運輸隊司機(jī)的人員成本就高達(dá)千萬。20%10%20%10%
億歐智庫:中國礦區(qū)駕駛員年齡現(xiàn)狀分布
億歐智庫:中國礦區(qū)駕駛員平均工資水平(單位:元/月)剛性礦卡駕駛員工資 寬體車駕駛員工資21,00015,00015,00013,00010,0009,0006,00060和70后
80后 90后
2020年
2025年預(yù)測
2030年預(yù)測23Source:專家訪談,政府相關(guān)網(wǎng)站,勞動觀察;億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛歷程:正在從使用落地向大規(guī)模商用發(fā)展中國礦區(qū)自動駕駛歷程:中國礦區(qū)自動駕駛發(fā)展起源于20世紀(jì)90年代,但在2014年后伴隨著自動駕駛發(fā)展才逐漸成熟,目前已經(jīng)過起步,技術(shù)研發(fā)和試驗階段。2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021起步階段 技術(shù)研發(fā)階段 部分產(chǎn)品進(jìn)入試用階段品,其中包括110噸無人礦卡。北方股份開始涉足無人駕駛礦用車的研發(fā)?;弁刂悄?014年成立踏歌智行2016年成立易控智駕2018年成立伯鐳科技2015年成立盟識科技2015年成立
株洲中車與美國ASI駛系統(tǒng)合作協(xié)議”。北方股份與踏歌智行172噸MT3600B機(jī)器人輔助駕駛電動輪礦車在包鋼白云鐵礦進(jìn)行測試。大唐國際寶利煤礦與慧拓智能合作研發(fā)無人運輸系統(tǒng)。北方股份與踏歌智行合作研究無人駕駛線控系統(tǒng)。臺應(yīng)用基于百度APOLLO平臺架構(gòu)的無人駕駛技術(shù)。標(biāo),是國內(nèi)首次大型礦山企業(yè)進(jìn)行無人駕駛公開招標(biāo)。江銅集團(tuán)城門山銅礦、航天科工和慧拓智能聯(lián)合成功研制全國首臺5G天礦無人駕駛礦用車。研究與應(yīng)用。
礦區(qū)的商業(yè)化落地運營。北方股份與踏歌智行合作研制的國內(nèi)首臺110噸無人駕駛電動輪礦用車成功下線,2019年上半年試運行,標(biāo)志著中國成為繼美國、日本之后,世界第三個涉足礦用車無人駕駛技術(shù)的國家。神寶能源、航天重工與慧拓智能聯(lián)合研發(fā)的世界首個極寒工況5G+無人駕駛卡車編組在寶日希勒煤礦試運。三一重工SKT90E礦用無人駕駛純電動寬體自卸車新品上市?;弁刂悄芘c徐工集團(tuán)合作研發(fā)的XDE120團(tuán)烏山銅鉬礦首發(fā)試運行。同力重工無人駕駛寬體礦用車開始批量生產(chǎn),數(shù)量達(dá)到30-40臺。準(zhǔn)能集團(tuán)無人駕駛卡車混編運行全面開啟。平朔集團(tuán)公司組織大型露天礦單臺智能卡車無人駕駛階段性驗收。Apollo聯(lián)合慧拓在華能伊敏露天礦實現(xiàn)礦用卡車線控化改造。24Source:專家訪談歷年新聞媒體;億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈各類客戶金屬礦各類客戶金屬礦煤礦水泥/砂石礦其他礦種客戶工程公司運輸公司…………主機(jī)廠自動駕駛服務(wù)商礦主激光雷達(dá)超聲波雷達(dá)供應(yīng)商/合作方高精地圖芯片通信運營商毫米波雷達(dá)精準(zhǔn)定位攝像頭25Source:億歐智庫整理中國礦區(qū)自動駕駛的技術(shù)體系:三級體系、五層架構(gòu)中國礦區(qū)自動駕駛體系:20云平臺云平臺傳輸網(wǎng)絡(luò)邊緣計算平臺GNSSRSU路側(cè)傳感器RSU5G基站5G/LTE-V2X通信終端、攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、車載定位、車載計算平臺等 自動駕駛運輸工具 終端安全保障高精地圖智能調(diào)度高精地圖智能調(diào)度感知計算定位服務(wù)遠(yuǎn)程接管智能監(jiān)控故障檢測數(shù)據(jù)分析云平臺安全保障 平臺層(云平臺) 、衛(wèi)星定位) 感知層(感知、邊緣計) ) 