智慧礦山
——智慧貝拉斯改造應用設計

（河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 灤縣 063700）

1 背景介紹

目前，采礦運輸任務一般由大型貝拉斯礦車完成，但是該方法存在一定弊端：采場內運輸道路專用車輛多、人員雜、交通條件不佳；采場內道路都是石渣臨時運輸車道，使用周期短；隨著采礦技術的不斷成熟，高臺階采礦處理成為主流，致使采礦路徑轉彎多、轉彎半徑小、坡道大；路面為采選后的廢石鋪成，不耐用、污染大、易損壞等缺點。

同時，礦用汽車裝載量大、結構復雜、作業條件差；貝拉斯大部分接近了報廢年限，車輛性能下降存在安全事故隱患。至此，提高運輸技術管理并保障運輸車輛安全運行成為我們的重點工作。我國礦山行業整體水平看，勞動生產率低，單位成本高，提高勞動生產率，降低成本是我國礦山發展的總目標，同時改善礦工生產安全和健康狀況也是我國礦山發展的重要任務。

2 科技提高安全管理

2.1 車輛盲區

現在所有車輛都存在一定的盲區，而盲區的存在是公認的車輛行駛的安全隱患。尤其在大型礦車上體現的尤為明顯，車輛四周均存在盲區，最大距離為30米，嚴重影響安全駕駛。

經過我們不斷的努力，礦車盲區已經做到視頻、雷達預警覆蓋，但頻繁的低頭查看信息，以及預警系統的模糊性誤判、查看反應操作之間的延時，對于安全駕駛有著諸多不利影響，甚至造成駕駛判斷失誤，引發嚴重后果。

圖1 事故現場照片

根據實驗以及測算，貝拉斯輪胎直徑3.55米，輪胎氣壓80-120PSI，相當于6-8個標準大氣壓。

貝拉斯輪胎爆炸的威力可以使，直徑20公分的石塊飛出十米將北斗星轎車車門擊穿，方圓500米內建筑物玻璃震掉。引入胎壓檢測，結合深度學習算法的危險預警，勢在必行。

經過改造，引入HUD抬頭顯示系統，將徹底改變大型礦車盲區問題。HUD設備將車輛原有視頻攝錄設備，通過端口融合，利用front-projected holographic display技術直接投影到車輛前擋風玻璃上，把車輛盲區全覆蓋，一次性呈現，這樣車輛駕駛員可以直接“平視”全景路況信息，同時可以加入車速、胎壓、車距確認等車輛行駛參數確保安全行駛。

如果原有車輛攝錄設備不足或者僅為雷達防撞預警，那么我們可以加入雙面攝像頭，再利用VR技術進行融合，形成360°無死角成像系統，這樣既減少投入，又提高成像效果，達到設備優化的目的；同時，再利用多年安全行駛數據、車輛參數等大數據支持，結合深度學習算法建立車輛安全行駛預警系統。

2.2 道路盲區

采場中道路盲區也是一個比較大的危險因素，由于采場道路轉彎半徑偏小，道路兩側均有較高土擋，轉彎盲區不可避免。

在轉彎處，重載車輛受離心力影響，車輛不易控制，同時轉彎處躲避區域小，極易造成事故。

在這種情況下，轉彎的地方添加攝錄設備，實時路況通過WHDI技術無線傳輸到過彎車輛上，然后顯示在車前擋風玻璃上，實現道路全景路況識別，打造行車無盲區駕駛，消除所有盲區行駛隱患。

采場道路表面多由小粒度廢石鋪成，損壞快，使用周期短，很難實現道路畫線分區行駛，利用front-projected holographic display技術，實現虛擬畫線，車輛分區行駛，達到科學管理運輸車輛的目的。

在此基礎上，可以進一步實現運輸車輛智慧無人駕駛運行系統。

3 前景展望

經過國內外近30年的數字礦山的發展，礦山生產自動化、智能化已經積累了大量的科技研究成果，并且在加拿大、瑞典、澳大利亞等礦業發達國家擁有了大量應用實踐經驗，實現了無人操作、無人值守、高度智慧化的科技礦山，提高了生產效率，降低了生產成本，使他們的產品具有了市場競爭優勢。

我國在“十三五”規劃中，“智慧城市”建設、發展作為政府行政管理科學化、高效化，以及提升人民生活幸福感的重要手段，得到了前所未有的支持與重視；隨著智慧城市建設的快速發展，智慧礦山的提出與發展，將是礦山建設發展的必然趨勢。

智慧運輸系統是智慧礦山的主要組成部分，實現礦車智能化是智慧運輸系統的重要支點，對智慧礦山的建設，將起到非常顯著的示范作用。