走過2021年低速無人駕駛“落地元年”，礦區作為典型的低速場景備受行業關注。據低速無人駕駛產業聯盟數據、新戰略低速無人駕駛產業研究所統計，2021年礦區無人駕駛落地應用占比約為低速無人駕駛主要場景的15%。
無人礦區的最終目標是“真正全無人化”，在行業看來，礦區無人駕駛要成功商用并走向大規模落地，“去安全員”是必經且關鍵的一步。安全員最初的存在，是為了在無人礦車出現非預期行為時介入車輛駕駛，執行緊急接管。相比于有人礦車的司機，安全員工作的強度大幅降低，但同樣要求在駕駛位上注意力高度集中。企業要邁出這一步，需要技術、產品、場景等多方面滿足要求。
路凱智行成立于2020年5月，核心創始團隊具有清華系背景，專注于自主研發、設計礦區無人駕駛場景解決方案及車隊運營管理服務。路凱智行表示，礦區無人駕駛擁有數千億市場潛力，開發無人礦車的意義是為了安全，成功的標志也是車輛安全運行，無人駕駛整體解決方案為礦區帶來穩定、高效的經濟收益。
深度洞察場景，貫徹本質安全理念
人們生產生活所需的95％的能源、80％的生活原材料和70％的農資都來源于礦產資源，礦物資源運輸一直擁有巨大的市場空間。但礦區長期存在的招工難、管理難、安全隱患大等問題，也成為限制礦區運輸作業發展的痛點。
為了解決行業痛點，國家近年來大力推動智慧礦山建設，以無人駕駛技術為核心的整體解決方案也逐步成為其中的重要一部分。2017年，中國礦區首次出現了無人礦車的身影，路凱智行CTO馮沖博士也是這場變革的重要參與者和建設者。
馮沖博士本碩博就讀于北京航空航天大學，曾參加國內最早的智能車未來挑戰賽，又在清華大學攻讀博士后，師從李克強院士，研究智能網聯汽車。2016年博士后一出站，馮沖博士就進入了國內礦區自動駕駛企業工作，在當時礦區無人駕駛剛剛起步，直接參與了線控礦車的智能駕駛改造。
馮沖博士介紹，賽道當前處于從產品研發到工程落地的轉折點上。目前我國礦區無人駕駛技術已經相對比較成熟了，礦山常見的寬體車、大型礦卡等均可實現無人駕駛甚至多編組混合運行，行業不存在特別制約產品落地的技術卡點。而一些企業之所以陷入“技術落地難”的焦慮，主要在于對礦區場景真正需要的是什么了解不夠深刻。
礦區引進無人駕駛技術，首要還是希望杜絕礦山開采過程中發生安全事故。雖然近年來我國大量小型礦井及安全投入力度不大的礦井開始關停，煤炭事故發生率大幅下降，但進步空間依然顯著，行業期待以“無人”在源頭解決傷亡事故。而無人駕駛要被礦區認可和應用，必須保證車輛安全運行。另外，無人駕駛車輛進入礦區，不是為了展示技術，而是為了創造價值，要能真正融入采礦作業環節，賦能礦區生產。
因此，路凱智行認為，技術本身源于需求，要真正做到“先滿足礦區基礎通用需求，再有標準化、模塊化解決方案”，才能創造無人駕駛技術商業化的更多可能性。這也是馮沖博士選擇加入路凱智行的原因之一。在他看來，路凱智行在行業最大的不同，就是沒有把自己當成一家單純的無人駕駛公司。
路凱智行圍繞客戶實際需求打造最貼合礦山場景的無人駕駛方案
馮沖博士表示，雖說無人駕駛是其中的核心技術，但實際上光靠無人駕駛無法實現智慧礦山的應用落地。礦區無人駕駛首先是基于礦山場景而論，無人駕駛只是解決運輸環節的問題，而無人礦車在礦山使用，要考慮很多采礦細節，必須跟采礦業務實際相結合。在路凱智行開展項目期間，他常常帶領團隊扎根礦區一線進行實地勘察調研。礦區風塵風沙大，整體環境惡劣，但這能讓團隊更了解自己設計研發的產品要面對怎樣的應用場景，進而思考如何解決這些場景存在的問題。
但無論整體方案如何設計，在礦區，安全始終是第一位，是一切工作的首要前提。所以說，行業當前熱議的“去安全員”，并不僅僅是單純的“人離開駕駛艙”，還要綜合考慮礦區場景的適配度，車輛調度和編組運行的方案設計，自動駕駛車輛和系統的穩定性、安全性等等，即使在沒有人的情況下也不會造成事故，這樣的“去安全員”才有意義。
功能安全+車輛道路安全，破題單車安全隱患
