移動4G通訊模式下的GPS卡車調度系統建設

趙曉雨

摘 要：科學技術的發展，如何使生產更加高效、綠色、安全已成為現代礦山的重要評價標準，GPS貨車調度系統在高效、安全生產過程中發揮著不可替代的作用。GPS卡車調度系統是以車輛終端為媒介，以網絡通信為橋梁，對礦山生產進行監控，最大限度地恢復現場生產過程。移動4G通訊網絡是對第四代移動通信網絡的總稱，其是在將原有的3G模式和WLAN網絡相集合，形成能夠對數據傳輸、圖像、音視頻進行高速傳輸的一種傳輸方式。其其優勢在于超高速的傳輸速率，100mbits/s的傳輸速率是傳統移動通信方式的1萬倍。其傳輸速率的可靠性保證了GPS貨車調度系統的數據傳輸。

關鍵詞：露天礦;4G;卡車調度系統

隨著我國智慧礦山理念的提出，高效、綠色、安全的礦山生產理念成為我國現代化礦山的衡量標準。將移動4G通訊技術運用至GPS卡車調度系統的建設中，在有效幫助礦山在籌建GPS卡車調度系統過程中選擇最優方案。

1 調度中心系統

作為GPS卡車調度系統的核心，主要負責下屬所有車輛運行情況的監控、系統全部數據的保存和備份，以及與監控分中心的聯系，直接對車輛做具體調度安排。通過語音提示以及系統提示告知駕駛員，實現對駕駛員安全操作的實時管理。

2 無線通訊系統

主要解決車載終端的數據實時準確的傳輸到調度中心的問題，避免網絡阻塞。目前對于通訊網絡的建設主要有2種模式，①通過在生產作業區及維修區自建基站形成無線通訊網絡，這種通訊模式雖然數據傳輸速度較快，網絡安全性較高，其可開發拓展的功能較多，但為了實現通訊信號全覆蓋需要的成本會相對較高，而且需要有自己的維護隊伍對基站進行常年維護。②基于運營商的通訊網絡，通過通訊運營商所搭建基站平臺，利用SIM卡實現在GPRS、3G、4G模式下的數據傳輸，其優勢在于造價相對較低，只需每年對SIM卡進行付費，對于通訊網絡所需的硬件維護項少，網絡的通訊速率也能夠滿足GPS卡車調度系統數據傳輸的需要，針對于項目預算較少的礦山可以采用此類通訊方式。4G通訊網絡的模式下可以實現數據傳輸的實時性，由于4G通訊網絡其超高速的數據速度，能夠充分保證數據傳輸的速度以及數據傳輸所需的穩定性，能夠將車載終端設備外接的相關傳感器所采集的實時數據，通過4G通訊網絡完全可以實現數據的實時送達，并且其成本要遠低于自身無線網絡的建設成本。4G通訊網絡可實現單點設備之間的數據相互傳輸以及通訊。4G通訊網絡可依托于其本身所帶的移動通訊技術實現設備之間的移動通訊功能。目前所采用的無線電臺通訊抗干擾能力以及干擾能力都嚴重制約著設備上其余輔助設施的實際應用，這一問題通過4G通訊網絡將得以緩解。4G通訊網絡由于其模塊采用的是通訊運營商的通訊模塊，其多年技術積累能夠應對礦山各類設備在移動過程中頻繁切換基站所帶來的其他問題。當生產設備在移動過程中，其所接收的通訊信號較低或消失的時候，就會自動切換至信號強或較近的基站作為通訊點，這類頻繁的操作對車載通訊模塊的穩定性高。4G通訊網絡所使用的車載通訊模塊是基于移動通訊的成熟技術，其能完全勝任生產設備在行駛過程中所需的模塊切換的問題。

3 GPS卡車調度系統的功能

調度中心軟件可以實現如下功能：（1）班作業計劃制作與動態調整：根據產量計劃、配車計劃、配礦質量計劃等，輔助調度員合理制定當班的生產作業計劃，為科學合理的制定最優的組織生產流程方案以及車、礦效率最高融合度方案提供依據，并可根據現場生產的實時變化（如電鏟、破碎站、卡車等故障）進行實時動態調整，實現生產效率最大化。（2）自動計量：通過每臺車輛的裝車地點、卸載地點的自動記錄，以后臺數據運算的方式對該車輛的裝點產量、卸載產量以及不同車類的產量和噸運公里進行歸納成表，以避免人工計算產量的誤差，實現現代化辦公，減少勞動力的投入，還可作為承包算酬的可靠依據。（3）系統數據庫建立與查詢統計處理：根據礦山要求建立詳細準確的系統數據庫（通常分為為基礎數據庫、實時運行數據庫、匯總數據庫、專用數據庫等4種），在此基礎上進行相關統計圖表的制作及統計處理，包括提供“報表生成器”的工具，以方便調度人員制作具有個性化的報表，滿足露天礦使用需要。（4）超速報警：車載終端通過GPS自動采集設備運行速度，當運行超速時，車載終端將向司機報警并向調度中心報告超速次數，對安全行駛起到促進作用。（5）班中查詢：可隨時對當班的設備、裝卸點等的運行狀態、時間、產量等進行組合式查詢。（6）運行回放：可對任意時間間隔內的全部設備或部分設備進行生產過程運行回放顯示，可人為控制回放速度，對于分析礦山生產過程、優化礦山生產計劃、挖掘生產潛力、追查事故原因、統計查詢歷史數據等起到重要作用。（7）圖形管理：輸入礦山采剝工程平面圖和運輸道路圖，形成圖形庫和道路網庫。圖形庫包括：采剝工程位置信息，地形地質信息，并在此基礎上建立三維圖形庫。道路網庫包括：工程點信息，路段信息，路徑信息等。（8）基礎信息管理：包括設備檔案、司機檔案、調度人員檔案、值班人員檔案等。

4 4G模式下的數據傳輸方式

GPS卡車調度系統在進行信息交互時，可以采用長連接方式，也可以采用短連接方式。所謂長連接，是通過在TCP連接上當有數據發送傳輸時，可連續發送多個數據包，當沒有數據發送時，用雙方發送鏈路檢測代替數據包，維持連接通暢。短連接是指在雙方需要進行數據交互時則建立一個TCP連接，數據傳輸結束時則對此TCP連接進行中斷。

1.長連接。長連接的通信方式是以客戶-服務器的方式建立一條TCP通路連接，用以進行通信雙方的數據交互，當數據交互結束時為確保連接暢通，雙方采用每隔固定時間X進行發送鏈路檢測確認，使其保持連接暢通，但發送后Y秒未得到鏈路確認響應后，持續發送Z此仍無相應，則此連接斷開，并停止對SP及網關進行數據包的發送。

2.短連接。短連接的方式原理與長連接的方式基本相同，其不同在于，短連接屬于應需而連，即每當需要數據進行交互時，雙方建立TCP連接，并進行數據交互，交互結束后，連接斷開。

總之，露天礦GPS卡車調度系統作為數字礦山建設的重要組成部分，集成了GPS和GIS技術。該系統能夠接收GPS位置信息并收集設備各種狀態信息，通過無線通信系統將這些數據實時地傳送到調度中心，由計算機進行快速決策運算，并將調度命令發送給各裝運設備，從而實現動態優化調度。

參考文獻

[1]楊民斌.露天礦卡車調度的理論與方法研究.2017

[2]孫明來.淺談移動4G通訊模式下的GPS卡車調度系統建設.2017.