礦區,自動駕駛的下一個戰場
過(guò)去一年,中國(guó)自動駕駛行業不斷加速發(fā)展。
相關政策的發(fā)布,使得開(kāi)放場景中的自動駕駛商業化開(kāi)始成(chéng)爲可能(néng)。譬如,百度 Apollo 和小馬智行獲準在北京開(kāi)啓自動駕駛商業化運營。
值得注意的是,相比開(kāi)放道(dào)路,園區、港口及礦區等封閉場景的商業化進(jìn)展似乎更爲穩定迅速,不少玩家將(jiāng)商業化觸角伸向(xiàng)海外。
正因如此,曾被人忽視的封閉場景開(kāi)始吸引不少行業玩家的眼球。
也許是時(shí)候,重新審視封閉場景的自動駕駛了。
不容低估的近萬億元市場
當提到“自動駕駛”一詞,人們第一時(shí)間聯想到的往往是科幻電影片段中,主角乘坐自動駕駛在城市道(dào)路肆意馳騁的畫面(miàn)。盡管自動駕駛汽車如今開(kāi)始融入人們的日常生活,但曾有人預計,自動駕駛汽車在開(kāi)放道(dào)路的商業化應用,或將(jiāng)在 10 年至 20 年後(hòu)才能(néng)實現。這(zhè)意味著(zhe),電影場景真正成(chéng)爲現實或許仍然遙遠。
然而在人們較少關注的封閉場景中,自動駕駛已經(jīng)成(chéng)爲人類工作,甚至生活的一部分。
封閉場景自動駕駛,具體可劃分爲礦區、港口、幹線物流、機場、物流園區、末端物流六大細分應用場景。其中,較爲隐秘的礦區是自動駕駛最佳應用場景之一。
礦山,常與地廣人稀、溝壑縱橫等關鍵詞一同出現,它們分布于遠離人煙的偏遠山區,占地面(miàn)積常爲幾十平方公裡(lǐ)。經(jīng)過(guò)常年開(kāi)采、挖掘之後(hòu),高聳的礦山中心地帶逐漸演變爲深至數十米的深坑,礦用卡車碾過(guò)石路後(hòu)的灰塵缭繞成(chéng)爲這(zhè)裡(lǐ)的常見景色。
行駛中的無人礦卡
在灰褐色裸露的山地以及稀疏的綠色植物中,人類是這(zhè)塊荒涼之地中少有的活物,然而由于礦工平均年齡不斷上升以及過(guò)于惡劣的工作環境,有意繼續從事(shì)礦區工作的人數正在減少。
根據億歐發(fā)布的《2021 中國(guó)礦區自動駕駛研究報告》顯示,礦山 70% 的勞動力是 60 後(hòu)和 70 後(hòu),同時(shí)流動性極強,一般5~6 年便會(huì)轉崗,而偏遠地區惡劣的工作環境如高原地區,其平均轉崗時(shí)間爲 3 年。
随著(zhe)現有工人的老去以及人口老齡化帶來的勞動力數量減少,礦山工作或將(jiāng)面(miàn)臨後(hòu)繼無人的局面(miàn)。因此,承擔替代部分人類工作使命的自動駕駛技術開(kāi)始走進(jìn)人們的視野。
如前所述,礦山道(dào)路場景單一,結構簡單的特點反而使得自動駕駛不受路權限制,爲其提供率先落地的機會(huì);而礦區有嚴格的運營交通規範,人員不可随意流動,減少的不可控因素,降低著(zhe)自動駕駛的應用門檻。
此外,我國(guó) 2017 年發(fā)布的綠色礦山政策,爲自動駕駛的應用提供更多應用機會(huì)。
億歐相關報告數據,2018 年我國(guó)大型礦山的數量約爲 4324 座,且未來中國(guó)的大型礦山數量占比仍將(jiāng)持續提升,且絕大部分大型礦山爲國(guó)有。
不斷增加的大型礦山,爲自動駕駛技術應用提供更多可能(néng)的同時(shí),也意味著(zhe)市場規模不斷擴大。
根據億歐智庫調研測算,2030 年中國(guó)礦區自動駕駛技術服務市場規模將(jiāng)達到 129 億元/年,中國(guó)礦區自動駕駛運輸服務市場規模將(jiāng)達到 3912 億元/年。
中國(guó)礦區自動駕駛發(fā)展預測(圖源:《2021 中國(guó)礦區自動駕駛研究報告》)
而對(duì)于單個礦山項目而言,自動駕駛引入車輛後(hòu)不僅能(néng)省去司機成(chéng)本,同時(shí)車輛的運行效率還(hái)將(jiāng)因技術加持得到優化,從而進(jìn)一步提升經(jīng)濟效益。
