智能化建設是礦山安全高質量發展的核心技術支撐，對實現礦山減人增安提效、促進能源綠色低碳轉型有著重要意義。５月５日，中國科學院自動化研究所、國際先進技術應用推進中心、中國礦業大學（北京）內蒙古研究院、中科慧拓聯合孵化的礦山智能運載機器人“載山CarMo”在內蒙古鄂爾多斯正式發布。據了解，這是我國首臺套具備產業化標準要求的、具備完全自主知識產權的新能源運載裝備。
本次活動由中國科學院自動化研究所、中國礦業大學（北京）、國際先進技術應用促進中心、鄂爾多斯國家高新技術產業開發區、中國礦業大學（北京）內蒙古研究院、中國煤炭工業協會生產力促進中心、中科慧拓主辦，中國自動化學會、智慧礦山專業委員會、「中國礦業大學（北京）-中國科學院自動化所-中科慧拓」智慧礦山聯合基地協辦。來自政府部門、科研院校、礦山企業及供應鏈生態伙伴的近200位領導、專家和行業同仁出席了本次活動。
擁有完全自主產權
“載山”攻克礦山無人駕駛車輛三大難題
智能礦山無人化一直是中國無人駕駛技術應用的重要場景之一。2020年初，國家發改委等八部門印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，其中明確，到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦要基本實現智能化，形成煤礦智能化建設技術規范與標準體系。
隨著技術不斷成熟，智能礦山建設持續落地。國家能源局數據顯示，當前全國有近400處煤礦正在開展智能化建設，總投資規模超過1000億元，投資完成率近50%。實際工作中，由于當前礦山無人化方案是對有人駕駛車輛進行后裝改造，因此載體本身面臨一系列亟待解決的本質矛盾，制約了智慧礦山前進步伐。
具體體現為三大難題：首先，礦用車輛底盤與后裝無人駕駛系統松散耦合，物理架構與信息架構不統一；其次，有人駕駛室無法滿足無人駕駛主控設備箱的防塵散熱問題，可靠性差；最后也是重要的，為有人駕駛設計的線控安全策略無法滿足無人駕駛安全需求。
針對這些痛點，陳龍介紹，從前期設計、技術調整到產品試驗，經過近兩年時間打磨，智能礦山機器人“載山CarMo”成功下線，并在內蒙古鄂爾多斯一處露天礦進行無人編組試運行。“天生長在身上的無人駕駛系統和線控底盤，完全為礦山無人運輸而正向設計，從根本上解決了問題。”陳龍表示，“載山CarMo”開創性地取消了傳統設計、實現無人駕駛系統前裝，是一款真正意義的全時無人駕駛礦山運輸機器人。
此外，從性能上來看，“載山CarMo”還具備了三大特點：其一，電池電量相較同等核載純電寬體車增加50%，達到525kwh，以精準控制策略發揮最大效能同時延長動力單元使用壽命；其二，支持斜坡、高速等各類情況下不停車順滑換擋，提高行車作業效率；其三，與同載重車型相比，車體更小底盤更穩，可實現0.3°以內轉向的精準控制，靈活穩定應對各種路況，保障車輛安全穩定運行。
“載山CarMo”通過整合行業資源，集中攻關多項技術難點，在底盤功能整合、核心控制算法、感知定位融合方面實現多項技術突破，擁有完全自主知識產權，關鍵部件國產化率在95%以上，可用于露天礦山、散貨碼頭等多場景的重載物料運輸。
鄂爾多斯市人民政府副市長孔繁飛在致辭中指出，鄂爾多斯煤炭、天然氣探明儲量分別占全國的1/6和1/3，去年煤炭銷量占全國1/5，對于智慧礦山建設有更高要求。首臺(套)礦山智能運載機器人依托中國礦業大學(北京)內蒙古研究院與中國科學院自動化研究所的科研能力、先進的技術支撐，實現了礦山運輸車輛的無人駕駛、自主調度、遠程監控等功能，極大的提高了礦山運輸效率和安全性，大幅降低了人力成本和環境污染，有效推動鄂爾多斯市煤炭產業綠色低碳轉型發展。
