2022年中国矿区无人驾驶行业研究报告 矿区无人驾驶未来发展趋势与挑战

1.矿区无人驾驶行业概述

1.1 无人驾驶发展历程

我国量产乘用车无人驾驶等级正在从L2向L3过渡，商用车已先于乘用车进入 L4等级

在工信部《汽车驾驶自动化分级》中，以 L3 为分界线，L3及以上被称为“高级别无人 驾驶”；L3 以下被称为“无人驾驶辅助驾驶”（ADAS）。 2020年L3级无人驾驶开始普及成为行业共识，目前我国量产乘用车的无人驾驶等级正 在从L2向L3过渡，商用车已先于乘用车进入L4等级。

1.2 无人驾驶应用场景

矿区是适合无人驾驶商业化率先落地的场景之一

无人驾驶应用场景，可以分为限定场景和开放场景。划分限定场景与开放道路场景时， 主要看4个维度：封闭场景/开放场景、固定路线/自由路线、低速/高速、车里有乘客/无 乘客。  国外矿区无人驾驶商业化应用已经有10多年的历史，模式得到充分的验证：澳大利亚铁 矿石巨头FMG表示，有137台无人驾驶矿卡在运营中，已累计行驶3,350万公里、运输超 过10亿吨矿石物料，生产效率比传统人工运输提升了30%。我国也出现了很多标杆应用 矿区。

1.3 矿山的分类

矿区无人驾驶的主要落地场景为煤矿、金属矿和砂石矿

矿山可以分为煤类矿山与非煤类矿山，非煤类矿山又可被分为金属矿及非金属矿山。 因煤炭产量高且露天煤炭开采量逐年提升，开采工艺相对简单、对土方剥离运输需求 量大等因素，矿区无人驾驶率先在煤炭矿山落地。 金属矿山中，黑色金属及有色金属两类占全球金属总量的95%，最具智能化前景。尤 其是铁矿、铜矿，因产业成熟度较高、下游需求旺盛、金属矿山模式复制化程度高等 因素，具备良好的无人驾驶落地前景。

1.4 矿山的开采方式

露天矿的采运场景更适合无人驾驶应用

目前，国内外的矿区无人驾驶厂商主要是聚焦于露天矿的采运场景。 以煤炭为例，国家出于环保、安全性等角度考虑，近些年一直鼓励露天矿的开采，据中国 煤炭工业协会统计，露天开采占比一直在增长，从2005年的5.1%增长到2018年的24.9%。

1.5 矿区地域分布情况

煤矿、铁矿、砂石矿分布情况各不相同

据中国煤炭工业协会调查统计，截至2020 年7 月， 我国已建成千万吨级煤矿52处，核 定产能为8.21亿吨/年，约占全国生产煤矿总产能的1/5，其中绝大部分属于央国企。

中国铁矿资源，具有贫矿多，富矿少，品位低等特点，近四分之一的的铁矿石集中在 辽宁鞍山矿区，目前是中国年开采量最大的矿区，主要包括鞍山铁矿和本溪大台沟铁 矿等

根据自然资源部数据显示，截至2019年3月底，全国共有有效期内砂石矿山18047个。 从发证机关看，砂石矿山以市、县两级主管部门发证为主，占比超过95%。

1.6 矿区运输车辆分类

矿卡与宽体车为主要运输工具，宽体车数量占绝对优势

我国矿区运输车辆有三种，分别是非公路矿用自卸车（简称“矿卡”）、非公路宽体自 卸车（简称“宽体车”）、后八轮（一类公路自卸车）。 根据中国工程机械工业协会统计，2019年我国非公路自卸车（含宽体车、矿卡）销量 为9041台，其中宽体车占比超过95%。宽体车作为非公路自卸车的新兴产品，由于其 自身优越的适应性和经济性，宽体车市场的发展空间很大。