此外,運輸作業中減少人員參與更將(jiāng)減少傷亡事(shì)故。根據國(guó)家監管政策要求,若礦區發(fā)生安全事(shì)故死亡,所屬礦區需停産整頓,這(zhè)將(jiāng)爲涉事(shì)礦區將(jiāng)造成(chéng)數千萬甚至數億元的損失。若事(shì)故嚴重,涉事(shì)礦區則會(huì)被吊銷采礦許可證,管理者將(jiāng)承擔刑事(shì)責任。
更爲重要的是,我國(guó)爲盡快在 2060 年前完成(chéng)“碳中和”目标,近年來正在不斷推廣需要引入物聯網、大數據、人工智能(néng)、雲計算等技術的智慧礦山模式,而自動駕駛集多項技術于一體的特性,亦將(jiāng)助力智慧礦山的建設。
适宜的落地環境、積極的政策推動、廣闊的市場需求以及可觀的經(jīng)濟效益都(dōu)證明著(zhe),礦區自動駕駛是一個長(cháng)期被低估,不容忽視的好(hǎo)生意。
礦山自動駕駛,商業化加速
如今的中國(guó)礦區自動駕駛應用正呈現遍地開(kāi)花之勢,全國(guó)各地不同類型的礦區已引入自動駕駛技術以提升生産效率。如果回溯中國(guó)礦區自動駕駛發(fā)展曆程,這(zhè)一切不過(guò)在短短七年内實現。
2014 年至 2016 年,可被視爲中國(guó)礦區自動駕駛的起(qǐ)步階段。在此時(shí)期,多家專注于礦區場景的自動駕駛公司如慧拓、踏歌智行、伯鐳科技等陸續成(chéng)立,并已開(kāi)始嘗試研發(fā)相關産品。如慧拓聯合徐工集團合作研發(fā)包括 110 噸無人礦卡在内的藍星系列産品,北方股份開(kāi)始涉足無人駕駛礦用車的研發(fā)。
2016 年,國(guó)家發(fā)改委及國(guó)家能(néng)源局《能(néng)源生産和消費革命戰略(2016-2030)》,要求全國(guó)礦區進(jìn)行無人化作業。乘著(zhe)政策東風,我國(guó)礦區自動駕駛正式進(jìn)入技術研發(fā)階段。
與此同時(shí),彼時(shí)國(guó)内正掀起(qǐ)一股不具備安全生産條件的礦區全面(miàn)淘汰關閉潮。資料顯示 2016 年至 2021 年 1 月,全國(guó)淘汰并關閉 4800 處煤礦,而大型礦山數量卻不斷增長(cháng)。
大型礦山相對(duì)平整、寬闊的路面(miàn)爲無人化作業提供了良好(hǎo)的落地條件,多家自動駕駛公司在此期間開(kāi)始與全國(guó)不同類型的礦區合作,將(jiāng)自動駕駛技術應用至礦區實際作業。目前,自動駕駛已經(jīng)在國(guó)家能(néng)源集團寶日希勒礦區、華能(néng)集團伊敏礦區、寶武集團馬鞍山南山礦區、白雲鄂博礦區等多個礦區展開(kāi)試運營。
得益于包括自動駕駛領域在内的衆多公司推動煤礦生産過(guò)程的少人化、無人化,在 2016 年至 2020 年間,我國(guó)原煤産量持續提升,于 2020 年達到 39.0 億噸。與此同時(shí),死亡率卻在逐年下降。資料顯示,我國(guó)煤礦死亡人數從 2016 年的 538 人下降到 2020 年的 225 人,百萬噸死亡率也相應地從 0.156 下降到 0.058。
我國(guó)近年煤礦産量及人員死亡率情況(圖源:民生證券研究院)
自動駕駛公司深入一線工作,實地考察礦區生産環境及切實需求,爲技術真正走出實驗室,應用至礦區作業生産打下了基礎。經(jīng)過(guò)數年的技術驗證、磨合、調試與再次驗證的循環,其部分産品逐漸真正成(chéng)爲礦區生産的一部分,實現自動駕駛商業化應用。
如今,礦區自動駕駛已形成(chéng)三種(zhǒng)不同的商業模式:
其一,爲礦車後(hòu)裝,自動駕駛解決方案商與礦企或運輸隊合作,針對(duì)不同品牌、車型的礦用卡車進(jìn)行線控改造,爲礦區提供無人化車輛。
其二,爲礦車前裝,成(chéng)爲主機廠的前裝供應商,爲礦企和運輸隊提供無人化車輛。
其三,爲自動駕駛解決供應商與礦企、運輸隊、主機廠合作完成(chéng)礦區無人化的運營,并一同參與運輸費用的分成(chéng)。
