智能矿山成首批人工智能示范应用场景 如何实现？

近日，智能矿山在科技部发布的《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》中脱颖而出，成为十大示范应用场景之一，立即引起了能源行业的广泛关注。

通知中提到，科技部将全力推进人工智能在社会各领域的发展，特别是在构建全链条、全过程的人工智能行业应用生态方面。他们计划支持一批已有良好基础的人工智能应用场景，通过加强研发上下游的配合与新技术集成，打造一批可复制、可推广的标杆型示范应用场景。

这十个示范应用场景包括智慧农场、智能港口、智能矿山等。尤其令人瞩目的是智能矿山，它因其在提高我国矿山安全水平方面的突出表现而被选中。

通知进一步解释，针对我国矿山的高质量安全发展需求，智能矿山将运用人工智能、5G通信等新一代自主可控信息技术，实现井工矿的“数字网联、无人操作、智能巡视、远程干预”，并在露天矿开展矿车无人驾驶、铲运装协同自主作业。这将通过智能化技术减少人员参与，全面提升我国矿山行业的安全水平。

事实上，去年以来，国内煤电供应紧张问题突出，煤炭价格创下多年新高，煤炭供给不足及如何保供引起广泛关注。在此背景下，智能矿山的技术发展显得尤为重要。它有望为我国能源保供持续增先进产能的比重，发挥煤炭的兜底保障作用，增强全国煤炭生产供应保障能力。

中国矿业大学（北京）校长葛世荣指出，矿山无人化作业是系统工程，也是矿山智能化的发展目标。为实现煤炭开采的低损化和低碳化，需要借助5G、工业互联网、人工智能、大数据等新一代ICT技术，构建矿山产运销储用全流程透明化系统，从而实现数据泛在高速接入、装备实时控制等功能。

中科院赋能能源保供，科技创新助力企业腾飞

作为中国战略科技力量的核心，中科院在过去的十年中取得了辉煌的科技成果，将前沿科研成果转化为实际生产力，推动了中国企业的蓬勃发展。在最近的“中国这十年”系列主题新闻发布会上，中科院院长侯建国透露，近十年来，中科院已累计转化了约11万项科技成果，为社会的高质量发展注入了强大动力。

针对关乎国计民生的能源保供问题，中科院积极发挥自身作用，以科技力量助力智能矿山建设。其中，由中科院自动化所孵化的智慧矿山技术提供商慧拓，已经在该领域取得了一系列显著成果。

慧拓的背后，有一位名叫王飞跃的教授级人物。作为智能控制、智能机器人、无人驾驶、智能交通等领域的早期开拓者之一，王飞跃教授曾在国际顶尖机构担任无人系统主管和空间机器人首席研究员，研发了太空挖掘机器人。早在90年代，他就与卡特彼勒合作研发了全球第一台无人驾驶矿卡，并将其分层智能控制理论和智能挖掘算法应用到实际项目中。

2000年，王飞跃教授以中科院“百人计划”的身份回国，并在中科院自动化研究所担任要职。他的团队于2017年与徐工集团展开战略合作，迈出了中国智慧矿山无人化的第一步。此后，慧拓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。在与能源和矿山企业的合作中，慧拓不断强化“产学研用”的深度融合，目前其研发团队占比高达70%。

汇聚技术精英，打造智慧矿山新篇章

在科技强国的征程中，慧拓团队凭借平行智能研发的“愚公YUGONG”平行矿山操作系统脱颖而出。该系统是全球唯一全机型、国内唯一多矿种、全场景适配的智慧矿山操作系统，将前沿科技成果转化为实际生产力，为中国矿业注入科技力量。

“愚公YUGONG”系统集矿车无人驾驶、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于一身。这些子系统灵活搭配，支持各类场景需求，并广泛适配国内外各型矿车，推动矿山智能化进程。

