“智能移山”四要素!为什么还需要四个要素？

在寓言《愚公移山》中，愚公坚持不懈的精神值得敬佩，但是当智能时代来临，不依靠人力，如何安全、可靠、高效的移走一座山？慧拓智能无人矿山解决方案或许可以给我们一个答案。

战国时期思想家列子创作过一则寓言《愚公移山》，文章叙述了愚公不畏艰难，坚持不懈，挖山不止，最终感动天帝而将山挪走的故事，用以告诉我们：要克服困难就必须坚持不懈的道理。而这毕竟是一则寓言，现实中并不存在天帝，如果真想移走一座山，无论是劳动工具单一的战国时期还是机械化发达的当下，都要耗费巨大的人力物力，2500多年过去了，翻越这座山仍需要依赖“无穷匮的子子孙孙”。

然而近几年，随着人工智能和无人驾驶技术的发展，人们可以借助无人化与智能技术，实现机械自动化挖掘、无人驾驶集群运输、自主管理，让“移山”不再是困扰几代人的大工程。

“智能移山”四要素

古人移山的目的是让出行更加便利，而今天，我们“移”得更多的是矿山，据统计截止2017年底，全国煤矿7662座，总产能53.08亿吨，一年恐怕要移走好几十座“太行”、“王屋”。

利用自动化机械设备实现自主挖矿，看起来似乎很简单，“装起来运出去”（即自动装卸加自动运输），不过想要实现完备、安全、高效的无人矿山，需要具备四个要素：无人矿卡、智能作业、智能调度中心和应急接管。

为什么还需要四个要素？

因为一台无人车自动驾驶跑起来很简单，简单一定位规划一条路线往复跑就可以了，但是当十几台无人矿卡同时工作，如果没有一个智能调度中心，在路口相遇，这些智能体会相互博弈起来，而且一旦某个车惯导或者GPS出错，没有应急接管，就会变成无头苍蝇一样乱撞。

所以需要具备这四要素，才能真正实现完备、安全的无人矿山。缺少任何单一要素，都可能带来极大的潜在风险和弊端。

无人矿山四要素

这四个要素里，无人矿卡当然是无人矿山的核心元素，负责装载、运输、卸载等一系列重复性操作，它主要通过激光雷达等自主式传感器和LTE-V/4G/5G等网联式传感器实现对矿山复杂、恶劣环境的实时感知并进行轨迹规划和运动控制。

虽然在现实中挖矿没有感动到“天帝”和“操蛇之神”，但是无人车确实也要接收“天上”的信号。每辆无人矿卡由智能调度中心控制，监管车辆并为每辆车指定运输路线，车辆通过接收无线指令以合适的速度按照目标路线运行，完成装载、运输、卸载的循环运作流程。

同时还设有应急接管，当无人矿卡或其他无人工程机这里面，械遇到自身无法处理的情况就会自动报警，保证无人矿山100%的安全。

每个环节都配合紧密，最大程度上节约了运输时间，可以24小时不间断运行，实时监控车辆状况。控制中心通过网络通信，把无人矿卡、挖掘机及整个生产线串联起来，实现高效精密化作业。

慧拓智能的无人矿山方案

平行驾驶：数字四胞胎保障矿山安全运营

小说中，孙悟空跟黄风怪大战三十回合，难分胜负，最终大圣把毫毛揪下一把，变出数个行者，天空中出现了无数个大圣的“同胞兄弟”，各执一棒，最终战胜了黄风怪。

在平行矿山方案中，为提升驾驶安全和运营效率，构造了自动驾驶汽车的数字四胞胎，物理车、描述车、预测车和引导车，集成为“自动驾驶数字四胞胎系统”，也被成为平行驾驶系统，通过形式化描述自动驾驶车辆的行为和交通环境的特征以构建“信息-物理-社会”的交互驾驶环境（描述车），然后在该环境中进行计算实验以对复杂行车场景和工况（含边缘场景/工况）进行试错、优化和预测（预测车），最终通过信息-物理车辆之间的实时交互以引导物理车辆安全高效地驾驶（引导车）。

与传统的单车自动驾驶和网联自动驾驶相比，平行驾驶的先进性和独特性体现在，通过构建和集成软件定义的“描述车-预测车-引导车”系统，大幅度提升驾驶安全和运营效率，特别适用于矿山、物流等应用场景。具备了天生的车辆规模红利，随着运营车辆的增加，运营成本也将大幅下降，具备了技术和成本两方面的巨大优势。

平行驾驶的技术优势

平行驾驶的成本优势

中国无人矿山的“愚公”

寓言里的愚公为了移山倾其一生，而现实中也有一群“愚公”，他们为了实现安全、高效的无人矿山，也在默默奋斗、挥洒热血！

青岛慧拓智能机器有限公司是国内首家和唯一提供无人矿山及短倒运输完整的端到端自动驾驶解决方案和产品的供应商，公司提出的平行矿山及短倒运输完整的端到端自动驾驶解决方案能够在降低单车改装成本的前提下实现集群化的运营管理，让矿山运输更安全高效，在提高矿山机械挖掘与装卸效率。

公司首席科学家王飞跃教授，曾在上世纪90年代与卡特彼勒合作，对动态不可预测的岩石开挖环境进行实时控制算法的设计，应用神经网络、模糊逻辑和有限状态机来模拟人类挖掘策略，通过设计在线铲斗挖掘轨迹，完成了全世界第一辆全自动装载、挖掘和运输的无人自主驾驶大卡车，使得其挖满率从原本的70%提升到90%，获得了1996年的Caterpillar技术发明奖，并与学生共同出版了世界上第一本矿山自动车的研究专著。后与全球第第一大矿业集团公司必和必拓BHP合作，将代理规则和学习控制用于当地淬取（In SiteLeaching）的铜矿作业，并开发了相应的网络化软硬件系统，使得铜矿淬取及矿井运营成本降低了70%，从而获得了1999年的BHP杰出技术成就奖。

CaterpillarAutoDig Project, 1990s

公司CEO陈龙连续多年参加被称为“中国无人驾驶摇篮”的中国智能车未来挑战赛，在创业之初就认定，合适的应用场景将是自动驾驶下一步突破的关键。数年来，慧拓智能立足矿山场景，针对矿山机械智能化与无人化、短倒物流运输、紧急情况远程接管等构建了完整的解决方案。COO王健博士多次深入到内蒙、山西、宁夏等地的煤矿、石灰石矿、硅石矿等地，调研当地的无人矿山运营需求，听取矿山运营方、工程机械车辆厂家、驾驶司机等多方对慧拓智能的无人矿山解决方案和产品的反馈，实现对产品与方案的不断优化与升级。

王健博士矿区实地考察

他们，只是慧拓智能无人矿山团队的一个缩影，还有近百位工程师正奔波在矿区一线，借助和搭建平行驾驶技术，提高无人矿山的智能性、安全性、经济性。慧拓智能公司多年来围绕矿山环境，进行针对性的环境建模、专用知识库构建、场景与功能测试，已形成无人矿卡、智能作业、智能调度中心、应急接管四大产品系列，已与不同行业内的多家龙头企业签订了亿元级量产合作协议，并与多家国有和民营矿业集团形成长期、稳定、深入的合作，致力于打造国内安全、高效并领先的无人矿山机械工程无人化提供商与整体方案解决商！