36氪｜矿区无人驾驶赛道的“冰山之下”

踏歌智行 2023-09-28 905

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编者按

露天煤矿在向大型化、智能化方向转型，矿区最重要的生产工具——矿用车也在向大型化与智能化转变。在2023年世界制造业大会，踏歌智行发布了百吨级无人驾驶混动新能源刚性矿用宽体车TG136HA。这是2022年，率先在业内实现“安全员下车”常态化后，踏歌智行再次迎来一个重要节点。未来，踏歌智行采用三种商业模式并行的策略，多学科复杂系统工程化能力与软硬一体化能力的共同提升，持续满足动态变化的市场需求。

以下文章转载自“36氪”

露天煤矿正逐渐成长为我国煤炭供给的重要力量。

中国煤炭工业协会发布的数据显示，截至2022年底，全国共有露天煤矿357处，产能11.62亿吨，平均产能达到325万吨/年，约是井工矿的3倍，其中，千万吨级的露天矿超过了30处。2022年，露天煤矿产量首次突破10亿吨，贡献了全国23%的煤炭产量，较2000年提高了19个百分点。

产量提升同时，露天煤矿也在向大型化、智能化方向转型。

为了提升采矿效率，由相关部门主导，一些相邻的小型矿区正在被整合，通过大型专业公司统一运营。

体量变大，管理和运作的难度也随之增加，因此，相关部门出台了不少政策，鼓励矿区向智能化生产转型。特别是露天矿区，智能化的需求更加旺盛。

在这样的背景下，矿区最重要的生产工具——矿用车也在向大型化与智能化转变。

9月20日，在2023年世界制造业大会，踏歌智行发布了百吨级无人驾驶混动新能源刚性矿用宽体车TG136HA。继2022年，率先在业内实现“安全员下车”常态化后，踏歌智行再次迎来一个重要节点。

在日新月异的科技赛道上，矿区无人驾驶今年爆发出新的活力。踏歌智行研发副总裁邬海杰解释道，无论是L4级无人驾驶落地，还是新型无人矿用车的研发，其背后隐藏着一个冰山理论。也就是说，在冰山下，所实现的技术突破，所预见的市场变化，以及所优化的业务战略，都是很难从表面上看到的。

安全是一切的前提

大约在2017年，无人驾驶技术被尝试应用于露天矿区，三年后，国家发展改革委等八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，推动自动驾驶技术在矿山迅速落地。2022年，在政策与市场刚需的双重驱动下，矿区行业已经实现了无人驾驶技术的大规模商业化落地。也是在2022年，踏歌智行率先实现了“安全员下车”，这成为矿区车辆实现完全无人驾驶的标志性进展。在踏歌智行高级副总裁胡团结看来，实现安全员常态化下车，意味着行业迎来了重要拐点。

从技术角度来看，要做到这一点其实并不容易。毕竟，与铺装道路相比，矿山环境更为复杂，没有清晰的行车道、交通信号灯指引，随着车辆不断往来作业，路况会随时发生变化。尤其是矿区尘土飞扬，工况环境更恶劣。这是在乘用车领域做无人驾驶无法想象的困难。在此背后，踏歌智行有一整套自顶向下的系统设计作为支撑。在这套系统里，有一个贯穿始终的理念，在踏歌智行内部被称为“失效安全”。这是基于功能安全的一个设计，当系统功能出现单点失效，整个系统会果断做到安全停车。正是由于该功能得以实现，才最终替代了安全员在车上的角色，实现安全员下车。为了保证“失效安全”稳定运行，踏歌智行的研发团队从硬件层面做了冗余的双控制器架构，保证系统在单点失效的时候会有冗余的控制器进行接管，同时有独立供电的机械自动腿待命，必要时候，有一套旁路制动系统，可以独立供电、独立控制车辆进行刹停。除了硬件层面的调整与优化，软件层面的改动更是不计其数，包括了大量的感知、决策、规划、控制、算法等方面的提升。此外，踏歌智行还制定了整套的，可以引导工程交付团队实现安全员下车的细则和流程。其中包含了一系列复杂的操作，比如踏歌智行需要进行数据统计、数据故障分析、接管分析和一系列评审，最后使得交付团队能够快速地对车辆的健康状态进行判定。在安全员真正下车前，还需要进行模拟安全员下车的测试，经过模拟阶段，踏歌智行积累了海量的数据，经过反复验证之后，确保整个流程安全无虞，才真正实现安全员下车。通过常态化的“安全员下车”达到了矿区运输的“本质安全”，这是踏歌智行推出新型无人矿用车的首要前提，因为“安全是用户在生产环节的第一诉求”。

