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为何Pilbara能引领非公路卡车自动化发展

2019-11-24 10:05| 发布者: 巨车网| 查看: 142| 评论: 0

摘要: 可能二三十年之后,重型非公路卡车的驾驶室将不再是标配,而需要花大价钱选装。


  7月份,珀斯举行的2019澳大利亚铁矿石会议的一份报告指出,该州铁矿在露天采矿AHS(自动化运输系统)方面处于世界领先地位。

  MTGA(澳大利亚矿业技术人员集团)项目经理Richard Price进入该技术领域多年,见证了最早的两台自动化卡车在Alcoa的Willowdale铝土矿(位于Pinjarra)的试验,时间早在1994年。

  在这次会议上,Price的报告阐述了在皮尔巴拉(Pilbara)地区AHS的运行状况:铁矿中的第一个商业化试运行于2008年在力拓的West Angelas铁矿中开始,有两家制造商的设备使用在皮尔巴拉地区——卡特彼勒的Command for Hauling和小松的FrontRunner——力拓、必和必拓、FMG集团这三家矿业巨头在应用自动化卡车上处于领先地位。

  FMG是皮尔巴拉地区最大的自动化卡车运营商(也是全球最大),公司业绩报告显示, 6月底自动化卡车数量为128台。根据各自的公开数据,力拓此时的数量为96台,必和必拓为50台。

  “FMG计划将所有卡车实现自动化,包括首批使用替代OEM系统的非OEM卡车。”Price表示,他说该公司目前已经用卡特彼勒的Command for Hauling将小松卡车改造为自动化,这是世界首例。

  Price说:“除此之外,FMG还在现场运行有多台卡特彼勒卡车,也是全球首家在同一地点使用不同级别卡车(789D、793F和930E)的矿山。”

  不过小松在商用自动化领域的时间更长,到11月时运输量已经突破了200亿吨,这一成绩超过了卡特彼勒。卡特在全球非常成功,在加拿大油砂矿、不列颠哥伦比亚煤矿、巴西淡水河谷铁矿中部署了AHS系统。

  “就AHS车载部件而言,小松的系统要比卡特的简单些,”Price说,“主要区别是卡特使用了带有无线电雷达的LiDAR(激光雷达,Velodyne 64线),而小松的系统只使用了无线电雷达。此外车载控制还有其它方面的不同——卡特的车载部分运算能力更强,而小松的主要是通过无线网络将运算任务交由服务器端处理。”

  尽管卡特的车型计算能力很强,但卡车性能仍然取决于它们所连接的通信基础结构。

  目前,只有小松的系统宣布成功完成了以4G LTE网络通信来管理卡车的试验,卡特当前系统依赖于无线网络技术,“当前全球的所有实际应用均使用了此技术。”Price 表示。

  这种技术面临的一个问题是,通信中断时卡车就会停止运行,因为卡车通信要通过此网络知道车辆之间的位置、行驶方向和速度。目前,需要人工介入使卡车重新开动起来,但是这样做会浪费时间。

  而且,Price说,在皮尔巴拉地区,卡车停止运行会引起目标检测错误的严重问题。“在使用AHS的各个矿山,这些情况通常被称作‘ODs’(目标检测)问题,” Price说,许多驾驶员觉得这些情况的出现主要是因为路面的起伏、坑洼、石块。同样,重新启动自动化卡车通常需要人工检查。

  领先地位

  尽管存在通信和OD问题,西澳仍然处于自动化的领先位置,目前全球约有370台自动化卡车,其中75%运行在皮尔巴拉,这是为什么呢?Price重点说了五个方面的原因:

  ——司机成本高。矿用卡车司机平均年薪通常在10万澳元(6.89万美元)以上。

  ——容易实施。Price 说:“皮尔巴拉矿山场地开阔,在整个矿场实施前可以在一个专门区域试用此技术。”并指出这里的地形也便于通信设施的安装。

  ——矿山规模和寿命。Price说,之前的AHS成本效率分析的临界点为1200万吨/年的运输量,即6-8辆卡车的运载能力,该地区所有矿山都超过了此值,而且矿山寿命也很长。

  ——部署了AHS的矿场当前实行的是飞进飞出模式,直接将员工从其雇佣点送到现场。

  ——皮尔巴拉地区的技术和经验,各个矿山接触车队管理系统和技术应用的时间很长。

  Price说:“西澳大利亚不一定有什么特别优势,由于上述原因才会在皮尔巴拉铁矿实施AHS。”

  优势所在

  Price引用了矿业公司的话说明了自动化的优势。

  力拓去年表示:“2017年,平均每辆自动化卡车估计都比传统卡车要多运行700小时,每吨运输成本要低15%左右。”

  同一年,FMG称自动化卡车将生产力提高了32%。

  淡水河谷也说:“在巴西Brucutu铁矿运行的自动化卡车有望将燃油消耗降低10%,保养费用也随之降低了25%,卡车的非公路轮胎每条要4万美元,其磨损量预计可减少25%,综合效果是将设备寿命延长了15%,减少了新设备投资并降低了有害气体排放。”

  Price说:“目前,三个运营项目的监测指标明显不同,但不管指标如何,AHS肯定会对运营环境产生重大影响。

  “看上去自动化卡车的可用性增加对它们来说是最大优势,成本降低也有帮助,但是车队可预测性的增强才是实际效益的主要原因。

  “自动化卡车还有一些可以测得但是难以量化的好处,其中包括更少的保养、减少了轮胎磨损(寿命更长)、降低了燃油消耗(同样运输量)、卡车整体表现更好等。”

  比如,小松之前曾说过,优化的AHS自动化控制减少了急加速和突然转向,与传统驾驶方式卡车相比,其轮胎寿命提升了40%。

  当然,使用自动化卡车还有巨大的安全优势。

  未来之路

  Price认为采矿的自动化程度会越来越高,他说未来矿山可能会用到数据文件自动分发,卡车无需人的参与就可以工作。

  “目前,可实现更好通信网络覆盖的LTE等技术、无人机、远程摄像头及其它用于人工目视检查的地面自动化车辆将投入使用,卡车之外其它类型的自动化设备也将出现。”Price表示。

  Price说:“未来二三十年中,自动化将会继续发展完善。

  “矿业公司和矿用设备制造商能从汽车自动化中学到很多东西,公路上的汽车显然要比矿场的非公路卡车多得多,因此自动化套件的成本必然会下降,而且未来有可能做到在没有GPS的环境中运行。

  “卡特彼勒系统所使用的LiDAR的成本已经比十年之前降了一半,像旋转雷达一样,固态激光雷达也已经用到了自动化工业车辆上。”

  Price指出,拉斯维加斯MINExpo 2016展会上小松的无驾驶室卡车是值得关注的一个发展方向。他说:“可能二三十年之后,重型非公路卡车的驾驶室将不再是标配,而需要花大价钱选装。”

  “未来是自动化的时代,技术会比现在更先进。”Price说,并指出由于皮尔巴拉在自动化方面的领先优势,该地区的铁矿行业有望最先用上这些技术。


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