DB3402_T 59-2023 露天矿山无人驾驶矿车作业通用要求.docx

ICS 73.100.01CCS D 933402芜湖市地方标准DB3402/T 592023露天矿山无人驾驶矿车作业通用要求General requirements for driverless truck operation in open-pit mine2023 - 12 - 18 发布2024 - 01 - 01 实施芜湖市市场监督管理局发 布DB3402/T 592023目次前言 . II1  范围 . 32  规范性引用文件 . 33  术语和定义 . 34  缩略语 . 35  总体要求 . 36  系统架构 . 47  环境要求 . 57.1生产场地 . 57.2网络环境 . 67.3信息交互 . 68  作业流程 . 68.18.28.38.48.58.68.78.88.98.10上电自检 . 6远程启动 . 6作业任务 . 6参考路径 . 6停车场出发 . 6协同装载、卸载 . 6障碍物 . 7临时停车 . 7固定点停车 . 7故障车辆退出 . 7参考文献 . 0IDB3402/T 592023前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽海博智能科技有限责任公司提出。本文件由芜湖市经济和信息化局归口。本文件起草单位：安徽海博智能科技有限责任公司、安徽海螺水泥股份有限公司、安徽海螺建材设计研究院有限责任公司、芜湖海螺水泥有限公司、安徽荻港海螺水泥股份有限公司、安徽海螺水泥股份有限公司白马山水泥厂。本文件主要起草人：柯秋璧、李烨、何申中、王秋旗、周金波、吴志国、杨俊、胡文钊、刘宏伟、梅贵周、潘伟、王炜杰、殷亮子。IIDB3402/T 592023露天矿山无人驾驶矿车作业通用要求1范围本文件规定了露天矿山无人驾驶矿车作业的总体要求、系统框架结构、环境要求以及作业流程。本文件适用于在全封闭露天矿山无人驾驶矿车行驶环境，利用无人驾驶矿车在采场道路开展运输工作，其他具备封闭运输条件的无人驾驶矿车作业可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 22239信息安全技术 网络安全等级保护基本要求GBJ 22厂矿道路设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1无人驾驶矿车 driverless truck无需配备驾驶员，所有或大部分功能由系统自动实现的矿车。3.2采场道路 stope road露天煤矿与金属非金属露天矿山封闭采矿作业区域运输的厂内道路。4缩略语下列缩略语适用于本文件。CCP：云控平台（Cloud Control Platform）GNSS：全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）IMU：惯性测量单元（Inertial Measurement Unit）RTK：实时动态载波相位差分（Real-Time Kinematic）UPS：不间断电源（Uninterruptible Power Supply）5总体要求5.1应识别、评估和控制无人驾驶矿车作业危险，采用可识别风险的分析工具，实现无人驾驶安全作业。5.2工作人员应掌握无人驾驶矿车的系统软件操作功能，包括潜在风险、控制措施以及工作步骤。3序号模块名称功能描述1传感器抽象应能够对毫米波雷达、激光雷达、GNSS以及IMU等车载传感器的环境感知情况进行数字抽象2感知融合应能够对传感器抽象模块的输入数据进行融合，结合多种传感器特性、工况和环境信息，完成对物理世界的数字呈现。感知融合功能应支持根据不同传感器组合从而实现不同的感知任务3定位应能够根据高精度地图、RTK基站、GNSS以及传感器等信息输入提供自车位置，包括本车绝对位置以及在静态动态环境中的相对位置4决策规划应能够根据感知融合、自身定位等信息输入完成自车行驶轨迹的决策和规划，并根据决策结果输出对车辆的控制命令5执行器抽象应能够执行决策规划模块输出的车辆控制命令，驱动汽车的转向、驱动和制动等执行部件DB3402/T 5920235.3应根据露天矿山运输生产实际需求，制定无人驾驶作业规章制度。5.4同一矿场宜采用同一型号无人驾驶矿车。6系统架构无人驾驶矿车应具有传感器抽象、感知融合、决策规划、定位和执行器抽象这5个功能模块，无人驾驶矿车模块软件功能描述如表1所示，无人驾驶矿车功能软件架构如图1所示。表1无人驾驶矿车模块软件轮速传感器毫米波雷达传感器抽象组合惯导激光雷达传感器抽象服务接口定 高精地图位自车定位感知融合服务接口感知融合动 静态 态 地目 目 图标 标 构识 识 建别 别定位服务接口感知融合服务接口卡调控制行为决策决策规划轨迹规划运动控制执行器抽象服务接口刹车制动控制执行器抽象油门开合控制转向控制器图1无人驾驶矿车功能软件架构图4DB3402/T 5920237环境要求7.1生产场地7.1.1工况7.1.1.1车辆应根据行车规则在对应车道内行驶，不应越过中心线。7.1.1.2单车道区域同一时间仅允许同一方向车辆通过，不应会车。7.1.1.3交叉路口区域内有车辆时，不应有其他车辆进入。7.1.2道路路面7.1.2.1路面宽度应符合 GBJ 22 的要求，并结合矿车最大车型宽度确定路面宽度，单车道路宽度应大于车型宽度 2 倍。