自動駕駛車輛:礦山如何控制無人駕駛卡車

商業技術
大型礦業公司正在轉向無人駕駛卡車和其他自動化設備。

这里再也没有比这更偏僻的地方了。我现在在西澳大利亚内陆,位于力拓公司的Greater Nammuldi铁矿。

从珀斯出发向北飞行大约两个小时,来到一个名为皮尔巴拉的地区。

这里没有人永久居住。在任何时候,现场大约有400名工人,他们被飞进来,根据他们的轮班模式工作四到八天,然后再飞回家。

巨大的卡车像联排别墅般大小,能够拖运300吨的货物,在这个露天矿场的各个区域穿梭在红土道路上。

对于我这样一个外来者来说,它们的尺寸已经足够令人生畏,但更让人不安的是,这些卡车没有司机。

在现场进行一次常规车辆的游览时,其中一辆卡车从旁边的道路驶来。

当它灵巧地转弯并继续沿着我们刚来的方向行驶时,我松了一口气。“这让你感到不舒服吗?”车辆的司机Dwane Pallentine问,他是一名生产主管。

Greater Nammuldi拥有一支超过50辆自动驾驶卡车的车队,这些卡车在预定义的路线上独立运行,此外还有一些手动驾驶的卡车在矿山的不同区域单独工作。

正在试验的是一个被亲切地称为亨利的自动化水车,它与手动驾驶的水车一起,喷洒矿区道路以抑制灰尘。

我所在的公司车辆之所以能与这些自动驾驶卡车一起运行,是因为它配备了高精度的GPS系统,使其在虚拟系统中可见。

在进入矿区的自动化区域之前,我们登录了这个系统,并且通过无线电确认我们是可见的。

系统给我们的车辆包裹了一个虚拟气泡,自动驾驶卡车“看到”这个气泡,并根据需要通过减速或停止来管理其接近。

我们驾驶室内的触摸屏显示了附近的所有有人驾驶和自动驾驶车辆及其他设备,以及自驾卡车计划立即采取的“许可线路”。如果我当时看屏幕而不是担心,我会看到那辆卡车会转弯。

除了所有车辆都配备了一个巨大的红色紧急按钮可以停止系统外,自动驾驶卡车还配备了前后激光和雷达来检测碰撞风险。

传感器还可以检测障碍物。如果一块大石头从卡车上掉下来,后面的卡车的传感器会注意到它,并且车辆会停下来。

然而,一些卡车似乎过于敏感——在我的游览中,我看到有几辆卡车仅仅因为路面不平而受阻。

协调和监控这些机器人的是力拓公司在珀斯的运营中心(OC),距离这里大约1500公里(930英里)以南。

这是公司皮尔巴拉铁矿运营的神经中枢,总共跨越17个矿山,包括组成Greater Nammuldi的三个矿山。

从这里由控制人员指导,包括所有站点超过360辆自动驾驶卡车(约84%的总车队是自动化的);一个主要自动化的长距离铁路网络,将开采的矿石运送到港口设施;以及近40台自动钻机。OC员工还远程控制工厂和港口功能。

自动化对于力拓的皮尔巴拉运营并不新鲜:从2000年代末开始引入。

它也不是独一无二的:澳大利亚拥有世界上使用自动化卡车和矿山数量最多的国家,其他在皮尔巴拉的矿业公司也使用这项技术。

但力拓在这里将其运营规模扩大到包括Greater Nammuldi,这拥有世界上最大的自动驾驶卡车车队之一,使其具有全球意义。

这是一个全球趋势。根据GlobalData的报告,过去四年中全球自驾运输卡车的数量大约增加了四倍,超过2000辆,其中大部分由卡特彼勒或小松制造。

引入这项技术的最大原因是为了提高员工的身体安全,力拓皮尔巴拉矿山的常务董事Matthew Holcz说。

采矿是一项危险的职业:重型机械可以由疲劳的人员意外操作。“数据清楚地表明,通过自动化,我们拥有了一个显著更安全的业务,”Holcz先生说。

它还提高了生产率——他估计约15%。自动化设备可以更多地使用,因为没有轮班变化或休息时间的间隔。而且当现场少了人工操作的设备时,自动驾驶卡车也可以开得更快。

这样的自动化并不便宜。力拓不会透露其在皮尔巴拉自动化旅程中至今的总支出,但观察者估计为数十亿美元。

与此同时,就业机会也在变化。故事可能讲的是机器人取代工作,但到目前为止,这里似乎并非如此。

虽然OC约有25辆自动驾驶卡车配备一名控制员——根据力拓的说法,没有人因为自动化而失去工作。

相反,有了重新部署:卡车司机加入了OC成为控制员,或重新培训操作不同的设备,如挖掘机、装载机和推土机,或者去不同的地点驾驶手动卡车。

在OC的开放式大厅里,在为不同矿山安排的监视器群中,我遇到了Jess Cowie,她以前是一名手动钻工,现在从中央钻孔舱指挥自动钻机。“我仍然在挖洞……只是没有灰尘、噪音,并且可以离家人近一些,”她说。

布里斯班昆士兰大学的人机工程学教授Robin Burgess-Limerick说,自动化正在矿业安全方面带来“革命性变化”。但这并不意味着没有改进的空间。

布里斯班教授分析了向监管机构报告的涉及自动化设备的事件。

在他看来,工作人员在现场和控制中心获取信息的界面设计不是最优的。有情况显示现场工作人员失去了对情况的感知,改进的屏幕设计可能有助于防止这种情况。“技术的设计者应该在考虑人方面多花些功夫,”他说。

控制人员的工作负荷也有可能过重——这是一项繁忙且高风险的工作。

过度信任,即人们过于自信自动化设备会停止,以至于他们开始将自己置于风险之中,也可能是一个问题,他指出需要投入精力来改善卡车自身检测湿度的能力。湿滑的道路已经导致它们失去了牵引力。

西部矿工联盟的协调员Shane Roulstone说,自动化设备确实存在合法的安全担忧。

他提到今年五月发生的一起严重事故,一列自动驾驶列车撞上了前方一列故障列车的后面,工人在前端维修(他们在撞击前撤离了,但感到震惊)。

但是Roulstone先生也赞扬了力拓公司,经过一段时间后,发展出了“一些好的策略、程序和政策”,来规范人与自动化车辆的互动。

Roulstone先生预计,在某个时候,重新部署的选择将会减少,并会出现工作岗位的损失。“这只是数学问题,”他说。

与此同时,力拓在皮尔巴拉的自动化之旅还在继续,增加了更多的卡车、钻机和水车亨利。它还在密切关注小松和卡特彼勒开发无人驾驶的挖掘机、装载机和推土机的工作。

在下午晚些时候,在Greater Nammuldi的机场等待飞回珀斯的最后一班飞机时,宣布飞机因问题取消。这意味着现在需要额外安置和喂养150人。这对力拓来说不算什么,但我忍不住想,我们人类比机器人更复杂。

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