近日,智能矿山入选科技部《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》中十大示范应用场景,引发能源行业关注。
据通知内容,科技部将充分发挥人工智能赋能经济社会发展的作用,围绕构建全链条、全过程的人工智能行业应用生态,支持一批基础较好的人工智能应用场景,加强研发上下游配合与新技术集成,打造形成一批可复制、可推广的标杆型示范应用场景。
首批支持建设十个示范应用场景包括:智慧农场、智能港口、智能矿山、智能工厂、智慧家居、智能教育、自动驾驶、智能诊疗、智慧法院、智能供应链。
为何智能矿山得以入选?通知称,针对我国矿山高质量安全发展需求,聚焦井工矿和露天矿,运用人工智能、5G通信、基础软件等新一代自主可控信息技术,建成井工矿“数字网联、无人操作、智能巡视、远程干预”的常态化运行示范采掘工作面,开展露天矿矿车无人驾驶、铲运装协同自主作业示范应用,通过智能化技术减人换人,全面提升我国矿山行业本质安全水平。
事实上,去年以来国内煤电阶段性供应紧张问题突出,煤炭等相关能源价格创下多年新高,煤炭供给不足问题以及如何实现煤炭保供,已引起国家高层及社会的广泛关注。在此背景下,智慧矿山的技术发展,无疑能为我国实现能源保供持续增加先进产能的比重,有效发挥煤炭的兜底保障作用,助力全国煤炭生产供应保障能力的增强。
中国矿业大学(北京)校长葛世荣表示,矿山无人化作业是一项系统工程,也是矿山智能化的发展目标。然而,我国煤炭绿色开采的重要难题是如何实现煤炭开采的低损化和低碳化。这就需要借助5G、工业互联网、人工智能、大数据、数字孪生等新一代ICT技术,更好地实现数据泛在高速接入、装备实时控制、图像视频智能分析、灾害监测预警、机电装备故障诊断等功能,最终构建矿山产运销储用全流程透明化系统。
产研结合 中科院孵化企业助力能源保供
中科院作为国家战略科技力量,在中国过去十年所取得的辉煌科技成果中发挥了重大作用,一批批中科院科学家走出实验室,不断将前沿科研成果转化为科技力量。在2022年6月6日举行的“中国这十年”系列主题新闻发布会上,中科院院长侯建国表示,近十年来,中科院累计向社会转化了约11万项科技成果,助力我国企业的高质量发展。
针对能源保供这一关系到国计民生的重大问题,中科院立足“四个面向”以科技助力智能矿山建设,近几年,由中科院自动化所孵化的智慧矿山技术和服务提供商慧拓已在这一领域取得了一系列成果。
中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃教授是智能控制、智能机器人、无人驾驶、智能交通等领域早期开拓者之一,曾担任美国NASA/UA本地行星资源利用空间工程研究中心无人系统主管与空间机器人首席研究员,研发太空挖掘机器人;担任美国亚利桑那大学系统与工业工程系、矿业与地质工程系教授、机器人与自动化实验室主任、复杂系统高等研究中心主任。90年代初,卡特彼勒邀请王飞跃教授合作研发了全球第一台无人驾驶矿卡,他提出的分层智能控制理论和智能挖掘算法,由此率先应用到了卡特彼勒无人矿卡及必和必拓无人铜矿淬取项目中。
2000年,王飞跃教授以中科院“百人计划”的身份回国,后担任过中科院自动化研究所副所长,2011年创建中科院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室并担任主任至今。
2017年,徐工集团与慧拓进行战略合作,王飞跃教授带领由中科院中青年博士生导师组成核心团队,立足平行智能,迈出了中国智慧矿山无人化的第一步。近几年,慧拓在持续落地矿山无人化项目,推动智慧矿山技术和服务的系统化和体系化,也在与能源和矿山企业合作的过程中,不断强化“产学研用”深度融合。目前慧拓研发人员所占的比例约为70%。而只有像这样把有理论基础的技术人才聚集在一起,服务于生产建设,实验室里的前沿科技成果才能最终转化为实际解决问题的科技应用,从而为中国实现科技强国贡献力量。
慧拓团队基于平行智能自主研发的“愚公YUGONG”平行矿山操作系统是目前全世界唯一全机型、国内唯一多矿种、全场景适配的智慧矿山操作系统。据悉,“愚公YUGONG”系统包含矿车无人驾驶、无人运输仿真、远程驾驶、挖机协同作业管理、V2X智能路侧协同系统、云端智能调度与管理六大子系统,已实现软件硬件化、服务产品化、产品系列化和系统平台化。子系统的搭配组合支持各类场景需求,并适配国内外各型矿车。
矿山如何变得智能?
7月以来,持续36℃以上的高温灸烤着华北大地。位于山西省朔州市的安太堡露天煤矿,地表温度接近50度,整个矿区开启了烧烤模式。同时,大股风沙、煤灰也常常席卷矿区。
条件艰苦,再加上高强度、高危险性的工作环境,曾让这座煤矿很难找到年轻的矿车司机。“夏天的时候,车里像烤炉,沙啊,煤灰啊,从车窗缝里不断灌进来。” 曾有矿车司机在接受媒体采访时表示,“这个矿几百个矿车司机里面,一个90后都没有,现在的娃娃都吃不了这个苦。”
如今,在安太堡露天煤矿,一辆辆穿梭自如的重型矿车内,已经难见挥汗如雨的司机的身影。而在矿区不远处调度指挥中心内,一张张年轻的面孔正聚精会神地盯着面前的大屏幕,上面展示的是矿车作业实时画面、各种车辆运行数据以及矿区实时地图,以保证这些无人驾驶的矿车可以安全运行。
安太堡露天煤矿总面积376平方千米,产量1533吨/年,是当年邓小平同志亲切关怀诞生的中国改革开放第一家中外合资企业,是当时引进外资额度最大、现代化程度最高的中外合作项目,被誉为“中国改革开放试验田”。如今这里又成为了我国探索矿山无人化、智慧化的试验田。