矿卡无人驾驶从理论到落地的全过程记录（转载）

 

 

去年8月份，我跟着公司团队去内蒙古一个露天煤矿做无人驾驶改造项目，那是我第一次真正接触矿卡无人驾驶这个领域。说实话，现场的震撼感比想象中强烈得多——几十吨重的巨型矿卡，在没有驾驶员的情况下，自己装货、运输、卸货，整个流程行云流水。作为星创易联的技术工程师，这次项目让我对矿卡无人驾驶有了全新的认识。

为什么露天矿山需要无人驾驶？

在矿山待了一个月，我深刻体会到这个行业的痛点。

首先是安全问题。露天矿的作业环境极其恶劣，粉尘大、噪音高、视线差，驾驶员长时间在这种环境下工作，事故风险非常高。去年全国矿山事故统计数据里，运输环节占了相当大的比例。客户的安全主管跟我说，他们最担心的就是夜班司机疲劳驾驶，出了事故整个矿都要停产整顿。

其次是用工成本。现在招一个熟练的矿卡司机，月薪至少1.5万起，还要三班倒配人，一台车至少得配3-4个司机。这个项目客户有30台矿卡，光司机工资一年就是几百万。更麻烦的是，年轻人不愿意干这个，老司机又面临退休，招工越来越难。

运营效率也是个大问题。人工驾驶受限于驾驶员的状态，高峰期运力跟不上，低峰期人员闲置。无人驾驶系统可以7×24小时连续作业，根据调度系统灵活调整运力，大幅提升运输效率。

矿卡无人驾驶的技术架构

说到矿卡无人驾驶，很多人以为就是把乘用车的自动驾驶技术搬过来，其实完全不是那么回事。矿山环境的复杂程度远超城市道路，对系统的可靠性要求也高得多。

整个系统主要包括几大部分：

车端感知系统 每台矿卡上装了一堆传感器：3D激光雷达负责构建周围环境的三维地图，毫米波雷达用来探测障碍物，高清摄像头识别路面情况和交通标识，RTK差分定位系统提供厘米级的定位精度。这些传感器产生的数据量非常大，每秒钟几个GB。

车载控制系统 这是整个系统的”大脑”，要实时处理传感器数据，做出驾驶决策，控制转向、油门、刹车。延迟必须控制在毫秒级，否则高速行驶时就会出危险。

通信网络 车端要和云端调度中心保持实时通信，上传车辆状态、位置信息、视频流，下发调度指令。这对网络的带宽、延迟、可靠性都有极高要求。

云端调度平台 统一管理所有无人矿卡，规划行驶路线，协调车辆调度，监控运营状态。

 

 

这次项目，我们用的车载网关是SV900，产品详细参数可以看这里：https://www.key-iot.cn/Vehiclecommunication/sv900.html 这款设备是专门为车载场景设计的，后面我会详细说说它在项目中的表现。

网络通信：矿卡无人驾驶的生命线

在整个系统里，网络通信是最关键也是最容易出问题的环节。

带宽需求 一台无人矿卡至少有6-8路高清摄像头，还有激光雷达、毫米波雷达的数据，再加上控制指令和状态信息，上行带宽需求至少100Mbps。如果要实现远程接管（安全员在监控中心远程操控），带宽需求会更高。

延迟要求 自动驾驶对延迟极其敏感。车速60km/h的情况下，100ms的延迟意味着车辆已经前进了1.67米。对于重达几十吨的矿卡来说，这个距离可能就是安全和事故的区别。我们项目要求端到端延迟不超过30ms。

可靠性需求 矿山环境对网络覆盖是个巨大挑战。露天矿坑深度往往几十米甚至上百米，基站信号很难全覆盖。车辆在行驶过程中会经常遇到信号盲区或弱覆盖区域。普通的4G网络根本扛不住，必须用5G，而且还要有备份方案。

SV900：为矿卡无人驾驶而生的车载网关

 

这次项目我们选择SV900，主要看中了几个特性：

双5G链路设计 SV900支持双5G网络，可以同时插两张不同运营商的卡。内蒙古那个矿区，我们用的是移动+联通双卡方案。矿坑东侧移动信号好，西侧联通覆盖更稳定，双5G自动选择最优链路，确保网络不中断。

现场实测效果很好，单条5G链路下行速率稳定在800Mbps左右，完全能满足多路视频流的传输需求。更重要的是，当一条链路出问题时，另一条能立即接管，切换时间小于200ms，对业务几乎无感知。

M12航空接头 矿卡工作环境太恶劣了，粉尘、振动、高低温，普通的RJ45网线接口根本扛不住。我之前见过有些项目用消费级设备，跑了一个月网口就松了，接触不良导致频繁断网。

SV900用的是M12航空接头，工业级的防护标准，抗振动、防尘防水。现场安装时，拧紧锁扣就行，非常牢固。这个细节看似不起眼，但对设备的长期稳定运行太重要了。

多网聚合SDK 这个功能很有意思。SV900内置了多网聚合SDK，可以把两条5G链路的带宽叠加起来使用。在需要大流量上传的场景（比如系统升级、日志同步），单链路带宽不够，多网聚合就能派上用场。

我们测试过，双5G聚合后上行带宽能达到200Mbps+，下载矿卡系统的OTA升级包（一般2-3GB），10多分钟就搞定了。要是单链路，至少得半小时。

NTRIP协议支持 这个是RTK高精度定位的关键。矿卡无人驾驶要求定位精度在厘米级，普通GPS根本不行，必须用RTK差分定位。

RTK系统需要从基站获取差分数据，传输协议就是NTRIP。SV900原生支持NTRIP，配置起来很简单，在Web界面填上基站地址和账号就行。不需要额外的转换设备，节省了成本也减少了故障点。

