隨著智慧化礦山的建設(shè)，有軌電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)正在被越來(lái)越多的礦山企業(yè)所認(rèn)可。無(wú)人駕駛系統(tǒng)的實(shí)施，可以減少運(yùn)輸水平作業(yè)人員，包括井下電機(jī)車司機(jī)和溜井放礦工，在井上控制室一個(gè)人可以監(jiān)管多臺(tái)車的運(yùn)行，改善勞動(dòng)環(huán)境，增加設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，提高生產(chǎn)能力，達(dá)到本質(zhì)安全水平，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人的目標(biāo)。

自動(dòng)化省人方面

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝礦，無(wú)須遙控放礦，節(jié)省人力。

實(shí)現(xiàn)軌道衡自動(dòng)計(jì)量，無(wú)須遙控開(kāi)車計(jì)量，節(jié)省人力。

在平硐內(nèi)摘鉤、掛鉤時(shí)，操作工通過(guò)遙控器實(shí)現(xiàn)電機(jī)車的近距離遙控，節(jié)省人力。

實(shí)現(xiàn)電機(jī)車自主巡航，結(jié)合主動(dòng)的雷達(dá)障礙物檢測(cè)，無(wú)須遙控操作，節(jié)省人力。

安全保障方面

增加車前雷達(dá)障礙物檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全防護(hù)。

放礦機(jī)系統(tǒng)增加遠(yuǎn)程斷電功能，出現(xiàn)問(wèn)題緊急斷電，防止溜井的跑礦。

在卸礦井處增加料位檢測(cè)及礦車板結(jié)檢測(cè)，防止卸礦過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題。

增加 4G 專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)冗余，防止機(jī)車斷網(wǎng)失控。

增加礦車料位檢測(cè)功能，防止料位超高落礦，防止掛大線。

增加大塊檢測(cè)功能，出現(xiàn)大塊自動(dòng)檢測(cè)、停機(jī)、報(bào)警。

1、機(jī)車無(wú)人運(yùn)行控制技術(shù)

車載控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接受遠(yuǎn)程控制中心系統(tǒng)的指令，自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)車啟動(dòng)、加速、勻速、減速、剎車滯動(dòng)、停車、升 / 降弓等，并將執(zhí)行結(jié)果反饋給地面控制中心。

2、機(jī)車自主運(yùn)行變速巡航技術(shù)

基于定速巡航原理，建立車輛變速巡航模型（自適應(yīng)巡航模型）。根據(jù)生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度軟件模型發(fā)出的行車指令，結(jié)合軌道 / 道路客觀分布狀況，即前方直道彎道狀況，是否需要避讓等，實(shí)現(xiàn)行車自適應(yīng)軌道和調(diào)度指令，自主調(diào)節(jié)行車速度，使裝礦 -> 行走 -> 卸礦整個(gè)過(guò)程達(dá)到自主運(yùn)行。

3、料位監(jiān)測(cè)技術(shù)

集機(jī)車移動(dòng)視頻、數(shù)據(jù)采集、調(diào)度指令傳輸為一體，是連接機(jī)車和地面控制中心的重要通道，采用了有線無(wú)線相結(jié)合，多種無(wú)線冗余的寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

4、高可靠通訊冗余技術(shù)

采用激光測(cè)量方式，自動(dòng)檢測(cè)溜井內(nèi)礦石料位，一方面控制溜井卸礦，另一方面指揮調(diào)度機(jī)車裝礦。自動(dòng)檢測(cè)并調(diào)度放礦坑保持一定高度料位，保障下方破碎站安全。

5、機(jī)車精確定位

采用多項(xiàng)技術(shù)手段相融合，對(duì)機(jī)車進(jìn)行精確定位，是無(wú)人駕駛的先決條件。直道彎道加減速，是自動(dòng)放卸礦、 機(jī)車調(diào)度、道岔控制的基礎(chǔ)。

6、多機(jī)車優(yōu)化智能調(diào)度技術(shù)

