智慧矿山——智慧贝拉斯改造应用设计

（河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司，河北 滦县 063700）

1 背景介绍

目前，采矿运输任务一般由大型贝拉斯矿车完成，但是该方法存在一定弊端：采场内运输道路专用车辆多、人员杂、交通条件不佳；采场内道路都是石渣临时运输车道，使用周期短；随着采矿技术的不断成熟，高台阶采矿处理成为主流，致使采矿路径转弯多、转弯半径小、坡道大；路面为采选后的废石铺成，不耐用、污染大、易损坏等缺点。

同时，矿用汽车装载量大、结构复杂、作业条件差；贝拉斯大部分接近了报废年限，车辆性能下降存在安全事故隐患。至此，提高运输技术管理并保障运输车辆安全运行成为我们的重点工作。我国矿山行业整体水平看，劳动生产率低，单位成本高，提高劳动生产率，降低成本是我国矿山发展的总目标，同时改善矿工生产安全和健康状况也是我国矿山发展的重要任务。

2 科技提高安全管理

2.1 车辆盲区

现在所有车辆都存在一定的盲区，而盲区的存在是公认的车辆行驶的安全隐患。尤其在大型矿车上体现的尤为明显，车辆四周均存在盲区，最大距离为30米，严重影响安全驾驶。

经过我们不断的努力，矿车盲区已经做到视频、雷达预警覆盖，但频繁的低头查看信息，以及预警系统的模糊性误判、查看反应操作之间的延时，对于安全驾驶有着诸多不利影响，甚至造成驾驶判断失误，引发严重后果。

图1 事故现场照片

根据实验以及测算，贝拉斯轮胎直径3.55米，轮胎气压80-120PSI，相当于6-8个标准大气压。

贝拉斯轮胎爆炸的威力可以使，直径20公分的石块飞出十米将北斗星轿车车门击穿，方圆500米内建筑物玻璃震掉。引入胎压检测，结合深度学习算法的危险预警，势在必行。

经过改造，引入HUD抬头显示系统，将彻底改变大型矿车盲区问题。HUD设备将车辆原有视频摄录设备，通过端口融合，利用front-projected holographic display技术直接投影到车辆前挡风玻璃上，把车辆盲区全覆盖，一次性呈现，这样车辆驾驶员可以直接“平视”全景路况信息，同时可以加入车速、胎压、车距确认等车辆行驶参数确保安全行驶。

如果原有车辆摄录设备不足或者仅为雷达防撞预警，那么我们可以加入双面摄像头，再利用VR技术进行融合，形成360°无死角成像系统，这样既减少投入，又提高成像效果，达到设备优化的目的；同时，再利用多年安全行驶数据、车辆参数等大数据支持，结合深度学习算法建立车辆安全行驶预警系统。

2.2 道路盲区

采场中道路盲区也是一个比较大的危险因素，由于采场道路转弯半径偏小，道路两侧均有较高土挡，转弯盲区不可避免。

在转弯处，重载车辆受离心力影响，车辆不易控制，同时转弯处躲避区域小，极易造成事故。

在这种情况下，转弯的地方添加摄录设备，实时路况通过WHDI技术无线传输到过弯车辆上，然后显示在车前挡风玻璃上，实现道路全景路况识别，打造行车无盲区驾驶，消除所有盲区行驶隐患。

采场道路表面多由小粒度废石铺成，损坏快，使用周期短，很难实现道路画线分区行驶，利用front-projected holographic display技术，实现虚拟画线，车辆分区行驶，达到科学管理运输车辆的目的。

在此基础上，可以进一步实现运输车辆智慧无人驾驶运行系统。

3 前景展望

经过国内外近30年的数字矿山的发展，矿山生产自动化、智能化已经积累了大量的科技研究成果，并且在加拿大、瑞典、澳大利亚等矿业发达国家拥有了大量应用实践经验，实现了无人操作、无人值守、高度智慧化的科技矿山，提高了生产效率，降低了生产成本，使他们的产品具有了市场竞争优势。

我国在“十三五”规划中，“智慧城市”建设、发展作为政府行政管理科学化、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与重视；随着智慧城市建设的快速发展，智慧矿山的提出与发展，将是矿山建设发展的必然趋势。

智慧运输系统是智慧矿山的主要组成部分，实现矿车智能化是智慧运输系统的重要支点，对智慧矿山的建设，将起到非常显著的示范作用。