和风煦日，万木竞秀。承载众望的全国首台套智能矿山运载机器人“载山CarMo”在鄂尔多斯正式下线发车。
这是我国首台套具备产业化标准要求的、具备完全自主知识产权的新能源运载装备，开启了中国智慧矿山安全、高质量发展的新篇章。这也是在鄂尔多斯市孵化、生产落地的重大科技成果，将推动内蒙古煤炭安全管理、生产组织向智能化方向不断迈进。
党的二十大报告指出，加强企业主导的产学研深度融合，强化目标导向，提高科技成果转化和产业化水平。“载山CarMo”的快速孵化落地无疑是政产学研高效协同深度融合的成果体现。
奏响产学研深度融合的动人“旋律”，需要内外联动、上下贯通。“载山CarMo”由中科院自动化研究所、中国矿业大学(北京)、国际先进技术应用促进中心、中国矿业大学(北京)内蒙古研究院、中国煤炭工业协会生产力促进中心、鄂尔多斯高新区管委会、中科慧拓联合孵化。
这一重大科技成果缘何在鄂尔多斯市诞生？解决了哪些难题？接下来将有哪些新发展？记者采访了各有关单位和科研人员。
集聚创新要素 打造智慧矿山
提起煤矿，许多人脑海中都会浮现出这样的场景：昏暗狭窄的巷道里，满脸煤灰的工人弯腰进出，运煤车扬起的黑色尘土布满厂区。
事实上，鄂尔多斯市的矿区通过推进智慧矿山建设，在井上即可远程操作采煤作业，实现产煤却不见煤。
鄂尔多斯作为国家重要的能源和战略资源基地，煤炭是主导产业，每年产量达8亿吨，占全国煤炭产量的五分之一，率先建设了“安全生产标准化、煤矿建设智能化、矿区生态绿色化”三化融合的现代煤矿管理体系，推动煤炭行业高质量发展，构建多能互补能源格局。
2022年，矿山水害防治国家矿山安全监察局重点实验室暨智慧矿山项目落地鄂尔多斯。该项目以科技创新为引领，以工业物联网为载体，以绿色安全为核心，以市场需求为导向，将“数字产业化、产业数字化、数字财政化和治理数字化”积极融入到产业结构转型、提档、升级当中，以数字驱动发展，以创新谋求共赢。
为国家能源安全贡献鄂尔多斯力量，鄂尔多斯对智慧矿山建设提出更高要求。
“首台(套)矿山智能运载机器人依托中国矿业大学(北京)内蒙古研究院与中国科学院自动化研究所的科研能力、先进的技术支撑，实现矿山运输车辆的无人驾驶、自主调度、远程监控等功能。”鄂尔多斯市委副书记、市长杜汇良在智能运载机器人“载山CarMo”首台套成果发布会上说，鄂尔多斯有300多座矿山，其中有150多座是露天矿，像这样运载的机器人既可以服务露天煤矿，也可以服务井工矿，通过智能化、绿色化实现煤矿的减人增安提效。
随着矿山智能运载机器人“载山CarMo”的落地，鄂尔多斯也将成为数字产业链发展的沃土。鄂尔多斯高新区党工委副书记、管委会主任张鹏程告诉记者，鄂尔多斯高新区将紧紧围绕产业链部署创新链，高站位、高标准谋划布局高能级科创平台，不断完善创新政策体系，加快集聚创新资源要素，锚定双碳目标持续发力。
鄂尔多斯市科学技术局党组书记、局长边东介绍，“载山CarMo”通过科技创新把智能化手段应用到煤矿全领域，在煤矿安全方面建立了一套完整的安全体系，充分发挥了人工智能助力经济社会发展的作用。前期，鄂尔多斯市科学技术局在科技计划项目、标志性人才团队建设、科技成果转化等方面给予中国矿业大学（北京）内蒙古研究院大力支持，下一步将持续围绕构建全链条、全过程的人工智能行业应用生态，加强研发上下游配合与新技术集成，在打造形成一批可复制、可推广的标杆型示范应用场景下功夫。
攻克技术难题 “载山”携智下线
智能矿山无人化一直是中国无人驾驶技术应用的重要场景之一。2020年初，国家发改委等八部门印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》明确，到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿要基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系。
记者了解到，随着技术不断成熟，智慧矿山建设持续落地。国家能源局数据显示，当前全国有近400处煤矿正在开展智能化建设，总投资规模超过1000亿元，投资完成率近50%。但实际工作中，由于当前矿山无人化方案是对有人驾驶车辆进行后装改造，因此载体本身面临一系列亟待解决的本质问题，制约了智慧矿山的前进步伐。首先，矿用车辆底盘与后装无人驾驶系统松散耦合，物理架构与信息架构不统一；其次，有人驾驶室无法满足无人驾驶主控设备箱的防尘散热问题，可靠性差；此外，有人驾驶设计的线控安全策略无法满足无人驾驶安全需求。
