露天矿山GPS车辆智能调度系统设计方案

露天矿山GPS车辆智能调度系统设计方案

矿山GPS车辆智能调度系统主要解决卡车运输过程中的无序问题，保证生产调度合理、按计划完成；减少人为因素，杜绝作弊现象，消极怠工情况；减少轮胎磨损、节约油耗、减少运距；杜绝窜铲、偷油、偷矿、超速等管理漏洞；加强人员、设备、加油、维检管理。计量统计真实可查，历史回放可以得知道往日行车过程，方便事故调查与产量核对。从各个角度实现采矿运输作业的节能提产，降低生产成本，增加企业利润。并可作为数字化矿山的平台，适应当前矿山数字化、精细化管理的发展需要，全面提高矿山管理水平。

1系统实施的范围

本系统的实施范围是在方圆约3km的某露天矿区建立一整套包括矿区总调、现场分调、无线通讯、车载终端、调度软件等在内的车辆智能调度系统，对采矿场范围内的主要设备进行实时优化调度。实施控制的采矿设备包括牙轮钻机9台、电铲8台、自卸卡车57台、潜孔钻机l台、前装机6台、推土机8台、压路机1台、空压机4台、碎石机2台。

2系统设计原则

依据对露天矿山的生产工艺、作业设备、质量管理等内容的调研情况，结合国内外露天矿卡车优化调度技术的最新发展，确定系统设计遵循如下原则：

(1)以实用、适用、方便、高效为原则满足露天矿对本系统的需求。

(2)系统设计采用先进的差分(GPS)卫星定位方式、高速的无线通讯模式、独特的信标识别技术以及定制的车载移动终端。

(3)保证系统具有良好的可靠性，配套终端设备能适应露天矿生产的恶劣环境，抗干扰、抗震动、防尘、防水性能好，功能完善，操作简单，使用方便，易于维护。

(4)系统设计充分考虑矿山发展，预留硬、软件扩充接口，便于系统扩展升级。

(5)系统采用合理实用的配置，努力减少工程造价。

3系统实现的功能

(1)设备监测与状态识别

系统自动优化采集各移动终端信息(如位置、时问、速度、方向、物料等)，根据采场地理信息系统(GIS)数据对采集信息进行分析，自动识别出各类设备运行状态(如装车、卸车、空运、

重运、待装、待卸等)和辅助状态(如故障、延迟、备用等)，并将设备运行位置、设备状态等信息在矿区二维／三维电子地图上实时显示出来，保证调度员及时掌握设备运行情况。(2)矿山地理信息图管理

建立矿山工程位置数据库，实现对台阶线、地形等高线、道路网线、境界边界线、装载点、排卸点、加油站、停车场等录入、编辑、修改等。

(3)二维显示

系统可显示矿区平面电子地图(包括道路网图、地质计划图、出矿点品位分布图)，并以示意图方式将设备的位置、状态、物料等信息显示在矿区电子地图上。调度员可对图形显示范围进行放大、缩小、平移等，可以对设备进行分设备、分类型、分物料显示，可在图形上对指定设备或装卸点进行实时查询(如卡车的车号、状态、产量、位置、调度目标等)。

(4)三维显示

三维显示包含以下内容：

①以地形及采剥工程数据为基础，采用剖分三角法建立矿山三角网格模型、实体模型及纹理模型，实现矿山地形地貌真实直观显示。

②采用三维建模技术，分设备类型、分状态建立设备三维模型(如卡车三维模型包括空车、矿车、岩车、卸车等)。

③根据采集的车铲等设备信息，将设备的位置、状态等以真实、动态、直观地显示到矿山三维地形图上，调度员可对图形显示范围进行拖放、旋转、变换视角、漫游等，可进行光线控制、雾化控制等。

④生产信息显示系统滚屏显示生产作业过程中的各类信息(如车辆状态信息、调度任务信息、优化算法信息、报警信息、故障信息等)，不同的信息用不同的颜色区分，故障信息提供声音示警，提示调

度人员及时处理，以便及时维修，提高设备利用率。提供超速报警(在卡车运行超速时，卡车终端将向司机报警并向调度中心报告超速次数，对安全行驶起到促进作用)：停车报警(司机无原因停车时系统自动报警，避免司机怠工、偷油)；偏移路线报警(避免司机窜铲、偷矿、偷油)。

⑤运行回放显示可对任意时间间隔内的全部设备或部分设备进行生产过程运行回放显示。

(5)班前设定与班中调整班前根据产量计划、设备出动计划、出矿品位信息、卸点状态、重点工程等信息，自动分派任务，指挥调度车辆作业。班中调度员可根据生产的需要对重要参数进行动态调整。

(6)质量管理通过质量管理子系统，协助质量调度人员进行出矿品位控制。

(7)自动计量系统自动记录每台卡车的装车地点、卸车地点及运行路线，从而可自动计算出各电铲产量、各排卸点产量、各卡车产量及运行吨公里等。

(8)班中查询系统可以随时对当班设备、装卸点等的运行状态、时间、产量等进行组合式查询。

(9)司机评价系统通过对设备跟踪记录的统计分析，对司机工作业绩给予评价，并可根据计酬方案实现自动计酬，提高对管理司机的工作水平。

(10)设备维修计划管理通过设备维检子系统实现对设备运行时间、里程的统计，结合检修保养规程，对设备检修保养提出建议：对当班作业设备出现的故障，由调度人员通过管理系统F派维修任务单。

(11)加油管理系统根据卡车运行吨公里数统计，结合矿山生产管理要求，自动安排或辅助调度员安排卡车加油，并进行油耗统计分析。

(12)统计报表根据矿山要求进行各班统计报表制作及任意时间范围内的相关查询统计处理(如生产调度图表、设备调度图表、产量报表、维修报表等)

(13)嘲络接口功能系统可以提供多种软件硬件接口功能，可方便地增加开采整体优化系统、自动采掘计划系统、地质数据处理系统等，构成一套从管理、计划、调度、到生产的完整数字化矿山开采平台。

(14)车载终端使用功能

①实时显示当班的产量和车辆在矿区中的位置；

②以汉字或图形方式进行调度指令显示：

③自动导航：卡车的调度指令以示意图和命令菜单的形式在车载终端上显示。

4系统整体结构设计按照结构简单，运行可靠，操作方便的原则，将整个系统设计分解为以下几个单元：车载终端系统、通信差分系统(包括无线信标系统)、监控中心系统。

4．1车载终端系统设计硬件包括卡车车载计算机单元，电铲车载计算机单元，车载电源单元，车载显示单元，无线信标单元，配套安装支架等。软件包括电铲软件功能设计、电动轮软件功能设计。

4．2通信差分系统设计硬件包括差分基准站，无线数传通信服务器、无线差转台等。

软件包括通讯协议设计、数据采集方式协议、通讯软件设计、高精度差分设计等。

4．3监控中心系统设计硬件包括采场调度室单元、总厂调度室单元及配套的中心

控制单元及各总控数据服务、监控显示终端，集线器等。软件包括网络服务器程序、智能识