梁瑞典、范 磊
黑龙江多宝山铜业股份有限公司 黑龙江省 嫩江市 161416
摘要：近年来矿山行业加大了自动化、数字化、信息化、智能化的转型升级资源高效开发利用技术成为采选矿工业发展的核心产业技术。黑龙江多宝山铜业股份有限公司近年来迅速成长，资源储量和生产规模呈现跨越式增长，基于节能减排、提高工艺指标、提升管理水平的需求，以打造智慧矿山为目标，引进卡车调度系统。
关键词：卡车调度、智慧矿山、实时监控
1系统组成
多宝山铜矿卡车调度管理系统和数据采集系统，由GPS卡车调度管理系统、数据采集系统、车载终端系统、网络应用系统等几部分组成。
2系统建设情况
采用4GLTE的组网方式，在多宝山铜业露采调度指挥中心、排土场、尾矿坝、铜山采区4处架设了4套基站，整个矿区覆盖无线网络，在线运行400多台车载在终端。车辆智能调度管理系统实现采区设备状态、安全监控，实现矿区地形地貌、矿体分布，实现自动计量和数据管理，实现采区边坡监测，将生产数据与设备运行数据放在同一个平台上，为管理提供准确、实时的分析结果，为提升生产组织水平、设备操作水平、设备维护保养、综合协调能力提供技术上的保障。车辆智能调度管理系统采用CS+BS的复合式设计；生产管理及车载终端程序采用CS模式，保证自动升级更新方便的同时，也保证生产数据更新和画面刷新的实时性；系统查询和统计图表采用BS的模式，通过浏览器进行访问，方便快捷，兼容性高。
2.1设备实时监控
通过基站的4G无线网络，系统自动采集车载终端信息，车辆运行过程中，监测实时位置、速度、运距、违章停车、越界报警、超速报警等。每辆卡车安装防碰撞模块，通过传感器感知前方的障碍物或其他车辆，反馈至卡车调度系统触发警报，提醒司机安全行车。自动报警是一款语音报警提示功能，在车辆行驶线路与系统下达的调度指令不符时、未到指定地点卸料、中途无故停车等异常情况均会触发自动报警，防止重大安全事故的发生。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，可人为控制回放速度，利于分析矿山生产过程、追查事故原因、统计查询历史数据。通过视频监控系统可以实时掌握监控采区内的一切情况，对监控视频进行实时存储，记录告警前后的现场情况。
2.2车辆信息的二维、三维展示
系统通过导入矿山CAD图、与surpac地质软件关联互通数据，形成二维、三维画面，直观的显示所有设备实时状态，方便查看挖机，卡车所在平台，及各个平台的物料、品位情况。可以对设备进行分类型、分设备号、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、司机、状态、产量、调度目标等），可实时观察某一路段的车流大小；直观方便的指导生产作业。三维展现为调度系统提供三维展示，能够看到矿车、挖机的位置信息，平台的信息。系统为三维GIS（地理信息系统）软件平台提供基础数据，三维GIS运用这些数据以动态的方式再现采场生产场景。实时掌握生产情况、及时调度，合理出车，避免出现车辆运行拥堵，卸料点压车等情况。
2.3智能调度
系统以以每个卸点(包括排土场、选矿厂)满足产量等要求、每个转载平台运出的岩石、矿石量不能超过爆堆产量、挖机、卡车生产能力约束，挖机最大铲装数等为约束条件，根据以上目标及约束条件建立线性规划模型，求得模型的解，调整自动调整车辆的装卸点，自动生成最佳路径，通过车载终端发送给司机，实现智能调度。获得较优的智能调度方案。当前多宝山铜业使用的派车方式为固定派车方案，将多辆卡车分配到一辆挖机上，相邻平盘、物料相同的挖机可以分为一组，组内卡车可以通过二次派车平台进行二次分配，可降低组内挖机、卡车的等待装车时间，节省人力成本和管理成本。
2.4智能配矿
卡调系统系统根据选矿厂的矿石品位要求，与无人值守汽车衡进行数据互通，以及多个爆堆品位的计算得出配矿方案，从而调配车辆从不同爆堆进行铲装，并对物料信息进行管控，在避免压车的情况下，对不符合要求的车辆不让卸矿，确保进入破碎流程的各品位矿石量准确。
2.5自动计量和数据管理
（1）通过与汽车衡对接，实现运输矿量的自动计量。
（2）车载终端实时记录设备的工作状况，并自动计算、存贮以及同步复制到调度中心服务器，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装载点产量、各排卸点产量、各区域产量、各司机产量、各卡车产量（车数）及运行吨公里等，避免人工计量产生的误差。
（3）管理员可对基本档案数据（如设备档案、司机档案、交接班时间等）、计划数据（如生产计划、产量计划、设备出动计划等）、矿坑及工程位置数据、道路网数据等等进行统一管理。
2.6.采区边坡监测系统
露天矿边坡监测通过GPS精密定位技术全天候观测确定不稳定边坡的滑坡破坏模式，确定不稳定边坡变形和滑移的变化规律，为采取必要的防护措施、边坡的稳定性分析和安全预警提供重要依据。可以实现高度自动化，大大减轻外业强度，同时又能够迅速得到高效可靠的三维点位监测数据。
2.7数据存储与交换
系统安装5台服务器，1台阵列柜存储单元。包括：数据库服务器、应用服务器、通讯服务器和WEB服务器，其中数据库服务器和应用服务器架设在容错服务器系统上，确保数据库存储和GPS调度服务的安全性、可靠性。调度中心安装3台计算机，分别用于露天矿的监视、调度和管理。调度中心设计一台HP打印机用于报表的输出。
为了保证整个调度中心中心各部件的正常运行，为服务器及相关交换设备配备后备电源系统。后备电源系统依据负载设备需要的容量、功率、有效工作时间，为不同的设备点配备具备不同工作容量及时间的后备电源系统。调度中心选用6KVA大容量UPS电源为设备供电，满足4小时以上后备时间。
2.8系统安全和权限
由于定位矿山智能管理系统是基于网络的分布式系统，为了保证系统的安全，对系统的各个部分进行了子网隔离处理，之间通过服务器和交换机等网络设备进行联系。
系统各个部分的通讯采用自定义的应用层协议进行，并进行了加密处理，进一步加强了系统的安全。
在用户权限管理上，系统预定义了用户组，主要分为系统管理员组、领导组、调度员组、访客组等。在不同的用户组里面的用户有着不同的管理和访问权限，如访客组用户只能查看系统的一部分信息且不能做任何修改和设置。用户组可以根据需要随时增加，并由管理员统一赋予和修改权限。
3结语
随着本系统的成果陆续在代表性矿山企业的成功应用，我国矿山生产流程控制与优化技术的成熟度得到提升，也激发了矿业企业对数据信息的深度挖掘和全流程、全生命周期的优化控制服务的需求，这需要对信息化技术和优化控制技术的更深度融合。建立采矿流程工业大数据技术应用平台，研究开发基于设备建模、流程仿真、故障诊断和机理研究的全流程智能化控制技术及以全生命周期为设计理念的智能化采选技术是未来矿山企业发展的必然趋势。
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