“正向设计” 贯穿始终

在无人驾驶规模化落地的同时，矿区也有了新的发展趋势。在国企改革和去产能的大背景下，煤炭行业兼并重组步入快车道。一些相邻的小矿区被整合在一起，通过大型专业公司统一运营。这样一来，单矿产出量会明显提升，相应的，矿车吨位也需要加大——这是踏歌智行推出大吨位宽体车的一个重要原因。

邬海杰认为，踏歌智行此次推出的新车，首先是在安全层面解决了用户痛点，即真正的无人化。其次，应用新能源技术，是百吨级无人驾驶混动新能源刚性矿用宽体车TG136HA的一大核心亮点，相比燃油车，其综合能耗降低30%以上。同时这款车型未来可支持纯电动、甲醇、氢等燃料作为驱动力，可以在不同业务场景下有效节约吨公里的运营成本，同时新能源车型相比传统燃油车的发动机、变速箱结构也更简单，使得设备维修保养成本也能进一步下降。第三，踏歌智行打造的数据闭环，能够在车辆全生命周期，持续满足客户在数据层面的需求。踏歌智行的系统，能够使车辆车身数据和平台打通，每台车都变成了一个数字化终端。所有关于车辆的数据，都可以在平台查询。这可以帮助用户清晰地了解整个生产作业过程，每一个环节所需要的时间、人力和经济成本，所有数据变得可视化，能够被精确分析，进一步达到提升生产效率、降低成本的目标。上述三点可归因为“以客户需求为导向”，这与踏歌智行“正向设计”的理念异曲同工。邬海杰举例，比如负责整车感知的传感器布局和线束设计等，如何与新车实现更深入的融合，避免有一些意外跌落的石块导致设备受损，这都体现了这款新车的正向设计。邬海杰还列举了TG136HA具备的几个核心优势。从车身结构来说，是一个刚性连接，也就是说，这款车的前车架和后车架实现了整体的刚性连接，通过前后油气悬架的方式，能够具备舒适、可靠的承载能力。相对于传统宽体矿车而言，这样的悬架结构，能够有效延长车辆的使用寿命，并且在作业中具有高度的抗震动性。为了更好地将无人驾驶技术落地，在这款新车上，踏歌智行新增了一个应急转向和冗余制动的功能，也就是把上文提到的“失效安全”的整套方案，应用于这款新车，在提升效率的同时，兼顾了高安全性。可以说，这款新车充分体现了踏歌智行在此前多年，于矿区无人驾驶领域积累的经验和技术。“过去，我们承接了大量的不同的矿区客户，他们位于全国不同的区域，这使得我们积累了多年的珍贵数据，针对我们此前遇到的一些有代表性的问题，在新车型上加强了应对设计。”以数据为基础是一方面，无人驾驶技术商造车的另一个保障是能够有效运行、持续迭代技术的研发团队。据胡团结介绍，踏歌智行是国家级专精特新“小巨人”企业，在无人驾驶方面做了许多前瞻性研究，承接了国家重点的研发计划。“在踏歌智行，我们培养了一大群懂车、懂矿的技术人才，这些是无人驾驶领域最懂矿山应用场景的特殊人才。”在踏歌智行的研发团队，还包括专业的车辆工程学人才，有院士做顾问，北航教授、硕博研究生参与其中。可以说，强大的研发阵容是踏歌智行技术不断创新、突破的强大引擎。

三大商业模式并驱全面满足用户需求

9月1日，踏歌智行完成了4亿元人民币的C2轮融资，距离该公司上一轮亿元级融资，还不足十个月。这也是矿区无人驾驶赛道2023年金额最大的一笔融资。本次融资由合肥产投、国家能源集团旗下国能低碳基金（下文简称：国能低碳基金）联合领投，黄山新时代文旅基金、鲁信创投、清石资管集团、北京北航资产经营有限公司、合肥鑫城等跟投。“矿区无人驾驶是战略性新兴产业，符合国家‘智慧矿山’、‘绿色矿山’的发展方向，促进传统采矿业转型升级，带动硬科技产业链的蓬勃发展。”合肥产投集团总经理江鑫认为。这笔亿元级规模的投资，在自动驾驶行业寒气逼人的大环境下，显得尤为珍贵。除了人才规模、技术优势，能够获得资本机构的青睐，还与踏歌智行的三大商业模式密不可分。为了全面覆盖客户应用无人驾驶技术的多维需求，踏歌智行形成了“解决方案交付”、“无人运输运营”、“新能源无人车辆设计与销售”三种商业模式。这三种商业模式彼此融合，相互促进，已经获得了不少成功案例。比如，一些具有央企背景的矿区企业，自身已拥有矿车设备，基于提升效率、安全性考虑产生无人化改装需求，这就需要技术商拿出无人驾驶解决方案，输出技术。目前，踏歌智行已经覆盖超过20个国央企客户、数十种车型，包括在胜利一号矿完成的国能集团首个通过终验的矿卡无人驾驶项目，以及为国电投集团承建的、也是业内唯一国家级能源集团层面的综合管控平台项目。通过无人运输运营模式，踏歌智行在华润水泥肇庆砂石骨料矿打造了车辆数量最多的全矿新能源无人运输、在国能新疆准东露天煤矿打造了快速落地无安全员高效运行的标杆，通过跑通经济模型，为自身与客户双方创造更大收益。