1.7 传统矿区VS无人矿区经济效益比较

无人驾驶相比于传统的有人驾驶提升矿区经济效益显著

无人驾驶宽体车大约可增加25万元/年的经济效益，运营2年左右可以收回无人驾驶相关 投资。

1.8 矿区无人驾驶行业发展驱动力

绿色矿山上升为国家战略，助推无人驾驶加速渗透

国家越发重视绿色矿山的建设，尤其是在露天煤矿领域，国家发改委等八部委，于2020年 2月发文明确提出：在2025年实现无人化运输，这也是很多矿区无人驾驶技术解决方案商 选择煤矿作为率先落地的场景的原因之一； 国内很多大型露天矿的业主方是央企和国企，推广矿山智能化的动力较高，愿意尝试与无 人驾驶技术解决商的合作，推动无人驾驶在矿区的落地；

1.9 矿区无人驾驶市场规模

2021年矿区无人驾驶市场规模3.55亿元，渗透率极低，潜力空间巨大

矿区无人驾驶的核心商业逻辑是替代传统有人运输，基于假设，以2020年数据可测算 出我国露天煤炭、砂石矿、铁矿的每年运输规模分别为336亿元、1880亿元、104亿元， 无人驾驶的潜在市场空间为每年2,320亿元，目前市场渗透率极低，有巨大发展空间。 2021年矿区无人驾驶行业规模为3.55亿元，到2025年，矿区无人驾驶的规模预计为 238亿元。

2.矿区无人驾驶行业发展现状

2.1 矿区无人驾驶产业链分析

无人驾驶解决方案商服务于下游矿区开采中的采运环节

矿山无人驾驶上游厂商主要是芯片、摄像头、激光雷达、毫米波雷达、V2X 等供应商，中 游厂商为主机厂和无人驾驶解决方案商，下游厂商主要是煤矿、铁矿、有色金属矿、砂石 矿等矿区业主方以及工程公司、运输公司。 在绿色矿山无人化中，无人驾驶解决方案商主要是服务于下游矿区开采环节中采运无人化 改造。

2.2 矿区无人驾驶价值链分析

采运环节在露天开采中成本占比最高

露天开采作业主要包括穿孔、爆破、采装、运输和排土。其中，采运环节最为重要，且成 本占比最高。 公路运输是露天矿最常见的运输方式。自卸形式的卡车运输具有机动灵活、对矿床环境适 应性强、爬坡能力强、转弯半径小等优点，成为现代露天矿山的主要运输方式。  根据大量的露天矿生产运营经验，露天矿汽车最佳经济运距为5～7km，国内一般为1～ 6km。

2.3 矿区无人驾驶不同背景厂商类型

矿区无人驾驶创业公司具备先发优势

矿区无人驾驶创业公司具备先发优势，已建立一定的综合技术壁垒、实地测试运营经验积 累等先发优势。

2.4 矿区无人驾驶解决方案及技术分析

三层体系，技术不断迭代升级

目前国内无人矿山领域解决方案是：无人驾驶矿车； 远程操作挖掘机、钻机、破碎机等设备； 构建云端管理调度系统，借助 5G 和技术，对矿山进行智能调度管控，实现无人化；

3.国外矿区无人驾驶发展分析

3.1 国外矿区无人驾驶行业发展现状

商业化应用成熟，能明显提升运输效率 

2008 年，矿业巨头力拓（Rio Tinto）与小松合作，试运营无人驾驶，经过验证后，2012 年开始正式商业化，标志着矿区无人驾驶正式进入商业化纪元。

3.2 国外矿区无人驾驶代表案例分析

卡特彼勒

公司简介

20 世纪80 年代末，工程机械巨头卡特彼勒就已经开始开始了无人驾驶矿卡的研究开发 工作。直到2013年，卡特彼勒在西澳进行商业化部署。目前，卡特彼勒无人驾驶方案 可适配于自家车队的Cat 793D和797F等型号的矿卡以及竞争对手的小松930E 矿卡， 此外Cat 794 AC 电动无人驾驶卡车也于2020 年末投入正式运营。

