當前，自動(dòng)駕駛技術(shù)在低速無(wú)人配送場(chǎng)景的應用漸見(jiàn)成熟，而其在特定細分行業(yè)同樣具有商業(yè)價(jià)值，且市場(chǎng)規?？捎^(guān)，如礦區、港口等場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛具有需求明確、低速、可控程度高、替代價(jià)值高等特點(diǎn)，是現階段商業(yè)化進(jìn)展較快的自動(dòng)駕駛應用之一。

在市場(chǎng)需求不斷擴大以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的逐步成熟下，我國礦山、港口自動(dòng)駕駛行業(yè)市場(chǎng)規模將持續擴張。

商業(yè)化前景清晰

根據應用場(chǎng)景的差別，我們將自動(dòng)駕駛分為商用車(chē)和乘用車(chē)。

在乘用車(chē)中，根據自動(dòng)駕駛級別的高低，分為L(cháng)4及以上的高級別自動(dòng)駕駛乘用車(chē)和L3及以下的中低級別自動(dòng)駕駛乘用車(chē)。

在商用車(chē)中，根據行駛速度差別分為在主干線(xiàn)實(shí)現自動(dòng)駕駛的高速商用車(chē)，以及在某些特定場(chǎng)景下的低速商用車(chē)。低速商用車(chē)需求明確，技術(shù)相對簡(jiǎn)單，能夠較早達到安全性、通用性和商業(yè)化3個(gè)層面的均衡，預計能更快實(shí)現商業(yè)化落地。

當前，自動(dòng)駕駛呈漸進(jìn)式發(fā)展態(tài)勢。特定場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛可解決傳統行業(yè)痛點(diǎn)，商業(yè)模式已粗具雛形。

首先，商業(yè)化方面，自動(dòng)駕駛可解決特定場(chǎng)景物流運輸的經(jīng)濟性與安全性問(wèn)題。

傳統物流運輸行業(yè)工作辛苦、枯燥，行業(yè)面臨招工難、人力成本逐年攀升、司機年齡總體偏大等問(wèn)題，而自動(dòng)駕駛的應用可解燃眉之急：1. 不影響運營(yíng)效率的同時(shí)降低對人力的依賴(lài)，節省人力成本；2. 保證運營(yíng)效率，提高運輸環(huán)節的規范性和安全性；3. 降低燃油、輪胎消耗，推動(dòng)綜合成本下降；4. 可智能調度車(chē)隊，實(shí)現更高效率的路徑規劃。

其次，模式方面，當前主要有2種商業(yè)模式：提供自動(dòng)駕駛軟硬件解決方案和深度參與運營(yíng)雙模式并行。

提供軟硬件解決方案。對于軟硬件技術(shù)能力較強，傾向于以“輕資產(chǎn)”模式展業(yè)的自動(dòng)駕駛企業(yè)，其往往選擇為整車(chē)廠(chǎng)或場(chǎng)景用戶(hù)提供軟硬一體的自動(dòng)駕駛解決方案，主要包括2種類(lèi)型：一是后裝，針對場(chǎng)景用戶(hù)的存量車(chē)輛進(jìn)行改造，賦予其自動(dòng)駕駛能力；二是前裝，成為主機廠(chǎng)的一級供應商，提供自動(dòng)駕駛套件，車(chē)輛出廠(chǎng)時(shí)即具備自動(dòng)駕駛能力。該模式較輕，容易進(jìn)行規?；瘡椭?，但無(wú)法深度介入業(yè)務(wù)環(huán)節，后續持續變現能力較弱。

提供自動(dòng)駕駛運營(yíng)服務(wù)，助力細分行業(yè)全面自動(dòng)化升級。主要包括2種類(lèi)型：一是僅切入運輸環(huán)節，與運輸隊成立合資公司或獨立運營(yíng)，提供低成本運輸服務(wù)，重資產(chǎn)、重運營(yíng)，對資金實(shí)力、技術(shù)能力和運營(yíng)能力要求較高，但客戶(hù)前期投入低，相對容易與客戶(hù)建立合作關(guān)系；二是全面介入廠(chǎng)區運營(yíng)，將自動(dòng)駕駛作為廠(chǎng)區數字化轉型升級的建設板塊，結合云控平臺和業(yè)務(wù)系統等打造數字化整體解決方案，這不光需要企業(yè)具有單點(diǎn)技術(shù)能力，還要具備全局化AI能力，將自動(dòng)駕駛作為系統作業(yè)的中間環(huán)節，以自動(dòng)駕駛能力串聯(lián)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，助力客戶(hù)實(shí)現智慧運營(yíng)。