無人礦車是礦區無人駕駛整體解決方案的關鍵一環，路凱智行不僅要保證無人駕駛運行安全，也期望在今后設計出定制化的礦用無人駕駛車輛。為此，公司特別成立了專職部門負責安全研究和質量監管。
劉志勇現任路凱智行首席質量官，擁有20余年整車電子電器架構及無人駕駛開發、工程落地經驗，曾任德國邁隆技術總監、陜重汽技術總監、宇通客車無人駕駛系統工程師、吉利汽車智能網聯高級技術專家，帶領團隊負責過多款商用車、乘用車的整車電子電器架構和人機交互等方面的設計。
劉志勇介紹，現在行業做無人礦車，還處于一個整車集成和使用的階段。從供應商角度考慮，目前國內包括礦用工程機械車輛在內的商用車，線控化技術已經非常成熟了。早在十多年前，商用車的自動轉向系統、驅動系統就已經非常完整，這些都為無人礦車的改造提供了良好基礎。
但從使用者角度考慮，由于此前行業強調的還是輔助駕駛，整車設計的控制閉環在機器與人之間，真正進入無人駕駛，控制閉環就變成了機器與機器之間。在機器與機器閉環的情況下，機器的智能化程度也可能遠遠達不到人的水平。因此，L4級無人礦車對整車及線控的智能化程度、可靠性程度要求更高，如何讓現有的技術滿足真正使用的場景和環境，需要主機廠、無人駕駛公司等結合實際應用提出準確需求，與線控廠商共同配合達到理想的落地效果。
劉志勇表示，這個過程要做很多的細節分析，通過很多措施來實現。包括自動駕駛的冗余只是其中一個措施，而非唯一措施，不是完成了一個冗余，就能保證無人礦車安全，就能夠真正實現安全員下車。為此，路凱智行已經過深入調研并做好了充分準備。
一方面，路凱智行強調功能安全。當前，行業內主要合作的礦用寬體車，線控技術基本都滿足了無人駕駛運行的需要，但從安全相關的措施來說，都還有需要進一步提升的地方。如目前大多數廠商都是通過整車VCU實現與無人駕駛系統、原車系統的交互，傳遞控制指令，一旦整車VCU發生故障，無人駕駛的功能就無法執行，這對真正的無人駕駛而言還是有不足。
基于此，路凱智行會從正向的功能安全分析，對整車VCU進行精準定級，在進行原車的電子電氣架構改造后，再增加一個跟安全和線控相關的控制器，實現車輛可靠性、安全性的整體升級。路凱智行自主開發的D100安全控制器就是這樣一個作為補充的安全架構，該產品的可移植性好，可以方便、靈活地切換成不同的產品形態。同時，產品本身的安全性設計經過驗證，特別是強調的軟件架構，滿足道路車輛、工程機械的安全需要。它的應用就是為了保證無人駕駛系統在任何情況下，都能連續可靠運行。
劉志勇還特別提到了車輛功能安全的開發。ISO 26262是道路車輛的功能安全標準，指根據車輛的運行速度、運行環境以及當時周邊的交通參與者的情況，會綜合考慮車輛在該場景下如果發生故障，造成什么樣的危害，這些危害形成不同的等級，經過分析后，對車輛相關的零部件、軟件等都會設定一個安全目標。
該標準涉及的內容與無人駕駛緊密相關，無人駕駛根本上是一個系統工程，除了上述標準，路凱智行還參照了礦山設備安全、預期功能安全等標準，通過分析、定義、開發、測試、運營，從而達到車輛和系統的安全。
另一方面，要考慮運行環境的安全。礦區環境復雜多樣，要保證無人駕駛礦車的運行安全，除了車本身之外，還要保證運行環境的安全可靠。如定位基站，偏遠的礦山通訊條件差，就需要在礦內搭建基站，通過廣播、電臺、或4G/5G網絡接收定位信息，定位基站的可靠性也是影響因素之一。還有調度系統、通訊的穩定性、無人礦車自身和其他車輛的相應聯系等等，這些都是無人駕駛車輛運行相關的周邊條件，都需要保證其可靠性。
“要真正保證無人駕駛的安全，需結合自己的技術路線、安全策略以及整個礦區運行條件，包括車外環境和整個大環境綜合考慮，只有每一個環節都安全了，整個無人駕駛才能夠真正達到一個安全狀態。”劉志勇如是理解。
路凱智行新疆項目裝載區
無論是在無人礦車本身的安全，還是運行的安全上，路凱智行都進行了全面的產品設計，以保證現階段無人礦車的應用落地。而在未來，路凱智行也計劃主導設計“無駕駛室”的無人駕駛礦車。這種無人礦車，不僅能進一步降低整車制造總成本，減少駕駛室及內部設備大約10~15萬的支出；還能進一步提高礦物資運輸效率，車輛沒有前后之分，避免了掉頭轉向帶來的運行困擾。