值得注意的是,目前國(guó)内隻有慧拓全部實現了三種(zhǒng)模式,成(chéng)爲了國(guó)内唯一一家全棧式無人礦山技術和運營服務提供商。而諸如易控等很多賽道(dào)内的其他玩家,要麼(me)隻做運營商,要麼(me)做純技術供應商。雖然後(hòu)者相對(duì)更輕,但對(duì)于礦企來說(shuō),不僅車隊從有人到無人需要一筆巨額的開(kāi)支,礦區整體基礎設施、設備的升級也很重要,因此從技術到運營的全方位賦能(néng)對(duì)它們來說(shuō)就(jiù)顯得尤爲重要。
據統計,慧拓 2021 年商業訂單總額達 5 億元,複購率超 70%,保持行業第一。目前,其自動駕駛技術已落地三十餘個礦區,參與了近八成(chéng)的全國(guó)前十名煤礦的智慧礦山無人化項目,礦區自動駕駛也因此已形成(chéng)一超多強的市場格局。
其中,國(guó)家能(néng)源集團大雁公司(寶日希勒能(néng)源)聯合航天重型工程裝備有限公司、慧拓合作的世界首個極寒工況 5G+220 噸無人駕駛卡車編組運行工程通過(guò)了中國(guó)煤炭工業協會(huì)的工業性示範運行安全評審和科技成(chéng)果鑒定,實現兩(liǎng)項“世界首個”和三項“國(guó)内首個”,填補了當前極寒地區礦山設備無人化技術領域的多項空白,在國(guó)内相關領域起(qǐ)到示範引領作用。
礦山運輸作業,整體可分爲采-運-排三個步驟,每一個步驟都(dōu)對(duì)自動駕駛的感知能(néng)力提出要求。比如礦車載物行駛時(shí),需要在滾滾灰塵中監測道(dào)路物體以及自動駕駛;傾倒廢料時(shí),除了需要精準停靠以防跌入數十米的深坑之外,還(hái)需檢測廢料是否排盡。另外,礦區廣泛分布在極寒、高原、多雨環境中,這(zhè)對(duì)自動駕駛零部件的抗寒、抗震、防潮等能(néng)力提出要求。
常年紮根複雜的礦區環境,各自動駕駛玩家在經(jīng)年累月的豐富實踐中,針對(duì)不同運輸作業環節已推出各自的解決方案。
其中,慧拓基于 30 餘年智能(néng)控制領域研究經(jīng)驗的王飛躍教授“ACP 平行理論”下,自主研發(fā)了一套平行礦山操作系統。這(zhè)是世界唯一全機型、國(guó)内唯一多礦種(zhǒng)、全場景适配的智慧礦山操作平台。慧拓去年與陝煤集團小保當煤礦、中國(guó)電信共同建設 5G+ 智慧井工礦區通過(guò)陝西省工信廳驗收後(hòu),使其成(chéng)爲國(guó)内唯一一家同時(shí)提供露天礦無人化與井工礦無人運輸場景解決方案的公司,一定程度體現著(zhe)其技術實力。
慧拓近期宣布完成(chéng)的近 3 億元C輪融資,也證明著(zhe)其技術實力及商業化能(néng)力已經(jīng)得到業界認可。
C 輪融資,對(duì)于自動駕駛公司而言可謂一項裡(lǐ)程碑。如果翻看行業内自動駕駛公司的投融資事(shì)件,70% 的自動駕駛公司融資輪次在B輪之前,而對(duì)于礦區自動駕駛玩家更是罕見。今年 1 月 13 日宣布C輪融資完成(chéng)後(hòu),慧拓再次創下礦區自動駕駛賽道(dào)單筆最大融資紀錄,且成(chéng)爲首個宣布完成(chéng)C輪融資的礦區自動駕駛玩家。
礦區自動駕駛率先實現商業化,使之成(chéng)爲自動駕駛商業落地難的大背景下,别具一格的存在。
跨界融合,礦區玩家新玩法
近期自動駕駛最值得關注的現象之一,莫過(guò)于自動駕駛玩家不斷突破邊界,嘗試新的商業化可能(néng)。
Robotaxi 玩家開(kāi)始加快布局,從開(kāi)放道(dào)路攻入封閉場景。譬如,文遠知行公布無人貨運業務,小馬智行切入幹線物流場景等,而百度更是大舉進(jìn)入了礦山賽道(dào)。這(zhè)在一定程度上說(shuō)明著(zhe),封閉場景已經(jīng)成(chéng)爲一塊甜美的蛋糕,吸引著(zhe)更多自動駕駛玩家分食。
盡管開(kāi)放場景對(duì)于自動駕駛綜合要求更高,但從開(kāi)放場景進(jìn)入封閉場景,并不意味著(zhe)降維打擊,尤其于礦區而言。
首先,不同于開(kāi)放場景中,自動駕駛公司需要通過(guò)各種(zhǒng)手段搶奪善變的用戶,礦區是一個相對(duì)封閉的 To B 市場,需要切實爲項目方解決問題才能(néng)赢得客戶的信任。