目前，提供自動(dòng)駕駛軟硬件解決方案甚至生產(chǎn)自動(dòng)駕駛整車(chē)，是企業(yè)通常采用的商業(yè)模式。隨著(zhù)對技術(shù)和行業(yè)的理解逐步深入，有企業(yè)選擇接入物流運營(yíng)，轉型成一家提供自動(dòng)駕駛運力的服務(wù)商，該模式下市場(chǎng)空間更為廣闊，同時(shí)企業(yè)構筑的競爭壁壘更高，客戶(hù)黏性更強。

最后，政策鼓勵助推商用車(chē)自動(dòng)駕駛在特定場(chǎng)景下的商業(yè)化進(jìn)程。

相較于全域自動(dòng)駕駛，政策指引的限定區域自動(dòng)駕駛落地時(shí)間更早?！缎履茉雌?chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2021-2035年）》中指出：到2025年高度自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)現限定區域和特定場(chǎng)景商業(yè)化應用，到2035年高度自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)現規?；瘧?。特定場(chǎng)景自動(dòng)駕駛應用時(shí)間早于全域范圍的落地。

礦區、港口等特定場(chǎng)景獲政策鼓勵，或將逐漸邁向規?；瘡椭齐A段。

1. 港口場(chǎng)景：港口內集卡運輸場(chǎng)景擁有百億級市場(chǎng)規模，隨著(zhù)技術(shù)沿用到港口內其他運輸、主干線(xiàn)運輸等場(chǎng)景，可延展市場(chǎng)空間更大。

2. 礦區場(chǎng)景：擁有千億級潛在市場(chǎng)規模，通過(guò)整合設備、車(chē)輛、礦區等多方行業(yè)資源，加上適配場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛技術(shù)打磨，相關(guān)企業(yè)將逐漸脫穎而出。

而深入產(chǎn)業(yè)來(lái)看，相關(guān)頭部公司已逐漸跑出。礦區、港口、機場(chǎng)、園區等擁有落地場(chǎng)景；傳統車(chē)輛/設備企業(yè)擁有完善的供應鏈體系、品牌力和制造能力；傳統物流承運企業(yè)有豐富業(yè)務(wù)經(jīng)驗；自動(dòng)駕駛初創(chuàng )企業(yè)和科技巨頭在技術(shù)研發(fā)、生態(tài)資源上更具優(yōu)勢，多方聯(lián)合開(kāi)展自動(dòng)駕駛已在特定場(chǎng)景下開(kāi)展應用示范，并逐漸推廣商業(yè)應用。

接下來(lái)我們將重點(diǎn)介紹自動(dòng)駕駛在礦區和港口的應用，分析其運作模式和代表性企業(yè)，并試圖從其商業(yè)模型來(lái)判斷未來(lái)的市場(chǎng)空間。

港口自動(dòng)駕駛

港口作業(yè)的貨物轉運重點(diǎn)集中于吊機和車(chē)輛上。集裝箱碼頭作業(yè)流程通常分為4步：1. 在碼頭前沿區，岸橋將集裝箱從船舶卸載到水平移動(dòng)工具（內集卡/跨運車(chē)/AGV）；2. 內集卡/跨運車(chē)/AGV將集裝箱水平運輸至堆場(chǎng)；3. 場(chǎng)橋將集裝箱卸下存放至堆場(chǎng)保管；4. 外集卡由閘口進(jìn)入堆場(chǎng)，場(chǎng)橋將集裝箱放置于外集卡上，出閘口運往目的地交付。

無(wú)人駕駛集卡兼具效率和經(jīng)濟性

高水平自動(dòng)化和無(wú)人化有助于提高碼頭工作效率，降低對人力的依賴(lài)。港口水平運輸自動(dòng)化主要有3種解決方案：

1. 自動(dòng)導引車(chē)AGV：于上世紀50年代開(kāi)始投入運營(yíng)，用于倉庫貨物的自動(dòng)搬運。港口A(yíng)GV通常使用電磁感應方式，沿預先設定的行駛路徑埋設磁釘，AGV便可根據電磁信號自動(dòng)行駛。

2. 無(wú)人跨運車(chē)ASC：在傳統跨運車(chē)上加裝雷達、攝像頭等感知設備，借助自動(dòng)駕駛算法實(shí)現無(wú)人作業(yè)。