针对这些痛点，智能矿山机器人“载山CarMo”从前期设计、技术调整到产品试验，经过近两年时间打磨成功下线，并在鄂尔多斯一处露天矿进行无人编组试运行。
中国科学院自动化研究所研究员、中科慧拓CEO陈龙介绍，“载山CarMo”开创性地取消了传统驾驶室，关键部件国产化率在95%以上，是一款真正意义的全时无人驾驶矿山运输设备。目前该装备已投入无人化编组运行，对于推动未来矿山“减人增安”，促进矿山安全高质量发展具有推动作用。
陈龙介绍，从性能上来看，“载山CarMo”具备三大特点：电池电量相较同等核载纯电宽体车增加50%，达到525kwh，以精准控制策略发挥最大效能同时延长动力单元使用寿命；支持斜坡、高速等各类情况下不停车顺滑换挡，提高行车作业效率；与同载重车型相比，车体更小底盘更稳，可实现0.3度以内转向的精准控制，灵活稳定应对各种路况，保障车辆安全稳定运行。
降本增安提效 推动绿色发展
对于矿山生产运营来说，安全永远是第一要义。4月27日，自治区印发《进一步加强全区露天煤矿安全管理若干措施的通知》，要求对现有储量大、现场管理好、技术人员配备强的露天煤矿，推动无人驾驶、边坡雷达监测等先进技术应用，通过智能化、信息化建设改造，进一步提升安全生产水平。
对于矿山开采运输等危险岗位来说，“少人则安，无人则安”是根本的理念和目标。
自2017年起，中科慧拓便开启了无人矿山技术的产品化进程，在2019年国内首个无人运输系统商业化运营项目落地大唐集团宝利煤矿，如今中科慧拓已参与近八成全国前十大煤矿的智慧矿山无人化项目，更是在冶金、有色、水泥行业分别打造了具有标杆意义的落地项目。
此次发布的“载山CarMo”首要任务就是面向矿山安全保障。取消传统驾驶室的全新设计，将驾驶人员从危险作业场景解放出来，推动实现矿山本质安全高质量发展。
中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、中科慧拓首席科学家王飞跃介绍，“载山CarMo”可实现近程遥控、远程驾驶、无人驾驶三种控制模式，可以满足多场景多工况下设备运行需求。机器人具备实时精准的环境感知能力，遇障碍物可自动选择等障或避障绕行，多传感器融合定位提供厘米级的精准定位。同时，基于精准控制和智能决策，可自动适应复杂路况，与挖机终端协同作业，完成装载作业。
“载山CarMo”不仅是一台无人驾驶运载装备，更是一套安全闭环的数字平行驾驶系统。领衔走过常态化安全员下车无人驾驶阶段，智能矿山迎来了“平行智能安全员上车”的下一个时代。在 “愚公YUGONG”平行矿山生态系统的技术支持下，车辆运行状态和数据变化实时同步上传，实现驾驶员远程监控和操作。同时平行仿真系统中，矿山矿车1:1还原模拟会车、跟车、绕障、边坡卸载等危险工况，进行全天候、全时段、全过程测试，深入验证矿卡的安全运载方案大幅降低实地测试的风险系数，实现人车安全保障升级。
王飞跃表示，通过让参与生产的人、物、系统在虚拟世界“吃多堑”，在现实世界“长多智”，人工系统、计算实验和平行执行三套系统各司其职，相当于实现了300%的可靠性，保障了300%的安全。
陈龙介绍，此次新发布的首台套新能源运载装备，相比于传统燃油车，在商业落地方面具有人工、能耗、绿色、智能、安全等多方面优势。能耗成本方面，新能源相较于传统燃油车，仅重载上坡综合节省能耗成本就可达到约81.9%；节能减排方面，每万台新能源替代燃油车，一年将节约柴油消耗22亿升、减少四项污染物排放3.88万吨、减少CO2排放578万吨。
布局新能源创新应用，打造新时代矿山安全运行样板工程，还有更多工作要做。发布会当日，鄂尔多斯市政府联合中国科学院自动化研究所、中国矿业大学（北京）、国家能源集团和中科慧拓等多家启动了《2023智慧矿山自主运输产业白皮书》编写仪式。这是行业内第一个智慧矿山自主运输产业白皮书，对于智慧矿山自主运输产业发展具有指导意义。
中国工程院院士、中国矿业大学（北京）校长葛世荣期待，鄂尔多斯成为智能露天矿山运载机器人的制造基地，通过弯道超车甚至换道超车，超越小松、卡特彼勒，使我国露天矿智能装备制造上先人一招，取得丰硕的成果。