“智慧礦山之路的方向是智能裝備，而智能裝備將來要走機器人化道路。”中國工程院院士、中國礦業大學（北京）校長葛世榮指出，“載山”的發布不僅是一項成果的孵化，更是科技創新引領下，向清潔、低碳、智能、安全的礦山生產邁進的新高度。葛院士高度認可“載山”在自主性、控制性、智能性等技術上的國際先進性體現，并期待鄂爾多斯成為智能露天礦山運載機器人的制造基地，通過彎道超車甚至換道超車，超越小松、卡特彼勒，使我國露天礦智能裝備制造上先人一招，取得豐碩的成果。
中科院自動化所黨委書記牟克雄在致辭中指出，中科慧拓是中科院自動化所堅持“四個面向”，依托研究所在自動化控制和平行理論方面長期深厚積累孵化出的高科技企業代表，中科慧拓以自主研發的平行駕駛技術，研發了自主可控的平行礦山操作系統愚公，填補了世界極寒氣候相關領域的空白，在降本增效的同時，切實守護了礦山的生命和財產安全。“載山”的發布將是礦山智能化發展的標志性成果，為實現礦山安全、智慧、綠色發展提供有力支撐，真正實現人工智能與實體經濟的深度融合。
重新定義礦山安全
平行智能安全員上車實現300%可靠
對于礦山生產運營來說，安全永遠是第一要義。應急管理部部長王祥喜此前表示，要把防止重特大事故作為重中之重，“要大力推進科技興安，推廣使用先進技術、先進裝備，在某些高危行業，通過機械化減人，自動化、智能化來換人。”
4月27日，內蒙古印發《進一步加強全區露天煤礦安全管理若干措施的通知》，要求對現有儲量大、現場管理好、技術人員配備強的露天煤礦，推動無人駕駛、邊坡雷達監測等先進技術應用，通過智能化、信息化建設改造，進一步提升安全生產水平。
對于露天礦山開采運輸來說，“少人則安無人則安”是根本理念和目標。自2017年起，中科慧拓便開啟了無人礦山技術的產品化進程，自2019年在大唐集團寶利煤礦落地國內首個無人運輸系統商業化運營項目，中科慧拓已承擔絕大多數全國產量前十大煤礦的智慧礦山無人化項目，在冶金、有色、水泥行業也打造了標桿意義的無人化項目。
陳龍介紹，此次發布“載山CarMo”首要任務就是面向礦山安全保障。取消傳統駕駛室的全新設計，徹底將駕駛人員從危險作業場景解放出來，真正意義上推動實現礦山本質安全高質量發展。
同時，“載山CarMo”具備無人駕駛、近程遙控、遠程駕駛三種控制模式，可以滿足多場景多工況下運行需求，具備實時精準的環境感知能力，遇障礙物可自主選擇等障或避障繞行；多傳感器融合定位提供厘米級的精準定位。同時，基于精準控制和智能決策，可自動適應復雜路況，與挖機終端協同作業，自動完成裝載作業。
“載山CarMo”高度智能化、無人化的背后，是一套安全閉環的平行礦山操作系統支持。中科慧拓有著近30年的技術沉淀，在全球礦山無人化第一人王飛躍教授指導下，核心技術歷經了智能平行駕駛系統、平行工業智聯網平臺的完善,到如今完美適配系統平臺的新能源運載裝備（OS+P+V）的發布。
中科慧拓領先行業走過常態化安全員下車無人駕駛階段，智能礦山迎來了“平行智能安全員上車”的下一個時代。愚公YUGONG平行礦山操作系統的技術支持下，車輛運行狀態和數據變化實時同步上傳，實現駕駛員遠程監控和操作。同時平行仿真系統中，礦山礦車1:1還原模擬會車、跟車、繞障、邊坡卸載等危險工況，進行全天候、全時段、全過程測試，深入驗證礦卡的安全運載方案大幅降低實地測試的風險系數，實現人車安全保障升級。
中國科學院自動化研究所復雜系統管理與控制國家重點實驗室主任、中科慧拓首席科學家王飛躍表示，通過讓參與生產的人、物、系統在虛擬世界“吃多塹”，在現實世界“長多智”，人工系統、計算實驗和平行執行三套系統各司其職，相當于實現了300%的可靠性，保障了300%的安全。
