去年八月，我与我们的团队一起前往内蒙古的一个露天煤矿，参加一个自动驾驶改装项目。这是我第一次真正接触到自动驾驶采矿卡车的世界。老实说，现场的体验比我想象的要令人印象深刻得多--重达几十吨的大型采矿卡车，装载、牵引和倾倒完全无人驾驶。整个操作过程天衣无缝。作为 KEY-IOT 的现场工程师，这个项目彻底改变了我对自动采矿车的看法。

露天矿为何需要自动驾驶卡车

在矿区工作了一个月后，我真正了解了行业的痛点。

安全是最大的问题。 露天采矿环境十分恶劣--粉尘大、噪音大、能见度低。在这种条件下工作的司机面临着严重的事故风险。去年的全国采矿事故统计数据显示，运输作业占了事故的很大一部分。安全经理告诉我，他们最担心的是夜班司机的疲劳驾驶问题。一次事故意味着整个矿山都要停工检查。

劳动力成本不断攀升。 现在，招聘一名经验丰富的卡车司机每月起薪为 $2,200 美元，而且需要三班倒，每辆卡车至少需要 3-4 名司机。这位客户有 30 辆卡车，每年的工资就是数十万美元。更大的问题是什么？年轻人不愿意干这些工作，老司机也到了退休年龄。招聘工作一年比一年难。

运行效率也很重要。 人类驾驶员是有极限的，他们会疲劳、生病、需要休息。在需求高峰期，你无法快速扩大规模。在需求低迷期，你只能花钱让工人闲着。自主系统全天候运行，实时调整调度需求，大大提高了运输效率。

自主采矿卡车的技术架构

很多人认为，你可以把自动驾驶乘用车技术移植到采矿卡车上。这是完全错误的。采矿环境远比城市道路复杂，对可靠性的要求也高得离谱。

该系统包括几个主要组成部分：

车辆感知系统
每辆卡车上都装满了传感器：三维激光雷达可绘制周围环境的三维地图，毫米波雷达可探测障碍物，高清摄像头可识别路况和交通标志，RTK 差分定位可提供厘米级精度。这些传感器产生的数据量巨大，每秒可达数千兆字节。

车载控制系统
这是系统的 "大脑"--实时处理传感器数据，做出驾驶决策，控制转向、油门和刹车。延迟时间必须保持在毫秒级范围内，否则在高速行驶时，情况会变得非常危险。

通信网络
车辆与云调度中心保持实时通信，在接收调度指令的同时上传车辆状态、位置数据和视频流。这要求极高的带宽、低延迟和坚如磐石的可靠性。

云调度平台
管理所有自主卡车、规划路线、协调车辆调度并监控运行状态。

在这个项目中，我们使用了 SV900 车辆网关.

网络通信：自主采矿卡车的生命线

网络通信是整个系统中最关键也是最容易出现故障的部分。

带宽要求
一辆自动采矿车至少有 6-8 个高清摄像头，外加激光雷达和毫米波雷达数据、控制指令和状态更新。上行链路带宽需求至少达到 100Mbps。如果需要远程接管功能（安全操作员从监控中心进行控制），带宽需求会更高。

延迟要求
自动驾驶对延迟非常敏感。时速 60 公里时，100 毫秒的延迟意味着车辆已经行驶了 1.67 米。对于一辆重达几十吨的卡车来说，这个距离可能就是安全与灾难的分水岭。我们的项目要求端到端延迟低于 30 毫秒。

可靠性要求
采矿环境带来了巨大的网络覆盖挑战。露天矿通常深达 30-50 米，有时甚至超过 100 米。基站信号很难全面覆盖。车辆经常会遇到信号死角或弱覆盖区域。普通的 4G 网络无法应对这种情况，您需要 5G 网络，即便如此，您还需要备用解决方案。

SV900：专为自主采矿卡车打造的车辆网关

 

我们之所以选择 SV900 来完成这个项目，是因为它有几个主要特点：

双 5G 链路设计
SV900 支持双 5G 网络，可以同时插入两张不同运营商的 SIM 卡。在内蒙古煤矿，我们使用了中国移动和中国联通的双 SIM 卡设置。矿坑东侧的移动信号较好，西侧的联通信号覆盖较强。双 5G 设置可自动选择最佳链路，确保不间断连接。

现场测试结果非常出色。单条 5G 链路的下载速度稳定在 800Mbps 左右，足以满足多个视频流的需求。更重要的是，当一条链路出现故障时，另一条链路会立即接管。切换时间不到 200 毫秒，基本上不会影响操作。

M12 航空连接器
采矿卡车的工作环境绝对是严酷的 - 灰尘、振动和极端温度。标准的 RJ45 以太网端口根本无法承受。我见过其他项目使用的消费级设备在一个月后就出现故障--连接松动导致不断掉线。

SV900 采用 M12 航空连接器，符合工业级保护标准--抗震、防尘、防水。安装非常简单，只需拧紧锁紧环即可。超级坚固。这一细节看似微不足道，但对长期稳定运行至关重要。

多网络聚合 SDK
这项功能非常酷。SV900 内置多网络聚合 SDK，可将两条 5G 链路的带宽合并在一起。在需要大量上传流量的情况下（如系统升级或日志同步），单链路带宽是不够的，多网络聚合可以解决这个问题。

我们对其进行了测试--双 5G 聚合将上行链路带宽推至 200Mbps 以上。下载矿车系统的 OTA 更新包（通常为 2-3GB）只需 10 多分钟。如果使用单链路，则至少需要半小时。

NTRIP 协议支持
这对于 RTK 高精度定位至关重要。自主采矿卡车需要厘米级的定位精度，普通 GPS 无法满足要求。您需要 RTK 差分定位。

RTK 系统需要使用 NTRIP 协议从基站获取差分数据。SV900 本机支持 NTRIP。配置非常简单，只需在网络接口中输入基站地址和证书即可。无需额外的转换设备，从而节省了成本并消除了故障点。