3. 無(wú)人駕駛集卡：在傳統集卡上加裝感知設備，并賦予其自動(dòng)駕駛能力，用于港口內的水平運輸。

AGV需配合大量基礎設施建設，這種漫長(cháng)的建設方式與周期適用于新碼頭建設，并不容易復制到傳統碼頭的改造中；跨運車(chē)本身高度有限，通常只能滿(mǎn)足1~3個(gè)集裝箱高度的堆放，在國內碼頭的應用較少。

因此，將自動(dòng)駕駛能力賦予集卡，對于解決傳統港口的智能化轉型升級或是更具經(jīng)濟效益的選擇。

智能港口升級需求明確，經(jīng)濟性可期

2021年，全球集裝箱吞吐量回暖至8.27億標準箱（TEU）。全球港口有較強動(dòng)力實(shí)現智能化升級，降本增效，實(shí)現內生發(fā)展。

2021年，我國主要港口集裝箱吞吐量占全球港口集裝箱吞吐總量的34%，居全球首位。據上海國際航運研究中心《2021年全球前20大港口生產(chǎn)形勢評述》數據，在全球吞吐量前20大集裝箱港口中，中國占據9個(gè)席位，且其中7個(gè)港口躋身前10。

當前，港口自動(dòng)駕駛主要包括車(chē)端自動(dòng)駕駛升級和提供運營(yíng)服務(wù)2種商業(yè)模式。

1. 車(chē)輛自動(dòng)駕駛升級：目前中國港口共擁有約1 800個(gè)岸橋，全球約有7 000個(gè)岸橋，按岸橋和內集卡1 ：6左右比例，全球約有4萬(wàn)臺存量?jì)燃?，每年新增量約6 000臺。若僅考慮狹義范圍內在碼頭內集裝箱車(chē)輛的自動(dòng)駕駛升級，預計市場(chǎng)規模約108億元/年。此外港口自動(dòng)駕駛企業(yè)會(huì )提供對應的車(chē)輛調度軟件解決方案，預計市場(chǎng)規模約10億元/年。

2. 運輸服務(wù)：全球集裝箱吞吐總量約9億標準箱，水平運輸價(jià)格以25元/標準箱計，港口水平運輸市場(chǎng)約225億元/年。

集裝箱運輸的旺盛需求對港口效率提出了更高要求，而港口效率是貿易成本的決定性因素，同時(shí)也是港口競爭力的集中體現。港口自動(dòng)駕駛可滿(mǎn)足港口提升貨物轉運效率、降低運營(yíng)成本的核心業(yè)務(wù)訴求。此外，港口自動(dòng)駕駛有助于解決勞動(dòng)力成本攀升，以及由于勞動(dòng)強度大和工作環(huán)境惡劣導致的人力短缺問(wèn)題。

假設港口自動(dòng)駕駛在未來(lái)能達到和人力一樣的工作效率甚至更高，隨著(zhù)自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷成熟及套件成本的降低，其經(jīng)濟模型會(huì )逐漸得到優(yōu)化。據測算，采用自動(dòng)駕駛內集卡，2.7年左右可收回額外的硬件投入，且其后續年運營(yíng)成本更低。

技術(shù)：強調厘米級作業(yè)精度

港口自動(dòng)駕駛的特殊性在于作業(yè)精度和作業(yè)環(huán)境。1. 作業(yè)精度要求厘米級：裝卸集裝箱的作業(yè)過(guò)程涉及多個(gè)大型機械的交互，所以集卡需具有厘米級別的對位精度才能使得吊具精準裝卸；2. 信號干擾大：船舶靠岸、岸橋、集裝箱等金屬會(huì )干擾信號傳輸從而影響定位精度，此外港口集裝箱體高且密集，會(huì )出現北斗信號數據抖動(dòng)、延遲等問(wèn)題；3. 極端天氣影響：港口常見(jiàn)鹽霧、側風(fēng)、雷雨、臺風(fēng)等作業(yè)環(huán)境會(huì )影響傳感器性能、加速硬件損耗。

車(chē)路協(xié)同方案可解決港口自動(dòng)駕駛的差異化需求。定位方面，在傳統組合導航的基礎上，增加視覺(jué)和激光的定位結果進(jìn)行補充，可解決港口多徑干擾等問(wèn)題帶來(lái)的影響；精確停位方面，通過(guò)在龍門(mén)吊上安裝有源或者無(wú)源的設備來(lái)輔助，進(jìn)而完成厘米級作業(yè)要求。隨著(zhù)5G、新基建和車(chē)路協(xié)同技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，可進(jìn)一步加強自動(dòng)駕駛感知和定位能力。

