现阶段，国内大型露天矿山开始进行矿区无人驾驶系统的建设和试验，相比国外发达国家，我国的无人驾驶技术起步晚，技术沉淀存在较大差距。智能矿山的核心技术为智能设备的应用，国内外无人驾驶的技术研发崭露头角，需要矿山企业、高科技公司、设备厂家、通讯公司等一起进行深度合作，共同开发矿山智能化系统。

智能矿山运输系统

目前，矿山智能化系统已经在全球少数矿山企业进行测试或实现部分系统功能。浅层次的智能/自动化系统是作为操作人员或驾驶员的辅助系统，如同辅助工具，例如提供位置信息、碰撞警告或驾驶员增强功能。

中层次的自动化是指用于运输、挖掘和装载的自动化机器，实现矿山某一系统或功能半自动化；完全的智能/自动化是指在一个完整的地上或地下系统内，将机械设备的GPS位置、运行状态信息融合成1幅全景动态图像，然后利用它来发挥总体集群的协调作用。

智能矿山为矿山生产管理实现了从远程化、遥控化到自动化乃至无人化的过渡，采矿工艺实现了钻孔、爆破、铲、装、运智能化，选矿过程实现了智能化，生产调度管理系统实现了无缝化。

智能矿山运输系统是利用物联网平台传递信息，通过中央控制室的集成信息系统，由少量人员远程协调指挥相关设备挖掘机、装载机、卡车进行挖掘、装载、运输和卸载等运输作业流程，智能矿山运输网络系统如图1。

图1 智能矿山运输网络系统

无人运输矿用卡车利用矿区数字地图进行路径规划，在运行过程中依靠车载摄像头、自动定位模块、传感器、自身运行状态监控等功能，实现自主驾驶、智能避障、车队协同控制、紧急停车等生产作业需求。在矿区调度管理室，调度员可进行统筹监控和管理，在必要时对车队的运行状态进行干预，以满足矿区生产需求。

矿山无人驾驶技术发展面临的问题

目前国内外的矿山都朝着智慧矿山的方向进行建设，并且有的矿山及企业尝试进行矿区无人驾驶技术的试验和应用，从目前的发展现状来看，主要存在以下几方面的问题：

1)矿区无人驾驶配套技术、管理水平、基础设施滞后。

无人驾驶系统需与智能化开采技术、先进的矿区管理水平及网络通讯设施等进行相匹配，从而保证其正常运行。相比国外矿山，我国的自动化、智能化开采技术相对落后，先进设备推广力度不够，矿区网络、监控设施配套不全，这为我国智能开采设备的推广带来一定的困难。

2)矿山对新技术的接受需要时间。

由于种种条件的限制，矿山行业本身带有一定的保守性，对无人驾驶等新兴技术的接受需要一定时间。随着互联网、人工智能、大数据、区块链等新兴科技已逐渐同传统行业相融合，并呈现出崭新的产业发展面貌，国内外以煤炭为主角的采矿业才开始在业内展露出对新思维、新理念的兴趣。智慧矿山的应用，有望改变这一现状。

3)5G通讯网络系统建设成本较高。

无人驾驶技术需利用5G低延时、高速率的优势进行远程操作控制。2019年是我国利用5G进行无人驾驶应用的元年，但是目前5G基站建设成本较高、覆盖区域小，几乎每100 m就需要建设1个5G基站，这对于中小型矿区无疑是笔巨大的费用。

此外，矿区生产领域随着采矿工作面的拓展及延伸，需要通讯网络及时覆盖新的工作面，且不受爆破震动、恶劣天气等影响，这对矿区通讯建设及通讯技术的要求也较高。

4)无人驾驶核心技术突破的难度较大。

无人驾驶是设备智能化的终极体现，它集中运用了工程机械、通信技术、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。在整个生产过程中，生产调度管理员应尽可能减少干预无人驾驶设备的运行。矿区无人驾驶的技术难点就是人工智能程序的编制，这对全球现有的人工智能技术是很大的考验。

5)各类无人驾驶产业资源分散不聚焦。

目前，矿区无人驾驶发展的格局呈现出2种趋势，传统工程机械生产厂家更倾向于渐进式自动化，以渐进自动驾驶的方式逐步提升施工作业体验，而新兴高科技公司是以人工智能方式进入完全自动无人驾驶，是在传统工程机械的基础上直接跨越到以无人驾驶。前者依靠的是长期积累的整车经验和在自动控制领域的核心优势，后者则是借由人工智能的大力发展整合传感器、感知算法、计算平台等技术以实现跨越式的发展。在目前的发展技术水平下，2种发展方式各有利弊，双方有各自的营销方式但深入合作不够。

随着国内互联网、人工智能、5G通讯等现代信息技术发展的日新月异，为矿山无人驾驶技术的发展提供了很好的机遇。相信在今后10年内，露天矿山的无人驾驶技术将会得到很好的发展与推广。