安全層線控節(jié)氣門、線控制動線控轉(zhuǎn)向激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、車載計算單元RSU、GPS/GNSS接收器、車載交換機(jī)安全系統(tǒng)、防火墻底層資源調(diào)配、數(shù)據(jù)層、算法層、應(yīng)用層Source:IMT-2020(5G)推進(jìn)組《智慧礦山5G自動駕駛技術(shù)皮書》、多技術(shù)家訪;億智庫理 26礦區(qū)自動駕駛市場規(guī)模:百億技術(shù)服務(wù)市場與千億運輸服務(wù)市場礦區(qū)自動駕駛市場主要可分為兩類商業(yè)模式:技術(shù)服務(wù)和運輸服務(wù)。車銷售所對應(yīng)的市場;運輸服務(wù)費對應(yīng)的是一種新的商業(yè)模式,礦區(qū)自動駕駛直接提供自動駕駛運輸服務(wù)。億歐智庫調(diào)研測算,2030年中國礦區(qū)自動駕駛技術(shù)服務(wù)市場規(guī)模將達(dá)到129億元/年,中國礦區(qū)自動駕駛運輸服務(wù)市場規(guī)模將達(dá)到3912億元/年。億歐智庫:中國礦區(qū)自動駕駛技術(shù)服務(wù)市場規(guī)模(單位:億元)
億歐智庫:中國礦區(qū)自動駕駛運輸服務(wù)市場規(guī)模(單位:億元) 自動駕駛服務(wù)商 自動駕駛服務(wù)商 礦區(qū)運輸車主機(jī)廠 運輸公司 運輸隊運營進(jìn)行運輸 直接交付自動駕駛技術(shù)*36.7219.1410.691.142020E3.422021E2022E2023E2024E2030E 自動駕駛服務(wù)商 礦區(qū)運輸車主機(jī)廠 /EPC/運輸公司 運輸隊運營進(jìn)行運輸 直接交付自動駕駛運輸服務(wù)1,056.60626.25306.3026.102020E120.652021E2022E2023E2024E2030E*注:此處未區(qū)分前裝及后裝市場
Source:億歐庫測算 27Part3.中國礦區(qū)自動駕駛的典型案例TheCasesofAutonomousDrivinginChina`sMiningArea28慧拓智能的發(fā)展歷史與核心團(tuán)隊慧拓智能的發(fā)展歷史:慧拓智能是中科院孵化的高新技術(shù)企業(yè),正式運營于2017倒運輸、園區(qū)物流與智能網(wǎng)聯(lián)建設(shè)方面進(jìn)行戰(zhàn)略布局。其核心技術(shù)起源可追溯至王飛躍教授的平行駕駛理論,其試驗完成了全世界第一個礦山無人化系統(tǒng),并應(yīng)用到必和必拓的礦山作業(yè)中。通過提供礦區(qū)無人化領(lǐng)域全棧式整體解決方案,其戰(zhàn)略目標(biāo)為打造礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),目前已覆蓋煤炭、冶金、有色、水泥四大行業(yè),系國內(nèi)目前唯一提供涵蓋露天礦、井工礦整體解決方案的企業(yè)。2014年11月,慧拓智能正式成立。2017年52019年3A1輪數(shù)億元人民幣,并在同年12A22019年92014年11月,慧拓智能正式成立。2017年52019年3A1輪數(shù)億元人民幣,并在同年12A22019年9業(yè)化落地運營。2020年8月,“愚公”無人礦山整體解決方案首次正式應(yīng)用于井工礦。年10月,參與研發(fā)的無人駕駛卡車編組在國家能源集團(tuán)神寶能源露天煤礦試運行,同年122021年3301988-1989年擔(dān)任NASA陳龍博士是慧拓智能的聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO,系中山大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與計算機(jī)教授,并擔(dān)任博士生導(dǎo)師與無人車研究中心主任,擁有10余年無人駕駛研發(fā)經(jīng)驗,擅長無人駕駛領(lǐng)域感知與決策模塊,擁有豐富的創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗以及深厚的礦區(qū)背景。29Source:專家訪談,慧拓智能官網(wǎng),領(lǐng)英;億歐智庫整理慧拓智能的技術(shù)體系與落地方案慧拓智能的技術(shù)體系與落地方案:慧拓智能“愚公YUGONG”無人礦山整體解決方案由六大核心子系統(tǒng)構(gòu)成,子系統(tǒng)已實現(xiàn)軟件硬件化與產(chǎn)品系列化,通過構(gòu)建虛擬億歐智庫:慧拓智能”公YUGONG”人礦整體決方案 億歐智庫:慧拓智能落場景布V2X感知系統(tǒng)