自動(dòng)駕駛要融入TOS業(yè)務(wù)系統。TOS業(yè)務(wù)系統是港口重要的作業(yè)“大腦”，可指導碼頭制定高效、合理的生產(chǎn)計劃，實(shí)時(shí)準確地記錄、存儲碼頭作業(yè)過(guò)程中的關(guān)鍵數據，科學(xué)有效地分配資源，為碼頭生產(chǎn)決策提供完備的數據統計和信息分析。做好港口自動(dòng)駕駛，需要深入港口的作業(yè)流程，與TOS系統實(shí)現無(wú)縫對接尤為必要。

產(chǎn)業(yè)鏈：廠(chǎng)商和整車(chē)廠(chǎng)深度綁定

產(chǎn)業(yè)鏈上游，包括新型零部件供應商、系統供應商、算法供應商、新興技術(shù)供應商、高精度地圖供應商等，分別提供零部件和技術(shù)服務(wù)給產(chǎn)業(yè)鏈中游主機廠(chǎng)與機械設備商，提供傳感器、芯片、高精地圖等給自動(dòng)駕駛技術(shù)解決方案商。

產(chǎn)業(yè)鏈中游，主機廠(chǎng)和自動(dòng)駕駛解決方案提供商建立合作關(guān)系，主機廠(chǎng)提供線(xiàn)控卡車(chē)，自動(dòng)駕駛廠(chǎng)商提供自動(dòng)駕駛技術(shù)能力，兩者共同研發(fā)自動(dòng)駕駛集卡出售給下游港口企業(yè)，或以自動(dòng)駕駛車(chē)輛為港口提供運輸服務(wù)。

當前，港口行業(yè)準入壁壘高，競爭格局基本穩定，產(chǎn)業(yè)集中度高。據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數據顯示，2020年港口集裝箱吞吐量CR3（行業(yè)前3總量）、CR5、CR10分別為37%、54%和72%，港口資源整合有望持續推進(jìn)。而大型港口企業(yè)多為上市國企，資金實(shí)力雄厚，付費能力強，擁抱推進(jìn)港口智能化、現代化動(dòng)力足，有意愿且有能力落地自動(dòng)駕駛運輸。

而港口自動(dòng)駕駛企業(yè)主要分為2類(lèi)：有自動(dòng)駕駛技術(shù)背景的企業(yè)；整機廠(chǎng)自研自動(dòng)駕駛集卡及設備。

其中，在有自動(dòng)駕駛技術(shù)背景的企業(yè)中，一類(lèi)是與整車(chē)廠(chǎng)達成深度合作，有些作為整機廠(chǎng)的一級供應商，有些以自動(dòng)駕駛企業(yè)為核心，向整車(chē)廠(chǎng)購置集卡，向港口輸出成套自動(dòng)駕駛解決方案；另一類(lèi)是自研整體集卡設備，如西井科技，自研沒(méi)有駕駛艙形態(tài)的港口自動(dòng)駕駛設備，后者更符合市場(chǎng)需求。

在整車(chē)廠(chǎng)背景的企業(yè)中，一類(lèi)選擇和自動(dòng)駕駛企業(yè)形成合作，購買(mǎi)其解決方案來(lái)提升自動(dòng)駕駛能力；另一類(lèi)是自研技術(shù)，如上汽紅巖和東風(fēng)商用車(chē)。

從商業(yè)模式上來(lái)看，目前以自動(dòng)駕駛解決方案提供商和運輸服務(wù)商2種角色為主，前者更多是企業(yè)為港口提供全站智能化港口解決方案或為整車(chē)廠(chǎng)提供自動(dòng)駕駛套件，后者則是自動(dòng)駕駛公司獨立或與合作商合資成立運輸企業(yè)，為港口提供無(wú)人化運輸服務(wù)，按TEU（Twenty-feet Equivalent Unit，國際標準箱單位）進(jìn)行收費。

案例：西井科技

2016年，西井從智慧港口理貨系統開(kāi)始切入，深入到港口自動(dòng)駕駛商用車(chē)解決方案中；2018年，發(fā)布Qomolo自動(dòng)駕駛品牌，推出全時(shí)無(wú)人駕駛電動(dòng)重卡Q-Truck；2021年，發(fā)布“貨客兩用”無(wú)人駕駛重載移動(dòng)平臺Qomolo One，形成全局化人工智能智慧港口、新能源無(wú)人駕駛等整合方案。