布局新能源創新應用
計劃打造新時代礦山安全運行樣板工程
此次新發布的首臺套新能源無人運載裝備，相比于傳統燃油車，具有人工、能耗、綠色、智能、安全等多方面優勢。
新裝備不僅可以降低人工成本60萬；在能耗方面，新能源相較于傳統燃油車，僅重載上坡綜合節省能耗成本就可達到約81.9%；節能減排方面，每萬臺新能源替代燃油車，一年將節約柴油消耗22億升、減少四項污染物排放3.88萬噸、減少CO?排放578萬噸。
多年來，中科慧拓積極推動智能化發展，以科技創新助力礦山智能化、無人化建設，積累了豐富的應用經驗。當前在碳達峰、碳中和的目標下，國家加速布局新能源產業，推動能源礦山的綠色轉型發展。
陳龍介紹，未來礦山智能機器人將會是新能源化、無人化、智能化系列產品，將具體解決運載噸位提升、充換電一體、氫能的使用、適配更豐富的場景等問題。
首臺套成果發布后，中科慧拓現場與各方達成一系列合作意向。中科慧拓與國先中心達成戰略合作協議，聚焦前沿科技創新突破、成果轉化、實驗室體系創新等領域展開合作事宜；與中國礦業大學（北京）內蒙古研究院達成戰略合作協議，在礦山無人駕駛技術平臺載體建設、技術研發、成果轉化等方面進行深度合作；與7家能源礦業企業達成意向訂單簽約，已收到累計200臺意向訂單；與25家生態伙伴企業達成戰略合作協議；與華測導航、速騰聚創、睿創微納達成供應鏈伙伴戰略合作協議。
對于新載體的落地，中科慧拓已有明確的“日程表”。基于新載體推出的閉環系統優勢，中科慧拓計劃打造至少多個礦山智能機器人新時代的礦山安全運行樣板工程，后續就是大規模商業化應用，用技術踐行礦山本質安全。陳龍介紹，新時代礦山安全運行樣板工程的落地，將融合政府部門、礦方客戶、方案實施方、供應鏈伙伴等全生態的配合參與，中科慧拓和礦方的完美配合將起引領作用。
融合拓展“政產學研用”生態
共建安全高效綠色的智慧礦山終局
二十屆中央全面深化改革委員會第一次會議審議通過的《關于強化企業科技創新主體地位的意見》，強調推動形成企業為主體、產學研高效協同深度融合的創新體系。
智慧礦山的終局，是實現礦山生產的安全、高效、綠色、節能目標。這需要推動形成企業為主體、產學研高效協同深度融合的創新體系，協調發揮好政府、高校、科研院所和各類所有制企業的作用，拓展形成一套完善順暢的“政產學研用”生態機制。
中科慧拓作為科技企業，具備科技創新優勢體現在三大抓手：開放的愚公平行操作系統、工業物聯網平臺，以及天然適配無人駕駛的新能源載體，使得我們在行業內具有絕無僅有的優勢。”陳龍介紹，載體是為了更好提供服務而做，最終通過將礦山運行的數據收集納入系統整理分析，探索礦山生產最高效最安全的運營狀態，形成一套最安全、最高效、最低碳綠色的智慧礦山方案。
新能源載體的生產是一個劃時代標志，但核心實力還是以載體為終局版本所形成的平臺數據，對整個行業的支撐是最大的。中科慧拓可以實現數據全面收集整理，深入契合生產管理，與客戶和合作伙伴產生深度鏈接，不僅解決礦方提升效率、降低成本、鞏固安全的需求，更是服務國家能源數據安全戰略。陳龍介紹，“中科慧拓的企業使命，是要通過與能源礦山企業合作，助力共創國家能源數據網絡，為國家能源提供數據和技術支撐。”
中科慧拓堅信，將眼光投向更長的時間維度，直面問題的本質，是解決問題的捷徑。不論面向企業自身戰略調整、還是行業協同發展，中科慧拓提出了一個在礦山作業中使用人工智能的治理框架，即朝著在礦業中實現倫理、社會責任和可持續發展（ERS）的方向，進一步探索為礦業改善工作條件、提高礦工幸福感、對環境更加友好的技術研發，以及產業集群和人才培養。