在山西省朔州市的安太堡露天煤矿，高温酷热、风沙煤灰曾让工作环境变得异常艰苦，年轻的矿车司机难以招揽。随着智慧矿山的推进，这里已发生了翻天覆地的变化。

如今，在安太堡露天煤矿，重型矿车穿梭自如，难见汗流浃背的司机身影。取而代之的是调度指挥中心内年轻的面孔，他们全神贯注地盯着大屏幕，实时掌握矿车作业画面、车辆运行数据及矿区地图，确保无人驾驶的矿车安全运行。

安太堡露天煤矿作为当年邓小平同志亲切关怀下的中国改革开放第一家中外合资企业，如今又成为了探索矿山无人化、智慧化的先锋。在这片面积达376平方千米的矿区内，年产1533吨的矿石背后，是科技进步的巨大推动力。这里不仅是中国改革开放的试验田，更是智慧矿山新技术应用的摇篮。在这片充满挑战与机遇的土地上，科技与创新正共同书写着新的传奇。安太堡露天煤矿的技术革新始于2020年，当时慧拓与中煤集团、中煤平朔集团携手合作。在平朔安太堡露天煤矿，他们建立了国内首个智慧矿山开发测试基地。借助“愚公YUGONG”系统，他们在不同气候条件下模拟露天矿的作业场景，验证了无人驾驶项目的安全性和实效性。这次合作打造了我国最早的“真无人”、“安全员下车”5G+智慧矿山项目，并于2021年初顺利通过验收。

安太堡露天煤矿的成功合作案例让中煤集团看到了慧拓技术的巨大潜力。于是，在2022年6月，中煤集团再次选择与慧拓合作，在平朔东露天煤矿实施5G+无人驾驶智慧矿山项目。此次合作采用了“1+7+N”的编排模式，实现了东露天煤矿“采-运-排”全流程的无人化、智能化协同作业。

不仅如此，慧拓还积极进军地质环境更为复杂井工矿领域。自2020年以来，慧拓便在该领域进行无人化布局，并在短短一年多时间内实现了关键技术的落地转化。2021年9月，慧拓与陕煤集团小保当煤矿、中国电信携手打造的“5G+智慧矿区”项目顺利通过验收。该项目在井工矿无人驾驶领域取得了多项关键技术突破，为复杂的地质环境提供了有效的解决方案，推动了国内井下辅助运输系统的智能化改造。

在解决智慧矿山的商业化落地问题时，场景化的技术难题是核心。慧拓的技术团队深知这一点，他们强调在实际项目中发现和解决技术问题。以水泥矿山为例，慧拓通过自主研发的多源协同定位技术，成功解决了无或弱GNSS信号环境下精确导航定位的问题。这一创新技术使得无人驾驶矿车能够在卸料时自动完成排队、入站卸料及出站，不受环境和通信延迟的影响。

这样的场景化问题既是矿山企业的挑战，也是慧拓保持技术领先、实现创新突破的动力。技术创新与规模发展是相辅相成的，技术领先的企业更容易获得客户的青睐，抢占项目先机。而积累了一定的客户数量、多元化的落地场景和实地测试数据后，又能为算法训练和技术创新提供源源不断的动力。慧拓已在煤炭、水泥、有色、冶金行业的矿山无人化项目中大展身手，成功落地30余个项目。我们荣获了国家能源集团、中国华能、中煤集团、江铜集团等大客户的信赖，再次购得我们的服务，并在内蒙古、新疆等地开展矿山无人化运营业务，积累了丰富的实战经验。

中国科学院自动化所党委书记牟克雄对慧拓给予了高度评价：“慧拓是中科院自动化研究所面向‘四个面向’的重要代表，以平行驾驶技术推动科技成果与生产能力的双向驱动。我们的自主研发技术不仅突破了极寒气候下的技术难题，而且为矿区带来了生命财产的坚实保障，有力地推动了矿业的高质量、低能耗发展。”慧拓以科技力量，展现出了在矿业领域的不凡实力与前瞻视野。