當前，西井采取整體解決方案與單點(diǎn)運營(yíng)服務(wù)并駕齊驅的多元商業(yè)模式。

整體解決方案，主要指整車(chē)銷(xiāo)售或自動(dòng)駕駛及運力調度系統銷(xiāo)售，通常以一次性收費為主；單點(diǎn)運營(yíng)服務(wù)方案，主要指按照服務(wù)內容和形式收費，如按照搬運集裝箱的數量計件收費或包月、包年計價(jià)。C端化計件收費模式，省去了高額的一次性購置費用，同時(shí)無(wú)需碼頭進(jìn)行復雜的基建改造，容易建立起與用戶(hù)的連接，實(shí)現港口無(wú)人化運營(yíng)輕啟動(dòng)，助力港口的數智化轉型升級。

當前，西井的無(wú)人駕駛商用解決方案已實(shí)現與港口場(chǎng)景的深度耦合，截至目前已覆蓋10多個(gè)國家和地區，服務(wù)80多個(gè)客戶(hù)。

礦區自動(dòng)駕駛

礦山開(kāi)采可分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采2種方式：將覆蓋在礦體之上的浮土和圍巖剝離，從裸露的礦體上采掘礦石的方法稱(chēng)為露天開(kāi)采；針對埋藏較深的礦床則采用地下開(kāi)采的方式。本文主要探討自動(dòng)駕駛技術(shù)在露天礦場(chǎng)景下的應用。

露天開(kāi)采工藝，分為穿孔、爆破、采裝、運輸、排土等環(huán)節，其中“采運排”環(huán)節成本占比較高。據甲子光年數據顯示，煤礦“采運排”成本約占總成本比重的80%~90%，金屬礦“采運排”成本約占70%左右，砂石礦“采運排”成本約占30%~40%。

露天礦山運輸方式中，采用汽車(chē)運輸較為普遍。我國礦區運輸車(chē)輛有3種：非公路礦用自卸車(chē)（礦卡）、非公路寬體自卸車(chē)（寬體車(chē)）、后八輪（一類(lèi)公路自卸車(chē)）。隨著(zhù)礦區集中度越來(lái)越高，運輸車(chē)輛呈大型化趨勢：后八輪逐步被替代，寬體車(chē)、礦卡主流載重逐漸增加。從礦卡和寬體車(chē)的競爭格局來(lái)看，頭部主機廠(chǎng)集中度較高，礦卡中北方股份占據市場(chǎng)總份額的80%；寬體車(chē)中前三大企業(yè)的市占率也較高。

行業(yè)需求剛性，市場(chǎng)規?？善?/p>

我國礦產(chǎn)資源豐富，礦產(chǎn)產(chǎn)量高，每年礦石和土方運輸市場(chǎng)廣闊。此外，在供給側結構性改革推動(dòng)下，小型礦山有序退出，大中型礦山推廣智能化、自動(dòng)化的動(dòng)力較高。隨著(zhù)礦企不斷向頭部集中，預計對新技術(shù)的引入將逐漸開(kāi)放。

當前，礦區自動(dòng)駕駛主要提供礦山無(wú)人駕駛整體解決方案和提供無(wú)人運輸運營(yíng)服務(wù)2種商業(yè)模式：

1. 提供礦山無(wú)人駕駛解決方案。存量市場(chǎng)：大型礦卡存量車(chē)的自動(dòng)駕駛升級市場(chǎng)約140億元；增量市場(chǎng)：作為一級供應商給整車(chē)廠(chǎng)提供自動(dòng)駕駛解決方案，市場(chǎng)規模約200億元/年；此外，礦區需要軟件管理平臺來(lái)管理車(chē)輛，該部分市場(chǎng)規模約100億元。

2. 提供自動(dòng)駕駛運輸運營(yíng)服務(wù)。據測算，國內煤炭土方剝離運輸市場(chǎng)規模約700億元/年，鐵礦土方剝離運輸市場(chǎng)規模約189億元/年，石灰石礦剝離運輸市場(chǎng)規模約456億元/年。由此，自動(dòng)駕駛運輸服務(wù)每年潛在市場(chǎng)規模約在1 300億元左右。

礦區無(wú)人化的緊迫性

礦運作業(yè)安全事故頻發(fā)、招工用工困難、人力成本高企已成為礦區的痛點(diǎn)和管理難點(diǎn)。

首先，招工難。礦山地點(diǎn)通常偏遠封閉，且工作環(huán)境復雜，加上工作內容單一乏味，愿意從事礦區運輸司機工作的年輕勞動(dòng)力匱乏，而招聘經(jīng)驗豐富的駕駛員困難。