而在具體設計上，路凱智行會重點考慮無人礦車的智能化和安全性問題。劉志勇表示，對比乘用車，目前無人礦車的智能化程度并不高。路凱智行會自主設計無人礦車智能化部分，在各子系統狀態反饋、控制等方面，包括后續批量生產后，無人駕駛系統傳感器如何清洗等等，由路凱智行負責智能控制、智能配件設計，最終形成一個綜合的產品。在造型上，則會根據車輛用途、裝載礦種的不同，有所定制化。
持續打磨產品和服務，聚焦賽道“后發先至”
中國礦產資源豐富，全國擁有數千座不同規模、不同礦種的礦山，各個礦山在采礦環境、運輸路線、智能化程度等方面都存在差異。部分礦山整體布局設計比較規范，但實際開采過程中，存在運輸道路狹窄、路線設計復雜等問題，都會影響無人駕駛技術的應用。
目前，路凱智行基于礦山生產的真正需求，打造符合場景的標準化的礦區無人駕駛技術方案。一方面按照場景定義來進行產品研發，另一方面也在實際應用中根據場景應用反饋對礦區進行相應的變革、改造，讓礦區無人駕駛能夠真正實現標準化、規模化落地。
路凱智行無人礦車開展夜間作業測試
具體而言，路凱智行的礦區無人駕駛解決方案已具備多方面優勢。一是綜合考慮采礦業務、無人駕駛、線控車的結合，而不只是無人駕駛，無人駕駛只是解決運輸環節問題的手段之一，路凱智行要解決的是礦區整體智慧生產問題。
二是兼容礦山日常業務打造云控平臺，不同于其他自動駕駛企業是為了支撐無人駕駛而建立云控平臺，路凱智行的云控平臺可兼容礦山日常各項業務，包括預警告警、物料管理等等，同時是一個支撐有人駕駛車輛調度、無人駕駛車輛調度和混編的綜合管理平臺。基于該云控平臺，路凱智行不單單是在礦區投用幾臺無人駕駛礦車，更重要的是讓礦區采礦業務整體轉型升級。
三是完善的仿真系統。針對無人駕駛礦車，路凱智行建立了一套較為完善的仿真系統，為自動駕駛算法的前期驗證提供幫助，大大提高了產品研發效率。
四是用無人駕駛安全架構補充車輛安全可靠性，核心控制器采用全車規異構處理器，通過AUTOSAR架構，多層軟件安全措施，保證軟件到達車規要求。
據了解，路凱智行的礦區無人駕駛解決方案已率先在新疆、內蒙古的礦區應用。同時路凱智行的無人礦車已經開始進行拉土運營，承接了土石方運輸業務。
路凱智行內蒙古項目排土
路凱智行新疆項目排土
馮沖博士表示，目前行業還存在無人駕駛系統的穩定性、可靠性有待提高等問題，路凱智行也在持續進行技術攻關。而在系統優化方面，如感知層，道路揚塵造成的誤識別，可能不會造成安全問題，但車輛誤剎車會降低車輛整體作業效率，這些目前都已通過算法優化進行完善，保證了無人駕駛車輛的運輸效率。
在智能調度算法上，路凱智行同樣在深入鉆研。雖然這些算法的有無，不影響無人礦車的單車運行，但智能調度算法的支持，能夠進一步提升采礦效率、降低能耗，達到系統效率的最優解。
另外，路凱智行還將進行設備故障診斷的大數據分析，通過數據分析提前預測車輛可能會出現的故障，保證車輛安全。還可以通過大數據統計的車輛油耗和車速的關系，實時優化車速，評估車輛行駛時間等等。
而對于行業當前的競爭格局，劉志勇介紹，目前能夠真正清楚認識礦區無人駕駛的商業模式的并不多，很多自動駕駛企業要轉型做無人礦車運營，條件并不充分。而從無人礦車來說，大多數入局者對車輛本身的安全性提升和改造工作并不大，甚至是沒有做相關的工作。
總的來說，路凱智行十分重視生產運營的安全性，包括無人礦車的改裝制造、解決方案的創新迭代、運營場景的規劃布局等等，全方位守住安全底線；同時懂礦區的真實需求，可為國內不同地域、種類的礦山企業提供滿意的礦區無人駕駛運輸解決方案，有效降低前期試錯成本；了解礦山的開采工藝，不浮于自動駕駛技術的研究，充分考慮實際作業場景的需要，可最大化實現無人駕駛的價值。
目前，路凱智行已獲得順為資本、中關村資本前沿基金、達泰資本的投資支持，并與多個工程機械巨頭、國家級礦企合作。未來，礦區無人駕駛加快商用進程，行業期待著路凱智行能否率先在保證安全、無人運行的情況下，真正實現規模商用。