5 端口 M12 以太网
采矿卡车上有大量设备：自动驾驶控制器、激光雷达、毫米波雷达、摄像头和工业 PC，每种设备都需要网络连接。SV900 提供 5 个千兆以太网端口，全部采用 M12 接头。端口数量多，连接可靠。

RS232/485/CAN 接口
除以太网设备外，采矿卡车上还有许多传统的串行端口设备--车辆 CAN 总线、各种 RS232 或 RS485 传感器。SV900 集成了所有这些接口。一台设备即可满足所有连接需求。

在我们的项目中，我们使用 CAN 接口读取油量、速度、转向角和其他车辆数据。我们使用 RS485 接口连接了一个监测风速、温度和湿度的气象站。有了这些数据，调度系统就能做出更明智的决策。

真实世界的部署经验

这个项目从最初的研究到正式启动历时四个月。一路上我们遇到了一些挫折，但也学到了很多东西。

网络规划至关重要

在破土动工之前，我们进行了详细的网络勘测，使用专业设备测试整个矿区的 5G 信号覆盖情况。我们发现了几个死区，并与运营商合作增加了两个新的基站，最终实现了正确的覆盖。

我对任何从事自主采矿卡车项目的人的建议是：先搞清楚你的网络。不要等到所有设备都安装好了，才发现网络无法使用，那将是一场噩梦。

设备放置很重要

SV900 的安装位置需要考虑。太低会被挡住，影响信号。太高，天线延长线会产生损耗。我们最终将其安装在驾驶室后面的设备舱内，这样既能保护设备，又不会影响信号。

天线必须安装在屋顶上，与金属表面至少有 5 厘米的间隙，否则信号强度会受到影响。我们使用了专用的天线支架，效果很好。

电力系统需要保护

矿用卡车电气系统非常复杂，启动时电压波动很大，瞬时电流也很大。SV900 支持 9-36V 宽电压输入，具有很强的适应性，但添加一个稳压器来保护设备仍然是明智之举。

我们的项目使用 24V 电源，中间有一个 DC-DC 稳压器，确保 24V±0.5V 的稳定输出。经过将近一年的时间，SV900 没有出现过任何与电源相关的问题。

日志存储超级有用

SV900 支持闪存日志存储，这在调试过程中非常有用。出现问题时，您可以导出日志进行分析，并迅速找出根本原因。

有一次，一辆采矿车突然失去了连接。从 SV900 的日志中，我们发现网络延迟在断线前骤增到几百毫秒，然后完全中断。我们将日志交给运营商，他们发现基站出现了故障。如果没有日志，这种问题几乎无法诊断。

定期维护事项

尽管 SV900 非常可靠，但定期维护也是必不可少的。我们建议每月检查一次：

• 清洁设备表面的灰尘
• 检查天线连接是否牢固
• 检查设备日志是否异常
• 测试网络性能，确保速度和延迟正常

这些任务并不复杂，却能有效防止故障发生。

实际绩效数据

该项目已经运行了六个多月。我最近进行了一次后续访问，收集了运行数据：

网络性能

• 平均下载速度：750Mbps（双 5G 聚合）
• 平均上传速度： 120Mbps
• 端到端延迟：平均 18 毫秒，第 99 百分位数为 26 毫秒
• 网络可用性：99.7%（每天故障时间少于 4 分钟）

系统稳定性

• 30 辆矿用卡车，30 辆 SV900
• 运行时间：6 个月
• 设备故障：0
• 网络中断导致的安全接管：3（所有运营商基站问题）

经济效益

• 提高运输效率：35% （与手动操作相比）
• 节省人力成本：每年 ~$730,000 美元（取消 90 个司机职位）
• 安全事故：0 起（以前平均每年 2-3 起）

客户非常满意。现在，他们正计划将第二阶段的 20 辆采矿卡车改装为自主运行。

自主采矿卡车的技术趋势

根据该项目的经验，自动采矿卡车技术正在迅速发展。有几个趋势值得关注：

5G 高级（5.5G）应用
当前的 5G 网络可以正常工作，但在极端情况下会受到压力。5G-A 提供了更大的带宽和更低的延迟--它将成为未来的标准。

SV900 支持轻型 5G 版本的 Redcap 网络。在低速情况下，它可以节省电力和成本，是矿场辅助设备的理想之选。

边缘计算集成
将某些计算任务转移到车辆或矿场边缘服务器可减少对网络延迟的依赖。SV900 在 OpenWrt 上运行，具有不错的计算能力，未来可以处理轻量级边缘应用。

车辆到基础设施 (V2I) 协调
不仅车辆需要智能化，道路也需要。矿区将部署与卡车实时通信的智能路旁设备，提供更丰富的环境感知数据。这就对多连接功能提出了新的要求--SV900 的多个以太网端口完全可以满足这一需求。

最终想法

自主采矿卡车是一项系统工程挑战，涉及感知、决策、控制、通信等多个方面。每一个组件都必须稳固可靠。网络通信可能不是最耀眼的部分，但绝对是最基本、最关键的部分。

SV900 车载网关在该项目中表现出色。双 5G 设计、工业级保护、丰富的接口、NTRIP 支持--这些功能都是针对实际需求精心设计的，而不仅仅是规格表上的标注。

如果您正在从事自主采矿卡车或类似车辆项目，我强烈建议您考虑 SV900。我们 Star VMAX 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。

采矿智能化是不可阻挡的趋势，自动驾驶技术只会越来越成熟。作为一名现场工程师，能参与到这场变革中，感觉收获颇丰。期待今后与大家交流更多的实践经验。