其次，高危險。礦區內道路沿山而上，崎嶇顛簸，雨天濕滑泥濘，晴天石沙飛揚，加上各種落石障礙物等突發(fā)路況，駕駛難度高。安全生產(chǎn)是礦區工作的紅線(xiàn)，一旦發(fā)生安全事故，社會(huì )影響和經(jīng)濟損失很大。

最后，人力成本高、管理難度大。礦用卡車(chē)司機用工成本約20萬(wàn)元/年，每輛礦卡雇傭4~5名司機，每輛卡車(chē)每年人工費用可達100萬(wàn)元；司機流動(dòng)性大，日常管理難度較大；人工運輸情況下，不同駕駛方式和習慣會(huì )導致油耗大、設備維護困難等問(wèn)題。

智能化、自動(dòng)化、無(wú)人化改革得到政策鼓勵，為礦區運輸提供了新的發(fā)展思路。國家發(fā)改委等八部委于2020年2月發(fā)布的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見(jiàn)》中提出，在2025年實(shí)現煤礦無(wú)人化運輸；2020年4月，工信部等聯(lián)合發(fā)布《有色金屬行業(yè)智能礦山建設指南（試行）》，提出要“開(kāi)展礦山無(wú)人駕駛系統建設與應用”。

經(jīng)過(guò)幾年摸索，礦區尤其是露天煤礦的實(shí)踐基本度過(guò)了從0到1的過(guò)程。但隨著(zhù)規?；涞剡M(jìn)入“深水區”，四大礦種的差異、產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈協(xié)同升級、技術(shù)綜合度的提高、要求進(jìn)一步提高的經(jīng)濟效益和工程化能力以及面向項目交付后市場(chǎng)的數據積累與運維工作，都對其提出了更高標準的考驗。

不過(guò)，從直接經(jīng)濟模型考慮，據測算，自動(dòng)駕駛寬體車(chē)中相比于傳統模式，1年左右可收回自動(dòng)駕駛套件投入；而在礦卡中相比傳統模式，3年左右可收回自動(dòng)駕駛套件投入，此外自動(dòng)駕駛還能實(shí)現更高的安全性，其間接經(jīng)濟意義更高。

技術(shù)趨勢：多維度技術(shù)綜合應用

與城市道路、高速公路或園區廠(chǎng)區等常規場(chǎng)景相比，礦區應用環(huán)境存在高溫、高寒、高濕、振動(dòng)沖擊大、灰塵大、雨霧多乃至高海拔等特點(diǎn)，礦區作業(yè)流程通常又比較復雜、停工代價(jià)大，故而在露天礦無(wú)人駕駛運輸系統設計中，必須充分考慮上述因素，以保障整個(gè)系統的高穩定性、高可靠性和礦區作業(yè)的高連續性。

因此，自動(dòng)駕駛在礦區的應用需要在感知技術(shù)、線(xiàn)控技術(shù)、車(chē)云協(xié)同、云端智能和調度及大數據技術(shù)方面深耕。而惡劣的作業(yè)環(huán)境也使得礦區自動(dòng)駕駛的環(huán)境感知、定位導航、車(chē)輛控制、車(chē)云協(xié)同更具競爭壁壘。

首先，復雜的道路和氣候環(huán)境考驗著(zhù)礦區無(wú)人駕駛的感知精度。多源異構傳感器融合可提高環(huán)境感知的準確性和魯棒性。在實(shí)際應用中，選用多個(gè)對粉塵敏感度低的毫米波雷達，并高度融合激光雷達、攝像頭等傳感器，取長(cháng)補短，可提高目標檢測的精度，實(shí)現礦卡全天候環(huán)境感知，從而達到礦卡無(wú)人駕駛的安全性。大型礦卡各個(gè)方向部署的傳感器總數量達20個(gè)，包括多種焦段攝像頭、毫米波雷達、固態(tài)激光雷達、多線(xiàn)束激光雷達等。

其次，因大體型+高載重+復雜地形，礦區場(chǎng)景對車(chē)端的執行控制要求更高。由于礦區主要運輸車(chē)輛在其體型和載重量上均遠超常規車(chē)輛，控制上具有延時(shí)大、非線(xiàn)性的特點(diǎn)；而礦區道路環(huán)境復雜多變、非結構化，上/下坡坡度大，常有大曲率轉彎、顛簸不平、裝/卸載區道路場(chǎng)地變化頻繁等問(wèn)題，礦區車(chē)輛的控制難度大；執行控制時(shí)還需考慮車(chē)輛不同的狀態(tài)，包括重載上坡、空載下坡等復雜情況。因此，無(wú)人駕駛礦車(chē)底盤(pán)線(xiàn)控技術(shù)是無(wú)人駕駛實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)之一。改造存量車(chē)的線(xiàn)控以及對增量新車(chē)的線(xiàn)控底盤(pán)進(jìn)行全新研發(fā)可達到直接控制執行元件的目的。

