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為何Pilbara能引領非公路卡車自動化發展

2019-11-24 10:05| 發布者: 巨車網| 查看: 110| 評論: 0

摘要: 可能二三十年之后,重型非公路卡車的駕駛室將不再是標配,而需要花大價錢選裝。


  7月份,珀斯舉行的2019澳大利亞鐵礦石會議的一份報告指出,該州鐵礦在露天采礦AHS(自動化運輸系統)方面處于世界領先地位。

  MTGA(澳大利亞礦業技術人員集團)項目經理Richard Price進入該技術領域多年,見證了最早的兩臺自動化卡車在Alcoa的Willowdale鋁土礦(位于Pinjarra)的試驗,時間早在1994年。

  在這次會議上,Price的報告闡述了在皮爾巴拉(Pilbara)地區AHS的運行狀況:鐵礦中的第一個商業化試運行于2008年在力拓的West Angelas鐵礦中開始,有兩家制造商的設備使用在皮爾巴拉地區——卡特彼勒的Command for Hauling和小松的FrontRunner——力拓、必和必拓、FMG集團這三家礦業巨頭在應用自動化卡車上處于領先地位。

  FMG是皮爾巴拉地區最大的自動化卡車運營商(也是全球最大),公司業績報告顯示, 6月底自動化卡車數量為128臺。根據各自的公開數據,力拓此時的數量為96臺,必和必拓為50臺。

  “FMG計劃將所有卡車實現自動化,包括首批使用替代OEM系統的非OEM卡車。”Price表示,他說該公司目前已經用卡特彼勒的Command for Hauling將小松卡車改造為自動化,這是世界首例。

  Price說:“除此之外,FMG還在現場運行有多臺卡特彼勒卡車,也是全球首家在同一地點使用不同級別卡車(789D、793F和930E)的礦山。”

  不過小松在商用自動化領域的時間更長,到11月時運輸量已經突破了200億噸,這一成績超過了卡特彼勒。卡特在全球非常成功,在加拿大油砂礦、不列顛哥倫比亞煤礦、巴西淡水河谷鐵礦中部署了AHS系統。

  “就AHS車載部件而言,小松的系統要比卡特的簡單些,”Price說,“主要區別是卡特使用了帶有無線電雷達的LiDAR(激光雷達,Velodyne 64線),而小松的系統只使用了無線電雷達。此外車載控制還有其它方面的不同——卡特的車載部分運算能力更強,而小松的主要是通過無線網絡將運算任務交由服務器端處理。”

  盡管卡特的車型計算能力很強,但卡車性能仍然取決于它們所連接的通信基礎結構。

  目前,只有小松的系統宣布成功完成了以4G LTE網絡通信來管理卡車的試驗,卡特當前系統依賴于無線網絡技術,“當前全球的所有實際應用均使用了此技術。”Price 表示。

  這種技術面臨的一個問題是,通信中斷時卡車就會停止運行,因為卡車通信要通過此網絡知道車輛之間的位置、行駛方向和速度。目前,需要人工介入使卡車重新開動起來,但是這樣做會浪費時間。

  而且,Price說,在皮爾巴拉地區,卡車停止運行會引起目標檢測錯誤的嚴重問題。“在使用AHS的各個礦山,這些情況通常被稱作‘ODs’(目標檢測)問題,” Price說,許多駕駛員覺得這些情況的出現主要是因為路面的起伏、坑洼、石塊。同樣,重新啟動自動化卡車通常需要人工檢查。

  領先地位

  盡管存在通信和OD問題,西澳仍然處于自動化的領先位置,目前全球約有370臺自動化卡車,其中75%運行在皮爾巴拉,這是為什么呢?Price重點說了五個方面的原因:

  ——司機成本高。礦用卡車司機平均年薪通常在10萬澳元(6.89萬美元)以上。

  ——容易實施。Price 說:“皮爾巴拉礦山場地開闊,在整個礦場實施前可以在一個專門區域試用此技術。”并指出這里的地形也便于通信設施的安裝。

  ——礦山規模和壽命。Price說,之前的AHS成本效率分析的臨界點為1200萬噸/年的運輸量,即6-8輛卡車的運載能力,該地區所有礦山都超過了此值,而且礦山壽命也很長。

  ——部署了AHS的礦場當前實行的是飛進飛出模式,直接將員工從其雇傭點送到現場。

  ——皮爾巴拉地區的技術和經驗,各個礦山接觸車隊管理系統和技術應用的時間很長。

  Price說:“西澳大利亞不一定有什么特別優勢,由于上述原因才會在皮爾巴拉鐵礦實施AHS。”

  優勢所在

  Price引用了礦業公司的話說明了自動化的優勢。

  力拓去年表示:“2017年,平均每輛自動化卡車估計都比傳統卡車要多運行700小時,每噸運輸成本要低15%左右。”

  同一年,FMG稱自動化卡車將生產力提高了32%。

  淡水河谷也說:“在巴西Brucutu鐵礦運行的自動化卡車有望將燃油消耗降低10%,保養費用也隨之降低了25%,卡車的非公路輪胎每條要4萬美元,其磨損量預計可減少25%,綜合效果是將設備壽命延長了15%,減少了新設備投資并降低了有害氣體排放。”

  Price說:“目前,三個運營項目的監測指標明顯不同,但不管指標如何,AHS肯定會對運營環境產生重大影響。

  “看上去自動化卡車的可用性增加對它們來說是最大優勢,成本降低也有幫助,但是車隊可預測性的增強才是實際效益的主要原因。

  “自動化卡車還有一些可以測得但是難以量化的好處,其中包括更少的保養、減少了輪胎磨損(壽命更長)、降低了燃油消耗(同樣運輸量)、卡車整體表現更好等。”

  比如,小松之前曾說過,優化的AHS自動化控制減少了急加速和突然轉向,與傳統駕駛方式卡車相比,其輪胎壽命提升了40%。

  當然,使用自動化卡車還有巨大的安全優勢。

  未來之路

  Price認為采礦的自動化程度會越來越高,他說未來礦山可能會用到數據文件自動分發,卡車無需人的參與就可以工作。

  “目前,可實現更好通信網絡覆蓋的LTE等技術、無人機、遠程攝像頭及其它用于人工目視檢查的地面自動化車輛將投入使用,卡車之外其它類型的自動化設備也將出現。”Price表示。

  Price說:“未來二三十年中,自動化將會繼續發展完善。

  “礦業公司和礦用設備制造商能從汽車自動化中學到很多東西,公路上的汽車顯然要比礦場的非公路卡車多得多,因此自動化套件的成本必然會下降,而且未來有可能做到在沒有GPS的環境中運行。

  “卡特彼勒系統所使用的LiDAR的成本已經比十年之前降了一半,像旋轉雷達一樣,固態激光雷達也已經用到了自動化工業車輛上。”

  Price指出,拉斯維加斯MINExpo 2016展會上小松的無駕駛室卡車是值得關注的一個發展方向。他說:“可能二三十年之后,重型非公路卡車的駕駛室將不再是標配,而需要花大價錢選裝。”

  “未來是自動化的時代,技術會比現在更先進。”Price說,并指出由于皮爾巴拉在自動化方面的領先優勢,該地區的鐵礦行業有望最先用上這些技術。


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