5路M12以太网口 矿卡上的设备非常多：自动驾驶控制器、激光雷达、毫米波雷达、摄像头、工控机等等，每个设备都需要网络连接。SV900提供了5路千兆以太网口，接口数量够用，而且都是M12接头，连接可靠。

232/485/CAN接口 除了以太网设备，矿卡上还有不少传统的串口设备，比如车辆总线（CAN）、一些传感器用的是RS232或RS485。SV900把这些接口都集成了，一台设备解决所有连接需求。

我们项目里用CAN接口读取矿卡的油量、速度、转向角度等车辆信息，用RS485接口连接了一个气象站（监测风速、温度、湿度）。有了这些数据，调度系统能做出更合理的决策。

实际部署经验分享

这个项目从前期调研到正式上线，整整花了4个月。期间踩了不少坑，也积累了一些经验。

网络规划很重要

开工前我们做了详细的网络勘测，用专业设备测试了矿区的5G信号覆盖。发现有几个盲区，和运营商沟通后新增了两个基站，总算把覆盖做好了。

建议大家做矿卡无人驾驶项目，一定要先把网络搞清楚。不要等设备都装上了才发现网络不行，那就麻烦了。

设备安装位置有讲究

SV900装在哪里也是个学问。装得太低容易被遮挡影响信号，装得太高天线延长线损耗大。我们最后选择装在驾驶室后方的设备舱里，既能保护设备又不影响信号。

天线一定要装在车顶，而且要离金属表面有一定距离（至少5cm），不然会影响信号强度。我们用了专用的天线支架，效果不错。

供电系统要做好

矿卡的电源系统比较复杂，电压波动大，启动时瞬间电流很大。SV900支持9-36V宽电压输入，适应性很强，但最好还是加个稳压模块，保护一下设备。

我们项目里用的是24V供电，中间加了一个DC-DC稳压器，保证输出稳定在24V±0.5V。跑了快一年，SV900没出过电源问题。

日志存储功能很实用

SV900支持日志FLASH存储，这个功能在调试阶段特别有用。出了问题可以把日志导出来分析，快速定位故障原因。

有一次一台矿卡突然失联，我们从SV900的日志里发现，失联前网络延迟突然飙升到几百毫秒，然后就断开了。拿着日志找运营商，他们查出来是某个基站有故障。如果没有日志，这种问题很难查。

定期维护不能少

虽然SV900的可靠性很好，但定期维护还是必要的。我们建议每个月检查一次：

1. 清理设备表面灰尘
2. 检查天线连接是否牢固
3. 查看设备日志，有无异常
4. 测试网络性能，确保速度和延迟正常

这些工作不复杂，但能有效预防故障。

实际运行数据

项目上线半年多了，我最近回访了一次，收集了一些运行数据：

网络性能

• 平均下行速率：750Mbps（双5G聚合）
• 平均上行速率：120Mbps
• 端到端延迟：平均18ms，99分位26ms
• 网络可用性：99.7%（每天断网时间不超过4分钟）

系统稳定性

• 30台矿卡，共30台SV900
• 运行时间：6个月
• 设备故障：0次
• 网络中断导致的安全接管：3次（都是运营商基站问题）

经济效益

• 运输效率提升：35%（对比人工驾驶）
• 人员成本节约：每年约500万（减少90个司机岗位）
• 安全事故：0起（之前平均每年2-3起）

客户非常满意，现在准备把第二期的20台矿卡也改造成无人驾驶。

矿卡无人驾驶的技术趋势

 

从这个项目的经验来看，矿卡无人驾驶技术还在快速发展，有几个趋势值得关注：

5G-Advanced（5.5G）的应用 现在的5G网络虽然够用，但在极端场景下还是会有压力。5G-A提供了更大的带宽和更低的延迟，未来会成为标配。

SV900支持Redcap网络，这是5G的轻量化版本，在一些低速场景下可以节省功耗和成本，很适合矿区的一些辅助设备。

边缘计算的融合 把部分计算任务放到车端或矿区边缘服务器，可以降低对网络延迟的依赖。SV900基于OpenWrt系统，有一定的计算能力，未来可以跑一些轻量级的边缘应用。

车路协同 不光是车要智能，路也要智能。矿区会部署智能路侧设备，和矿卡实时通信，提供更丰富的环境感知信息。这对网络的多连接能力提出了新要求，SV900的多以太网口设计正好满足这个需求。

写在最后

矿卡无人驾驶是一个系统工程，涉及感知、决策、控制、通信等多个环节，每个环节都不能有短板。网络通信虽然不是最显眼的部分，但绝对是最基础、最关键的。

SV900作为车载网关，在这个项目中表现出色。双5G设计、工业级防护、丰富的接口、NTRIP支持，这些特性都是针对实际需求精心设计的，不是为了堆参数而堆参数。

如果你也在做矿卡无人驾驶或者类似的车载项目，强烈建议考虑一下SV900。我们星创易联可以提供完整的技术支持，从方案设计到现场调试，全程协助。

矿山智能化是大势所趋，无人驾驶技术会越来越成熟。作为技术工程师，能参与到这个变革过程中，还是挺有成就感的。期待未来有机会和大家交流更多实战经验。

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