同時(shí)，礦區作業(yè)規程高度復雜、場(chǎng)地多變，系統智能下的“車(chē)地云協(xié)同”成為必要條件。露天礦是一個(gè)復雜、完整的作業(yè)體系，不同于公開(kāi)道路有一套完整的交通法規，露天礦的作業(yè)區域，其場(chǎng)景變化頻次遠高于公開(kāi)道路。為了使整體系統安全、高效、可靠，需要使無(wú)人駕駛的礦車(chē)之間，以及礦車(chē)跟不同地面管控終端和輔助作業(yè)車(chē)輛之間進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，由云端平臺進(jìn)行統一智能化調度和管控，并實(shí)時(shí)更新場(chǎng)景地圖，通過(guò)智能系統將車(chē)端、路端智能終端整合成可以交互的整體，實(shí)現無(wú)人駕駛車(chē)輛的高精定位、環(huán)境感知、防撞避撞、狀態(tài)監測、故障報警、人機交互和V2X通信。智能終端通過(guò)4G/5G通信網(wǎng)絡(luò )與高精定位地面基準站和管理系統進(jìn)行數據交互，協(xié)調應對運行過(guò)程中的各種情況。

此外，大多礦區采用多品牌、多車(chē)型進(jìn)行作業(yè)，云端系統本身的開(kāi)放性與功能可擴充性對于項目實(shí)施的可行性與經(jīng)濟性至關(guān)重要，系統架構標準化、模塊化設計將成為主流。

最后，運輸運營(yíng)與后市場(chǎng)對大數據技術(shù)也提出了要求，無(wú)論是運輸運營(yíng)模式，還是解決方案的后市場(chǎng)，其本身都是一個(gè)產(chǎn)生大量多維數據的過(guò)程。因此，大數據技術(shù)在整體方案中的應用，成為企業(yè)后續進(jìn)入運輸運營(yíng)市場(chǎng)和礦車(chē)運維后市場(chǎng)的重點(diǎn)。

產(chǎn)業(yè)鏈：認知+技術(shù)多維融合

將礦山無(wú)人駕駛按照業(yè)務(wù)屬性和產(chǎn)品屬性，可分成橫向和縱向2條產(chǎn)業(yè)鏈主線(xiàn)。

從橫軸來(lái)看，從上至下分別是：整車(chē)廠(chǎng)商、運輸運營(yíng)廠(chǎng)商、工程公司及最終的礦企。運輸運營(yíng)廠(chǎng)商市場(chǎng)較分散，傳統企業(yè)購買(mǎi)車(chē)輛、招聘員工，為礦企提供有人運輸服務(wù)；礦企中，不同行業(yè)分散度不同，但總體來(lái)看隨著(zhù)供給側改革推進(jìn)，落后產(chǎn)能去除，整體集中度將提升，龍頭礦企更有動(dòng)力進(jìn)行數字化改造以提升效率。對于希望以自動(dòng)駕駛技術(shù)驅動(dòng)運輸服務(wù)的公司而言，需要承擔更重的資本開(kāi)支為礦企提供運輸服務(wù)，但市場(chǎng)空間更大。

從縱軸來(lái)看，礦區自動(dòng)駕駛上游廠(chǎng)商主要是芯片、攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、V2X等供應商，中游為自動(dòng)駕駛軟硬件解決方案商，下游是整車(chē)廠(chǎng)商。整車(chē)廠(chǎng)中礦卡的集中度較高，其中北方股份市占率達80%；寬體車(chē)相對較分散，龍頭企業(yè)市占率約30%~40%。因此，對于自動(dòng)駕駛軟硬件解決方案商而言，使自動(dòng)駕駛套件適配好整車(chē)廠(chǎng)的各款車(chē)型，成為整車(chē)廠(chǎng)的優(yōu)質(zhì)供應商是他們的主要目標。

案例：踏歌智行

成立于2016年的踏歌智行，深耕礦區自動(dòng)駕駛，推出了“車(chē)-地-云”架構的智慧礦山整體系統理念，打造出由云端智能調度管理、4G/5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信、智能路側單元和車(chē)載智能終端組成的“曠谷”礦山運輸無(wú)人駕駛解決方案。