其次,礦區複雜的環境爲自動駕駛的應用落地帶來不少難題,并非一朝一夕就(jiù)能(néng)將(jiāng)原有技術遷移并順暢應用,而是需要針對(duì)性開(kāi)發(fā)一套适用于礦區的自動駕駛解決方案。而礦區自動駕駛解決方案的得出,來自于礦區自動駕駛公司日積月累的項目實踐以及豐富的經(jīng)驗積累。
以礦用卡車改造爲例。一輛礦用卡車動辄價值 2000 萬元至 3000 萬元,單車成(chéng)本極高,自動駕駛公司必須在不影響礦區正常生産的情況下完成(chéng)礦用卡車改造。這(zhè)對(duì)自動駕駛公司的技術,以及對(duì)車型結構認知有著(zhe)極高要求。此外,改裝後(hòu)還(hái)涉及調校、技術驗證、磨合等環節,整個改造周期較長(cháng),直接拉升了自動駕駛公司測試及運營成(chéng)本。
即便完成(chéng)對(duì)某一品牌車型改造,來自開(kāi)放場景的跨界選手若決定長(cháng)期在此領域耕耘,還(hái)需完成(chéng)對(duì)市場主流數十款品牌車型的線控改造适配,才能(néng)盡可能(néng)多獲得項目機會(huì)。
而礦區的項目獲得,則是一個搶位戰。
采礦業關乎國(guó)計民生,可以說(shuō)是國(guó)民經(jīng)濟的命脈之一,具有政治性,公益性,安全性的特點,以國(guó)有企業爲主幹力量。他們對(duì)自動駕駛公司以及技術有著(zhe)極高的要求,而在現有礦區自動駕駛玩家中,慧拓作爲中科院孵化的“國(guó)家隊”科技企業,相比其它公司更具信任優勢。
此外,原有玩家過(guò)去幾年已經(jīng)通過(guò)項目方的技術驗證以及磨合,獲得了絕大多數項目,留給後(hòu)來者的項目機會(huì)不斷減少。
因此,礦區自動駕駛玩家已經(jīng)在技術、工程市場份額等方面(miàn)構建自身的護城河,難以被外來者輕易撼動。
事(shì)實上,不僅于開(kāi)放場景玩家試圖行業融合,包括慧拓在内的封閉場景玩家在技術積累足夠後(hòu),亦有相關動作。
據悉,慧拓依托礦山封閉場景成(chéng)功落地經(jīng)驗和技術積累,2021 年開(kāi)始,在園區物流與智能(néng)網聯建設等多個封閉、半封閉場景展進(jìn)行商業化落地延展。
去年 3 月,慧拓與航天科工十院旗下貴州航天天馬公司在園區物流領域展開(kāi)合作,以天馬物流車爲平台、慧拓開(kāi)發(fā)的愚公系統爲基礎,實現物流車實時(shí)監控與綜合調度,并已開(kāi)發(fā)園區無人駕駛物流車。
同時(shí),慧拓目前已完成(chéng)域控制器、遠程駕駛系統、V2X 車路感知協同系統、線控 VCU、防碰撞系統等産品的研發(fā)和批量交付。
基于技術,礦區自動駕駛玩家正在創業新的商業化可能(néng)。
總結
礦區智能(néng)化,早已不是一件新鮮事(shì)。上個世界 90 年代,卡特彼特公司就(jiù)已在美國(guó)的礦山中布置掃描雷達系統及大量傳感器,實現礦用車自動駕駛。此後(hòu)日本小松公司也不斷進(jìn)行自動駕駛礦用車的嘗試。
經(jīng)過(guò) 20 多年的驗證,自動駕駛已充分證明可應用于礦區。而我國(guó)因幾年前國(guó)内自動駕駛技術發(fā)展,才出現國(guó)産自動駕駛礦用車。 盡管我國(guó)的礦區自動駕駛起(qǐ)步時(shí)間較晚,但在國(guó)家政策的大力支持以及各企業積極推廣之下,我國(guó)的礦區自動駕駛進(jìn)程發(fā)展極快,現已與國(guó)外技術水平一緻。
盡管技術應用落後(hòu)别國(guó),但國(guó)内龐大的市場空間使之成(chéng)爲新的藍海市場,國(guó)内數量衆多的礦區亟需智能(néng)化改造,這(zhè)爲自動駕駛提供了更優越的市場條件。
另外,礦産資源因其國(guó)有資産的特殊屬性,對(duì)項目參與者身份有著(zhe)明确限制,而國(guó)内自動駕駛玩家有著(zhe)近水樓台之利,可充分針對(duì)國(guó)内各礦區的環境發(fā)揮各自技術優勢。
在各項利好(hǎo)政策的推進(jìn)與技術成(chéng)熟下,礦區自動駕駛的春天正提前到來。