導語：井下運輸智能管理系統(tǒng)設計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文介紹了煤礦井下運輸智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用公司級膠輪車運營管理系統(tǒng)和礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)兩級系統(tǒng)架構(gòu)，運用固定藍牙信標定位、井上/下WIFI無線通訊、工業(yè)以太網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)，并結(jié)合GIS技術(shù)，建立起高效、安全的輔助運輸智能管理體系，為生產(chǎn)提供安全、優(yōu)質(zhì)、高效的輔運力量。

關(guān)鍵詞：藍牙信標；WIFI無線通訊；GIS技術(shù)；輔助運輸

煤礦井下輔助運輸是礦井生產(chǎn)建設的重要服務保障系統(tǒng)。目前主要有無軌膠輪車、電機車等，其中無軌膠輪車行駛沒有軌道限制，機動靈活、適應性強、安全高效、應用范圍廣，是運送材料、設備、人員的一種較先進的輔助運輸設備，近年應用較為廣泛。輔助運輸管理是一個系統(tǒng)性、專業(yè)性很強的工作。目前生產(chǎn)礦井采用傳統(tǒng)的分散管理方式，生產(chǎn)單位調(diào)度、現(xiàn)場管理基本上還是依靠人工處理，信息化系統(tǒng)落后，車輛管理部門很難掌控車輛的詳細資料和輔運過程，無法為生產(chǎn)提供安全、優(yōu)質(zhì)、高效的輔運力量，很難保證輔運車輛安全運行。煤礦井下運輸智能管理系統(tǒng)旨在研究膠輪車綜合管理平臺，實現(xiàn)輔助運輸車輛統(tǒng)一的調(diào)度指揮、車輛調(diào)配、運維、租賃、費用結(jié)算等一體化管控體系，提高膠輪車管理工作的實時性、高效性、應急性、靈活性。

1系統(tǒng)整體架構(gòu)

煤礦井下輔助運輸系統(tǒng)采用藍牙定位技術(shù)實現(xiàn)井下車輛的精準定位，利用井下無線通訊系統(tǒng)、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)信息的采集與交換。通過工業(yè)云數(shù)據(jù)技術(shù)，建立公司級車輛運營監(jiān)管平臺，集成礦井級輔助運輸管理平臺，利用GIS系統(tǒng)實時、直觀展現(xiàn)車輛位置信息，實現(xiàn)膠輪車管理的智能化。采用公司級膠輪車運營管理系統(tǒng)和礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)兩級系統(tǒng)架構(gòu)，其中礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)包括MES輔助運輸管理系統(tǒng)和煤礦輔助運輸調(diào)度系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)，如圖1所示。

2公司級膠輪車運營監(jiān)管系統(tǒng)設計

采用工業(yè)云數(shù)據(jù)技術(shù)在公司總部建立云中心服務器，所屬煤礦通過運輸管理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)上傳至公司云中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，通過大屏幕，Web瀏覽器等查看車輛實時信息，如圖2所示。2.1設計思路。以流程設計和信息實時傳遞為應用主體，以車輛信息為系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以計劃、執(zhí)行、檢查、優(yōu)化為手段，對涉及的運輸車輛運維、租賃、車輛管控、運行分析等全流程進行綜合管理。2.2實現(xiàn)功能。1）車輛管理。車輛購置、驗收、更新、報廢、檔案臺賬、大中小修、日常維護保養(yǎng)管理、年檢保險、費用管理、知識庫管理、備品備件管理、效能分析等，可基于表格提供信息報表。2）運營監(jiān)管。車輛位置監(jiān)管、車輛狀態(tài)管理、車輛調(diào)度、車輛調(diào)撥、事故管理和應急管理等。3）運行分析。通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)運輸配送相關(guān)指標量化，提高管理水平、運輸能力提供決策依據(jù)。

3礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)設計

礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)設計主要由輔助運輸管理系統(tǒng)和輔助運輸調(diào)度系統(tǒng)組成。系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示，由感知層、傳輸層和應用層構(gòu)成。感知層由車載智能終端、定位系統(tǒng)、信號燈控制系統(tǒng)、物料編碼、危險信息的提示、副斜井車輛危險信息的提示等組成；傳輸層由井上/井下WIFI無線通訊網(wǎng)絡和工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組成；應用層主要包括調(diào)度中心、車載終端、運維中心、倉儲管理等應用。3.1輔助運輸管理系統(tǒng)。以煤礦輔助運輸管理業(yè)務為主，以運輸設備、運送人員、運輸物料、運輸基礎(chǔ)設施及相關(guān)事件為系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對涉及運輸任務、運輸車輛、司機等各方面的物資配送申請與審批、司機與車輛調(diào)派、信息交流、信息提示、物資收發(fā)交接等全流程進行綜合管控?？蓪崿F(xiàn)如下管理功能：1）實現(xiàn)司機基本信息管理、崗位技能、出勤、交接班和司機績效管理等司機管理。2）實現(xiàn)車輛檔案臺賬、車輛中小修、日常維護保養(yǎng)管理、加油管理、租賃管理、效能分析等車輛管理。3）實現(xiàn)運輸計劃、作業(yè)任務、物料配送、人員運輸、聯(lián)合運輸、人車調(diào)派、裝卸載、運輸看板的物流運輸。4）地面候車室、井下人車等候點的人員等候信息動態(tài)上傳至調(diào)度中心、車輛管理部門，實現(xiàn)人車到來提示，人車空座提示，人車超員承載報警的公交式管理。5）實現(xiàn)車輛事故管理、行人和行駛車輛間安全間距信息提示、同向行駛車輛間安全間距信息提示、相向行駛車輛間車輛行駛狀況信息提示、交通管制信息提示、車輛違章管理及安全檢查等功能的安全管理。3.2輔助運輸調(diào)度系統(tǒng)。以定位信息為基礎(chǔ)，以車載智能終端為核心，輔助井下信號燈控制系統(tǒng)、智能調(diào)度系統(tǒng)、語音調(diào)度系統(tǒng)和GIS地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)輔助系統(tǒng)運輸車輛、司機的全程管控和實時調(diào)度?？蓪崿F(xiàn)如下管理功能：1）定位系統(tǒng)。對井上/下車輛的位置信息進行實時監(jiān)測，按照車輛的位置信息進行行車信號的閉鎖連鎖控制，引導車輛行駛、避讓。出現(xiàn)超速、違規(guī)停車、違法闖入（進入單行巷道前，對即將要進入巷道的車輛進行語音提示，司機也可通過車載終端查詢巷道車輛信息，并可對巷道內(nèi)的車輛發(fā)起呼叫）時，系統(tǒng)報警并記錄報警信息；系統(tǒng)按照車輛位置信息進行車輛運輸任務的跟蹤管理，形成任務閉環(huán)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計依據(jù)；實現(xiàn)運行軌跡查詢、回放。2）車輛信號燈控制。系統(tǒng)按照監(jiān)測獲得的車輛位置信息并配合工業(yè)電視系統(tǒng)控制信號機顯示禁行、通行信號，指揮車輛避讓。信號控制參照車輛位置、車輛數(shù)量、車輛類型、巷道情況等信息自動控制，也可以由地面手動控制；系統(tǒng)對控制參數(shù)條件可以靈活配置、遠程管理。系統(tǒng)監(jiān)測到司機闖紅燈時報警并記錄報警信息。3）語音調(diào)度。地面車輛調(diào)度中心通過調(diào)度臺與井下車輛進行語音通訊，車輛配有車載智能終端，司機通過車載智能終端接收調(diào)度中心語音調(diào)度信息?？蓪崿F(xiàn)車輛之間、車輛與固定手機、車輛與生產(chǎn)現(xiàn)場之間的語音通訊。調(diào)配司機運輸、物料運輸任務，實現(xiàn)應急指揮。4）GIS礦圖管理?；贕IS軟件管理平臺，實時展示井下車輛的數(shù)量、位置、分布情況和每個車輛任意時刻所在的位置（空、重車，上下行，以及行駛、停止，完好、故障）及各時間段的活動軌跡。

4關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

4.1關(guān)鍵技術(shù)。1）藍牙信標車輛定位技術(shù)。采用藍牙信標、智能車載終端（配有藍牙讀卡器），在巷道布置定位標簽，采用SDS-TWR測距算法檢測讀卡器和定位標簽間的距離，實現(xiàn)低成本、高精度的車輛精準定位。2）基于先進算法的調(diào)度技術(shù)?；诙嗄繕?、多約束和有限能力調(diào)度方法、離散型優(yōu)化調(diào)度方法、智能化及人機協(xié)同交互式計劃生產(chǎn)調(diào)度方法解決優(yōu)化調(diào)度問題，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的調(diào)度指揮系統(tǒng)。4.2創(chuàng)新點。1）管理模式創(chuàng)新。采用公司級膠輪車運營管理系統(tǒng)和礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)兩級系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)了公司運營監(jiān)管，礦井運行、現(xiàn)場管理的兩級輔助運輸專業(yè)管理模式的創(chuàng)新。2）信標式藍牙定位創(chuàng)新。不同于傳統(tǒng)的多讀寫器定位方法，采用固定位置藍牙信標代替定位讀寫器，向移動讀寫器（智能車載終端）提供位置信息，以TOF定位算法、時隙分配算法和平滑算法實現(xiàn)車輛的精準定位。同時通過藍牙定位標簽實現(xiàn)了礦井巷道的數(shù)字化，為應用拓展提供了基礎(chǔ)。3）精細化管理創(chuàng)新。該系統(tǒng)不僅建立科學合理的輔助運輸系統(tǒng)管理指標體系，自動計算關(guān)鍵性能指標KPI，而且建立有效的業(yè)務流程、完整的控制體系，可實現(xiàn)多環(huán)節(jié)分散信息的集中共享，跨部門跨職能實現(xiàn)全員參與和持續(xù)改進，從而實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)精細化管理。

5結(jié)論

本系統(tǒng)采用公司級膠輪車運營管理系統(tǒng)和礦井級輔助運輸管理系統(tǒng)兩級架構(gòu)，運用固定標簽藍牙定位、井上/下WIFI無線通訊、工業(yè)以太網(wǎng)，工業(yè)云計算等先進技術(shù)，并結(jié)合GIS技術(shù)，建立起信息共享的、先進的、易用的物流運輸業(yè)務系統(tǒng)和車輛運維、租賃系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛“統(tǒng)一管理、統(tǒng)一維修、統(tǒng)一調(diào)配”，規(guī)范了運輸流程，降低了運輸工作復雜度，為生產(chǎn)提供安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、及時的輔運力量，以獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。

作者:王川 單位:兗州煤業(yè)股份有限公司機電環(huán)保部