踏歌智行從技術(shù)產(chǎn)品、方案創(chuàng )新、商業(yè)化落地等方面實(shí)現了行業(yè)創(chuàng )新，包括首次礦車(chē)無(wú)人駕駛、首次礦區實(shí)測、首次編組作業(yè)、首次安全員下車(chē)、首次夜間作業(yè)、全礦無(wú)人駕駛項目等，落地眾多標桿礦區項目。此外，公司還率先實(shí)現礦區無(wú)人運輸運營(yíng)模式，運作規?；療o(wú)人駕駛寬體車(chē)隊。

踏歌智行“曠谷系統”礦區無(wú)人駕駛解決方案包含車(chē)載系統、地面系統、云控平臺三大板塊，是一個(gè)復雜的分布式多層次控制系統，主要由調度中心設備、地面設備、車(chē)載設備、網(wǎng)絡(luò )通信及定位設備等部分組成，功能涵蓋編隊跟車(chē)、防撞避讓、會(huì )車(chē)慢行、泊車(chē)?？?、多車(chē)平裝、動(dòng)態(tài)卸載等細分環(huán)節，服務(wù)于露天礦運輸全場(chǎng)景，可完成礦區內從采裝、運輸到排土的關(guān)鍵鏈路。

踏歌智行擁有多場(chǎng)景應對能力，其將礦區全流程作業(yè)拆解為了停車(chē)場(chǎng)、測試場(chǎng)、行駛、裝載、?？恳约芭磐翀?chǎng)等多個(gè)場(chǎng)景。此外，考慮到長(cháng)尾場(chǎng)景，踏歌智行還形成了無(wú)人駕駛、人工駕駛、遙控駕駛多模式駕駛無(wú)縫切換的完整方案以應對小概率的特殊事件。目前踏歌智行在礦區80%以上都能通過(guò)無(wú)人駕駛實(shí)現。

在模式上，踏歌智行采用自動(dòng)駕駛解決方案與礦山無(wú)人駕駛運輸服務(wù)雙路并行。

踏歌智行與行業(yè)龍頭達成了深度合作。踏歌智行在發(fā)展中早期即與采礦行業(yè)上下游的重要企業(yè)形成了深度合作，積累了行業(yè)經(jīng)驗。此外，踏歌智行還積極參與行業(yè)標準建設與開(kāi)展前沿技術(shù)研究，協(xié)同眾多國家級協(xié)會(huì )，參編近20項礦區無(wú)人駕駛標準，包括無(wú)人駕駛相關(guān)的整車(chē)技術(shù)、道路運輸、車(chē)輛安全、檢驗檢測、通訊技術(shù)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等多方面。

當前，踏歌智行自動(dòng)駕駛解決方案在各大礦區批量落地，復制率不斷提升。2021年，公司與中環(huán)協(xié)力簽訂1.84億元礦區無(wú)人運輸運營(yíng)訂單，提供礦山運輸全鏈路一條龍服務(wù)，開(kāi)創(chuàng )了無(wú)人運輸運營(yíng)新模式。

安全員的常態(tài)化下車(chē)是無(wú)人駕駛規?；逃玫囊粋€(gè)重要標志。據悉，踏歌智行已開(kāi)始在多個(gè)礦區逐步實(shí)現生產(chǎn)狀態(tài)下“常態(tài)化”去安全員作業(yè)。

當然，特定場(chǎng)景自動(dòng)駕駛也存在相應風(fēng)險。

一是技術(shù)發(fā)展和應用推廣或低于預期。當前，自動(dòng)駕駛技術(shù)仍需不斷迭代并和具體場(chǎng)景做更好的結合，積累更多的應用案例，才能適應更多的長(cháng)尾場(chǎng)景，以進(jìn)一步擴大復制規模。除技術(shù)升級外，應用的推廣落地也與場(chǎng)景方的使用意愿、軟硬件套件的成本及自動(dòng)駕駛可實(shí)現的效率有關(guān)。以上因素都有可能影響其商業(yè)落地的時(shí)間表。

二是競爭加劇。隨著(zhù)特定場(chǎng)景自動(dòng)駕駛應用逐漸成為現實(shí)，以及各家企業(yè)逐漸形成明晰的商業(yè)模式，容易吸引競爭對手參與到行業(yè)競爭中來(lái)。

三是監管風(fēng)險。監管部門(mén)關(guān)注自動(dòng)駕駛技術(shù)的標準和應用，在鼓勵其發(fā)展的同時(shí)，也制定了相應的細則來(lái)規范行業(yè)健康發(fā)展。