7.1.2.2路面不应存在 15cm 以上的浮石、散块、杂物、隆起或坑槽。7.1.2.3行驶场景需适配无人驾驶车辆，应减少路线平面交叉。7.1.3道路圆曲线半径及超高7.1.3.1应满足车型中所要求的最大转弯半径，弯道半径 R 应不小于 60m，同时最小圆曲线半径不小于 GBJ 22 规定最大值的 1.2 倍。7.1.3.2在下坡长直线段尽头处或地形复杂路段，不得采用小半径圆曲线。7.1.3.3应按照道路等级、车辆性能以及行车速度等设置曲线超高。7.1.3.4超高横坡值应按照 GBJ 22 计算。7.1.4道路纵坡及坡长7.1.4.1行驶道路坡度应小于 10%，2m 内的路面起伏应小于 10cm。7.1.4.2应结合采场道路等级与车辆性能，确定道路纵坡、坡长以及缓和坡段。7.1.5安全防护堤7.1.5.1高度应不低于矿车最大轮胎直径的 2/5。7.1.5.2底部宽度应不小于 3.0m，坡度应不小于 33°。7.1.6道路抑尘及维护7.1.6.1应及时清除道路积尘，宜采用洒水车洒水抑尘，具备条件的路段可采用喷淋系统。7.1.6.2应指定人员负责采场道路日常检查与维护。7.1.6.3应绘制采场道路系统图，并及时更新。7.1.7采装作业平台7.1.7.1作业平台最小宽度应满足设备清理场地与矿车作业相关规定。7.1.7.2班前班后以及雨雪过后，应安排专人检查，清理浮石、杂物及积水积雪。7.1.8卸料点7.1.8.1卸料点平台路宽应满足矿车、采装设备以及洒水车等通过。7.1.8.2卸料点平台路面不得有阻碍矿车通过的石块或杂物。7.1.8.3应划定矿车停车位置，设定车尾与防护提安全距离、车头与主路距离以及矿车停放间距等。5DB3402/T 5920237.1.8.4卸料点安全挡墙应不低于矿车最大轮胎直径的 1/3。7.2网络环境7.2.1应采用 4G 专网或 5G 网络技术构建的大容量双向通信网络系统，信息安全应满足 GB/T 22239的第一级安全要求。7.2.2车辆运行控制和安全相关的关键业务应由 4G 专网承载，视频监控等大带宽业务宜由 5G 网络承载。7.2.3应采用高宽带工业以太网、现场总线和无线通讯网络，并配备抗干扰的快速服务器、交换机、路由器、通讯基站、通讯线路以及 UPS 等设备。7.2.4网络架构应双网冗余、互为备份，完成对露天矿山全覆盖，单点故障不得导致数据中断。7.2.5机房和基站应配备 UPS，UPS 应至少提供 8h 续航。7.3信息交互7.3.1洒水车、加油车以及维修车等人工驾驶车辆应自动将自身位置、姿态以及速度等信息上传至 CCP，车辆人员应通过客户端实现与 CCP 信息交互。7.3.2破碎站与排土场应自动将当前运行情况上报给 CCP。7.3.3停车库应自动发送“矿车驶入/驶出”指令，分配停车位与入场次序。7.3.4加油站/充电站员工应通过客户端发送“矿车驶入/驶出”指令，并上传加油信息。7.3.5维修站员工应通过客户端发送“矿车驶入/驶出”指令，并上传维修信息。8作业流程8.1上电自检8.1.1车载设备上电前，工作人员应确认现场环境。8.1.2无人驾驶矿车应当对车载设备进行检查，并上传 CCP。8.2远程启动8.2.1车载设备自检通过后，CCP 应通知人员离开。8.2.2人员进入安全区域后应通知 CCP，CCP 下发启动命令。8.3作业任务无人驾驶矿车应支持接收命令和手动输入方式获取作业任务。8.4参考路径8.4.1无人驾驶矿车收到任务后，应自动规划出一条从起点至终点的参考路径，并上传 CCP。8.4.2参考路径应是一组包含时间和速度的序列。8.5停车场出发任务和参考路径确认后，无人驾驶矿车应自行启动，驶离停车场。8.6协同装载、卸载8.6.1装载区、卸载区应设置候车点。6DB3402/T 5920238.6.2无人驾驶矿车接近装载区、卸载区时，应收到“进车/等待”指令。8.6.3无人驾驶矿车应行驶至装载区、卸载区，多车等待时依据“先进先出”规则。8.7障碍物前方出现障碍物无人驾驶矿车应自动停车，并保持安全距离。前方障碍物清除后，无人驾驶矿车应自动继续行驶。8.8临时停车无人驾驶矿车应根据CCP指令及时停车和行驶。8.9固定点停车8.9.1加油/充电泊车无人驾驶矿车应实时获取本车当前油量/电量信息。当油量/电量不足时，无人驾驶矿车应执行加油/充电作业。加油/充电作业完成后，无人驾驶矿车应继续执行任务。8.9.2停车场泊车8.9.2.1CCP 应为无人驾驶矿车分配收车任务和停车位置。8.9.2.2无人驾驶矿车在停车场指定点停车。8.9.2.3停车后，CCP 应发送关闭指令，无人驾驶矿车关闭动力源。8.10故障车辆退出无人驾驶矿车应主动向CCP上报故障信息，CCP根据故障等级确定故障车辆是否退出。7DB3402/T 592023参考文献1GB/T 8498土方机械 基本类型 识别、术语和定义2ISO 17757  Earth-moving machinery and miningAutonomous and semiautonomous machinesystem safety3ISO 19014-2  Earth-moving machineryFunctional safetyPart 2：Design and evaluationof hardware and architecture requirements for safety-related parts of the control system0