此外，基于软硬件一体化考虑，踏歌智行与业内头部矿用车厂商联合，把无人驾驶技术、线控技术、新能源的三电技术和整车底盘技术高度集成，经过长期磨合才设计出这样一款满足矿区未来发展需求的一个新车型。通过深度参与设计、制造新能源无人驾驶矿车，能够最大限度发挥踏歌智行的研发水平。此次，踏歌智行推出的业内吨位最大的无人驾驶混动新能源刚性矿用宽体车，可载重百吨以上，填补了市场空白。胡团结总结道，踏歌智行新车型的诞生，是矿区无人驾驶赛道、科技装备进步的一个重要里程碑，拉开了无人矿用车全新时代的序幕，相对于其他两种商业模式来说，也给客户提供了更多选择。每一次新产品迭代，对于踏歌智行并行的三大商业模式来说，都是一种促进。毕竟，这三种商业模式中，有许多可以共享的经验、产品与技术，在推进具体项目落地的过程中，标准是可以通用的。

向下深耕向上整合

面对复杂多变的行业，踏歌智行笃信聚焦战略，未来，将持续专注于露天矿区应用场景的无人驾驶技术与产品的研发。谈起未来发展，胡团结说了一句话——对于创业而言，能把这一件事情做大做强，就是非常了不起的事情。如果说，安全员下车，是踏歌智行在2022年达成的里程碑事件，那么，全新百吨级无人驾驶混动新能源刚性矿用宽体车的发布，则是踏歌智行在2023年取得的重要突破。但时代的车辙轰然碾过，所有人都裹挟其中，来不及回头去看。最重要的，是下一步该如何迈出。对于踏歌智行来说，继续深耕无人驾驶技术，是毋庸置疑的。其中，深耕算法是踏歌智行核心的长期任务。比如，现在比较热门的大模型，在矿区、露天矿应用场景，无人驾驶有没有适合的大模型的算法或者说突破性的算法，是踏歌智行可能会研究的方向。“算法不断迭代，最终的价值是提升系统的可靠性和经济性。此外，还要提升公司整体的运营和交付能力。”从技术层面来讲，邬海杰提到一个关键词：向下探。他解释道，“向下探是指，在整车方面，我们与主机厂深入合作造车，通过线控技术、三电技术，还有底盘，持续造出更适合无人驾驶的车。”比如车辆在重载下行驶，如果是新能源车型，可以通过下行的势能反向为发电机储能，即能量回收。“在无人驾驶的过程中，我们可以实施更好的能量回收策略。在上行的时候，也可以采用整车VCU控制策略，让发动机适时输出动力，始终在一个高效、经济的区间工作。”在向下探的同时，也要向上升。部分市场需求希望技术商交付的是一个整合系统，是智能化的综合管控平台，比如踏歌智行为国家电投正在建设的综合管控平台项目，就是这样一种尝试。在这方面，客户有强烈的需求，一个标准化的生产系统，不只覆盖无人驾驶，还应实现智能矿山全生产链的数字化管控。邬海杰再次提到了数据闭环，随着无人驾驶矿车交付规模攀升，与之而来的是海量的实测数据。“基于这些数据，我们通过现行的数据分析技术和手段，让数据来清晰地表达当前业务的运营情况和需要提升的环节，使得我们能够清楚，要往哪个方向发力，这也是大家都会做的事。”“向上升”的另一方面，还体现在不断强化的体系化能力。客户需要交付的是一套可用的生产系统，对供应商的要求则是无人驾驶、车辆工程、大数据、采矿技术等多学科的高度工程化融合，复杂、稳定、高效的软硬一体化才能发挥效应。“能够稳定可靠的持续运营，这是客户的核心诉求。”这其实也是踏歌智行采用三种商业模式并行的策略，多学科复杂系统工程化能力与软硬一体化能力的共同提升，才能满足动态变化的市场需求。

原文标题：36氪｜矿区无人驾驶赛道的“冰山之下”

文章出处：【微信公众号：踏歌智行】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

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安全是一切的前提

“正向设计” 贯穿始终

三大商业模式并驱 全面满足用户需求

向下深耕 向上整合

三大商业模式并驱全面满足用户需求

向下深耕向上整合