和信集閉道岔自動(dòng)控制一起，實(shí)時(shí)優(yōu)化計(jì)算，調(diào)度井下機(jī)車的運(yùn)行，確保機(jī)車運(yùn)行效率最高，使得每班8小時(shí)內(nèi)，用于生產(chǎn)工作的時(shí)間最多，等待避讓的時(shí)間最少。

7、自動(dòng)裝礦技術(shù)

自動(dòng)裝礦系統(tǒng)安裝于每個(gè)溜井放礦處，當(dāng)機(jī)車靠近且當(dāng)前裝礦系統(tǒng)接收到調(diào)度中心的裝礦指令時(shí)，自動(dòng)裝礦系統(tǒng)將根據(jù)可調(diào)的放礦參數(shù)自動(dòng)控制溜井放礦機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝礦。

8、軌道障礙物自動(dòng)識(shí)別和機(jī)車防碰撞技術(shù)

建立井下直道和彎道的三維模型，通過(guò)前探測(cè)雷達(dá)掃描與三維模型匹配，再結(jié)合機(jī)車視頻的自動(dòng)識(shí)別，可以檢測(cè)前方的軌道上是否有人、是否有其它設(shè)備，機(jī)車之間是否有足夠的安全距離，必要時(shí)采取自動(dòng)緊急剎車，實(shí)現(xiàn)自主安全。

9、安全應(yīng)急保障系統(tǒng)

在正常的情況下，由控制中心系統(tǒng)調(diào)度指揮整個(gè)井下機(jī)車的運(yùn)行。如出現(xiàn)故障，必須交由應(yīng)急保障系統(tǒng)來(lái)控制，并建立了井下應(yīng)急巷道，確保機(jī)車和井下各個(gè)設(shè)備設(shè)施安全。

安徽馬鋼張莊鐵礦

安徽馬鋼張莊鐵礦有 500 萬(wàn)噸年產(chǎn)量、9 個(gè)穿脈、 12 公里運(yùn)輸總長(zhǎng)、7 臺(tái)電機(jī)車、18 個(gè)放礦站、2 個(gè)卸礦站。 該項(xiàng)目在 2016 年開(kāi)始建設(shè)；2017 年完成了全系統(tǒng)實(shí)施和調(diào)試，并開(kāi)始運(yùn)行。

基礎(chǔ)建設(shè)內(nèi)容

對(duì) 7 臺(tái)電機(jī)車進(jìn)行改造，將普通的電機(jī)車升級(jí)為無(wú)人駕駛電機(jī)車。

井下所有區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，共架設(shè) 75 套通信基站。在各重點(diǎn)區(qū)域安裝 62 套視頻監(jiān)控設(shè)備。

在中控室安裝服務(wù)器、大顯示器和 3 套操控臺(tái)，兩用一備。

在軌道上方安裝 140 個(gè)定位裝置，實(shí)現(xiàn)機(jī)車定位校準(zhǔn)。

為井下 12 套放礦溜井加裝自動(dòng)控制設(shè)備，包括放礦機(jī)控制設(shè)備、料位檢測(cè)設(shè)備、大塊檢測(cè)設(shè)備、車斗自動(dòng)定位設(shè)備、視頻設(shè)備等。

在各重點(diǎn)區(qū)域安裝 62 套視頻監(jiān)控設(shè)備。

社會(huì)效益

無(wú)人駕駛、無(wú)人放礦，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全； 

降低人為因素導(dǎo)致的生產(chǎn)事故； 

減少工傷事故和減小職業(yè)病的發(fā)生概率；

改善工作環(huán)境，使電機(jī)車崗位由井下陰暗、潮濕、粉塵的環(huán)境中解放出來(lái)； 

提升企業(yè)自動(dòng)化、信息化水平，進(jìn)而提升企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。

經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配礦；

減少人力資源成本；

提高運(yùn)輸效率；

確保礦石質(zhì)量穩(wěn)定；

降低人為操作所造成的經(jīng)濟(jì)損失；

降低設(shè)備維護(hù)成本；