保安全 稳提效:看慧拓平行仿真系统如何“以虚控实”

慧聪工程机械网   2022-07-07 18:10   来源:慧拓

广袤壮观的露天矿山上,数台大型矿用自卸卡车在智能系统的调度下,平稳地行驶作业,与采装设备、辅助车辆配合无间。这样的场景不仅出现在全国各地应用“愚公YUGONG”平行矿山操作系统的智慧矿山上,还出现在慧拓无人运输平行仿真系统构建的“平行宇宙”里,大型矿用自卸卡车行驶过崎岖路面的颠簸状态,矿卡满载和空载时刹车距离的差异,云端智能调度系统对车队的智能调度,对全矿生产活动的规划管理,都在无人运输平行仿真系统中逼真呈现。

慧拓依托首席科学家王飞跃教授世界首创的平行理论,自主研发的无人运输平行仿真系统通过对真实矿区场景、矿车的1:1平行仿真,在虚拟空间构建了实现矿山无人化全流程的平行矿山,现已落地国家能源集团、陕煤集团、中煤集团等国内数十个矿区,仿真测试总里程达到200万公里以上,在露天矿和井工矿均实现了产品化和商业化。

稳落地

平行空间,危险工况全面测试

无人运输平行仿真系统作为“愚公YUGONG”部署前期的主要验证工具,可为无人驾驶系统研制、测试运行期矿山相关人员、财产的安全提供全面保障。系统通过对会车、跟车、绕障、边坡卸载等危险工况进行虚拟环境下全天候、全时段、全过程测试,深入验证矿卡的安全距离,全面分析极寒、夜间作业、重载等条件下,无人驾驶大型矿用自卸卡车“采运排”全流程的控制参数,及其与采掘、工程、辅助车辆设备协同作业的智能规划方案。

无人运输平行仿真系统的应用大幅降低了实地测试的风险系数。国家能源集团宝日希勒项目地处高纬极寒地带,冬季最低气温可达零下42°C,慧拓基于系统验证的安全刹车距离等数据结果开展实地测试,规避了极端天气对测试安全的影响,全面保障生产现场人员与设备安全。

提速度

虚实互动,全面加速项目落地

智慧矿山建设过程中,无人运输平行仿真系统可通过加速算法训练,缩短现场调试时间,提升项目部署速度,在以智能化助力矿企降本增效的同时,降低实地测试的成本,并大幅减弱测试工作对生产活动的影响。

无人运输平行仿真系统将真实世界中的完整矿区和云端智能调度系统都1:1地呈现在虚拟空间中。虚拟空间里的云端智能调度系统,可调度远超真实矿山现场无人矿卡数量的虚拟矿卡,提前对全矿进行调度管理测试,寻找最优调度策略,充分发挥算力优势,提前对全矿无人的生产过程进行模拟规划,探索和验证提升无人矿山整体运营效率的规划方案,超前预测未来。

通过部署无人运输平行仿真系统,2020年9月启动建设的云锡集团华联锌铟项目,2022年1月即实现了安全员下车的“真无人”重载拉运作业,成为国内有色行业首个完成正式交付验收的无人矿卡编组项目。矿山极端天气、临时任务等因素都影响着实地测试工作的进展,无人运输平行仿真系统通过实现真实世界的矿卡与平行空间的“孪生矿卡”之间的交互学习,极大地规避了客观环境的影响,为实地测试提速。加速调试工作不仅能够节约矿山实地测试投入的人力物力,还能够减少大型矿用自卸卡车因实地测试而产生的轮胎损耗,并通过减少矿卡测试阶段产生的油耗,减少碳排放,助力能源和矿业集团践行企业社会责任,达成“双碳”目标。

安人心

安全保障,平行仿真省时安心

无人运输平行仿真系统通过实现1:1平行仿真,让远程驾驶系统系统化地整合真实世界与虚拟世界的信息,实现对周边环境的清晰、全面监控。矿企可利用虚拟车辆,在进行实地部署的同时,对驾驶员、安全员进行远程驾驶、系统操作技术培训,在缩短磨合期,提升项目落地效率的同时,确保人员的安全。陕煤集团小保当项目的平行仿真系统可实时监测井下车辆状态,驾驶员利用远程驾驶系统,在平行仿真系统中进行驾驶技术训练,规避井下实地训练时因人员误操作而产生的安全风险。

此外,无人运输平行仿真系统可助力矿企节约通信网络改善成本。网络环境欠佳时,安全员可通过驾驶平行仿真系统中的车辆控制真实车辆,基于虚拟场景的进行远程驾驶与监控,实现应急接管。

经过在数十个矿山无人化项目的落地验证,无人运输平行仿真系统的经济和社会价值得到了客户、行业的广泛认可,对加速智慧矿山建设具有重要意义。系统中上百台虚拟矿卡在整个矿山区域内的测试运行数据,有效助力慧拓核心算法的更新迭代;1:1对应的虚拟环境超前测试,对慧拓软件、硬件产品性能的可靠性、稳定性进行了全面验证,在为“愚公YUGONG”平行矿山操作系统整体、长期安全性和可靠性提供保障的同时,助力其性能的持续提升。

要研发智能煤矿数字孪生技术,通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段,建设生产条件先知先觉、生产过程可视可控、生产安全可防可测、生产要素可调可配的煤炭“产、运、销、储、用”全流程透明化系统。

——中国工程院院士葛世荣

近几年,矿山亟待通过应用稳定、安全、可靠的数字孪生系统和产品,实现矿山智能化、无人化项目的落地。在无人运输平行仿真系统的加持下,慧拓将在持续推进规模化发展的同时,助力智能低碳、安全高效的现代矿产资源开发利用体系的构建,为国家能源矿山企业智能化、高端化、高质量发展夯实技术基础。

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