产品特点

卡特彼勒的 MineStar 整体矿区自动化系统，起源于内部的软件研发部门，目前已经形 成完整的矿区自动化解决方案，主要实现的功能有卡车调度优化、车队跟踪、运输线路 更新、故障诊断、生产数据监测分析等矿山运营和设备管理功能。 目前在世界各地的矿场中，卡特彼勒使用四种类型的自动化车辆，包括无人矿卡、半自 动D11T 推土机、半自动爆破钻机和半自动地下载重车LHD，这四类车辆都可通过卡特 彼勒的 MineStar 自动化系统进行管理及调度。

商业化部署

卡特彼勒向客户收取无人驾驶的费用分为三部分：无人驾驶硬件费、软件费和定期服务 费，每笔合同额度在5,000 万美元至数亿美元之间，具体取决于车队规模和合同期限。 对存量车的后装改造是现阶段的主要收入来源，但前装占无人驾驶收入的比重不断提升。

小松

公司简介

 1990年，小松开始首次自动化矿卡试验研究。直到2008年，小松在力拓西澳进行商业 试运营，运输铁矿石。目前，小松的无人驾驶方案仅支持适配于自家车队的矿卡。

产品特点

小松的无人驾驶运输系统是由无人驾驶系统FrontRunner 和中央控制系统Dispatch 共 同组成，是基于GPS和单车智能为主的解决方案，主要实现的功能是智能调度和避障。  2019 年初，小松发布了采矿业首个运行在私有LTE 网络中的无人驾驶项目，可提升无人 驾驶系统的安全性和整体性能。在小松部署的AHS 矿山中，超过50％（7 个采矿点）在 诺基亚LTE 专用网络上运行。

商业化部署

小松无人驾驶矿车的新车改装需要一周多的时间，而存量车的改装过程可能长达三周。

ASI

公司简介

ASI是独立于主机厂的无人驾驶解决方案商，在2011年开始研发用于采矿行业的自动解 决方案，在2018年正式商业化运营。目前，为矿业、农业、汽车和制造业等行业客户 提供自动化解决方案。

产品特点

作为独立的第三方无人驾驶解决商，ASI 开发了线控、机械和液压等不同的改装模块， 支持不同品牌的各种类型的矿卡。  ASI的无人驾驶解决方案，包括障碍物识别与避碰、车载控制器、通信/定位系统以及多 车辆命令和控制软件系统Mobius 。其中，Mobius 可以实现混合车队不同工程车辆的 调度管理。  ASI针对采矿行业的整体自动化解决方案，不仅对主机厂的矿卡可进行无人驾驶改装外， 还可以改造翻斗自卸车、推土机、挖掘机等，以实现整个车队自动化。

商业化部署

ASI以露天场景的采矿业为主要行业方向，提供无人驾驶运输、半自主爆破、钻孔、装车 等自动化应用。 ASI已获得对卡特比勒、小松、日立的矿卡进行改装的商业订单。 • 2018 年开始，ASI 正式开始商业化运营，与矿企Barrick Gold 合作，初期对5 辆小松 的矿卡进行改装。  2020年2月，ASI矿业和Epiroc签署了分包合同，向西澳的矿企Roy Hill提供77辆多品牌 混合运营的无人驾驶矿卡后装改造。

3.3 中外矿区无人驾驶发展对比

国外无人驾驶厂商较难进入国内市场

国外无人驾驶解决方案商技术领先、产品成熟，但较难进入中国市场。  国外矿企的矿卡及无人驾驶解决方案，价格昂贵，性价比不如国内企业；  国外无人驾驶只有针对大型矿卡的解决方案，却没有宽体车的解决方案；  矿业属于国土安全范畴，且大型矿企多为国企，存在矿企数据安全需求等限制性因素； 国外的无人驾驶解决方案主要由主机厂提供，而国内的无人驾驶解决方案商以独立的矿 区无人驾驶创业公司为主。 国外的无人驾驶厂商（如小松和卡特彼勒）已进入完全自动化的阶段，而国内无人驾驶厂 商处于试运营或部分自动化阶段。 现阶段电动矿卡在国内比较适合重载下坡的工况，伯镭科技等厂商解决了换电技术难题， 由矿区合作方建设换电设施，扩展了更多复杂工况的应用场景。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）