礦車無人駕駛系統(tǒng)云端智能調(diào)度與管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)
無人運輸仿真系統(tǒng)
大唐保利礦:首個礦區(qū)運輸無人化落地項目,應(yīng)用了自動駕駛,機(jī)群調(diào)度和遠(yuǎn)程管控三個系統(tǒng)
國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)項目:國內(nèi)最大噸位無人礦卡落地,最大承載噸位290噸云南
北京河北山東安徽
馬鋼礦業(yè)和尚橋采場:國內(nèi)首個黑色金屬項目落地,計劃年內(nèi)實現(xiàn)10臺無人駕駛礦車和35臺有人駕駛礦車的混編運行行駕駛理論(ACP模型),VCU
云南文山州華聯(lián)鋅銦礦:建立有色金屬行業(yè)高海拔地區(qū)潮濕雨雪復(fù)雜環(huán)境下的無人示范區(qū)*地圖素材來源于國家測繪局審圖號:GS(2008)1503號
神寶集團(tuán)項目:首個極寒無人駕駛卡車項目,填補了極寒地區(qū)設(shè)備無人化測試規(guī)程的空白
廣東江銅集團(tuán)城門山礦:中國首臺5G網(wǎng)絡(luò)智能無人駕駛礦用車落地,中國有色行業(yè)尚屬首例Source:專家談,拓智官網(wǎng)億歐庫整理 30踏歌智行的技術(shù)體系與落地方案踏歌智行的技術(shù)體系與落地方案-地-云協(xié)同的智慧礦山無人運輸系統(tǒng),實現(xiàn)了由云端智能調(diào)度管理、4G/5G車聯(lián)網(wǎng)通信、智能路側(cè)單元和車載智能終端組成的露天礦無人駕駛運輸全棧式解決方案。踏歌智行的客戶覆蓋能源、金屬等領(lǐng)域的大型國有企業(yè)集團(tuán)和國內(nèi)最大的煤礦EPC中環(huán)協(xié)力等礦山行業(yè)標(biāo)桿企業(yè),可行性研究項目向商業(yè)訂單的轉(zhuǎn)化率接近100%。億歐智庫:踏歌智行露天礦無人駕駛運輸全棧式總體解決方案 億歐智庫:踏歌智行落地場景分布“??亍薄皶绻取甭短鞜o人駕駛運輸全棧式解決方案“御疆”地面系統(tǒng)
礦用卡車主動安全防撞保護(hù)系統(tǒng)
白云鄂博鐵礦:打造全國基于5G網(wǎng)絡(luò)條件下無人駕駛礦車的首個應(yīng)
內(nèi)蒙古
在南露天煤礦完成了2臺SF31904型礦用自卸車的無人化改造,實現(xiàn)云端調(diào)度平臺建設(shè)和車輛編組運行。于2020年6月,完成項目驗收,獲得客戶高度認(rèn)可,隨即進(jìn)入下一階段合作。從產(chǎn)品角度看,大礦用卡車品類,兼容多品牌多車型,同時支持無人駕駛新車型生產(chǎn)適配和在用車無人化升級改造。其研發(fā)的“礦用卡車主動安全防撞保護(hù)系統(tǒng)”產(chǎn)品是針對露天礦運輸?shù)V卡的駕駛員輔助系統(tǒng)。
用。目前,實現(xiàn)了在5G網(wǎng)絡(luò)下,東礦區(qū)全礦的無人駕駛。*地圖素材來源于國家測繪局審圖號:GS(2008)1503號
中環(huán)協(xié)力永順煤礦:該項目是目前國內(nèi)數(shù)量最大的踏歌智行完成了無人駕駛寬體自卸車的夜班作業(yè)。
32Source:專家訪談,踏歌智行官網(wǎng)易控智駕的發(fā)展歷史與核心團(tuán)隊易控智駕的發(fā)展歷史:易控智駕成立于2018校無人駕駛車隊的碩博士,也有來自車企的智能專家,還有來自于露天設(shè)計研究機(jī)構(gòu)的智慧礦山專家。易控智駕的團(tuán)隊擁有豐富的無人駕駛系統(tǒng)研發(fā),礦用卡車調(diào)度監(jiān)控平臺開發(fā)等經(jīng)驗,致
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