露天煤礦車輛智能監控系統綜合管理應用

李鑫 齊玉龍 楊萬福 劉焱

摘要： 隨著社會科學技術的發展，車輛GPS定位在生活中不斷的廣泛應用，露天煤礦為加強采剝車輛運輸的安全管理，減少采剝道路交通擁擠，提高運輸效率，為駕駛人員提供良好的信息服務。互聯網信息文明和現代商業模式的快速發展，為衛星的應用創新提供了各種可能，通過GPS定位系統與當前通用的車載終端的結合，在車輛運行及安全預警方面等方面可以起到極大的作用，本文通過項目研究背景及意義，設計方案，理論設計，工作原理及性能分析和創新點及應用幾個方面來對本方案進行闡述。

關鍵詞： 車輛智能監控系統;實時監控;數據統計;安全管理

背景及意義

作為二十一世紀最重要的信息技術產業之一，衛星技術在促進經濟發展、維護國家安全上發揮的作用越來越受到人們的重視。當前，美國和俄羅斯的全球衛星導航系統均已經正式投入使用，歐盟的“伽利略”計劃也在逐步開展，未來在衛星導航領域，世界各國將會展開更加激烈的競爭。我國先后建立了北斗一代和北斗二代衛星導航系統，北斗二代衛星導航系統整套系統包含了顆靜止的地球軌道衛星和顆非靜止的軌道衛星，成功地將北斗一代的區域定位導航提升到了全球定位導航北斗二代衛星導航系統的建設完成標志著我國航天科技事業邁入了國際領先的行列，將對我國的政治經濟、國防軍事的發展提供重要的支持。近年來，伴隨著我國煤炭板塊開采量逐步傾向露天煤礦，卡車智能監控系統成為露天煤礦必不可少的監測手段。可進一步提高露天煤礦車輛運輸安全管理，能夠對車輛準確監控，行駛時的預警以及相應的數據統計成為了采剝車輛的要求。車輛智能監控系統是結合了衛星技術以及無線通訊技術的綜合產物，能夠對車輛進行大范圍、全天候的實時監控管理，充分滿足了車輛管理的需求。隨著衛星技術和國內通信技術的日益成熟，對于車輛管理系統研究、開發和推廣越來越受到煤礦采剝車輛的青睞。

設計方案

結合全球衛星定位技術（GPS/北斗）、計算機及網絡技術、3G無線寬帶通信技術、地理信息系統（GIS）、嵌入式開發等新技術，以外委車輛為監控對象，對車輛安全運行、位置、速度等信息進行實時監控和統計分析。

系統構成：由車載終端系統、系統服務器、管理終端等構成。

實現功能：實現車輛移動的位置定位、軌跡回放、超速報警、語音提示等功能。

車載終端設備是智能車輛監控系統的硬件組成部分，裝設于車輛駕駛室，實時提醒司機安全駕駛車輛，保證車輛在規定時速范圍內行駛，避免超速駕駛行為。

理論設計

衛星定位的相關計算（衛星定位的基本方法，在二維情況下，可以使用三顆衛星測定用戶位置，雖然以顆衛星的偽距半徑作弧不能相交在同一點上，但可以找到一個固定距離值當三個偽距都減去后，以其值為半徑的圓將會相交于一點，該交點即是近似的用戶位置，該位置與真實用戶位置之差是獨立的距離誤差函數。當存在顆導航衛星時，應用該原理可以完成三維定位。應用偽距測量定位，動態用戶定位，列出觀測方程，最終完成基本的衛星定位。再通過信號的接受，車載系統對一系列數據進行分析，完成各項工作。

系統運行功能介紹

實時監控

車輛智能監控系統可根據采排場運輸范圍通過平臺精準模擬車輛運輸路線，實時實景監控車輛密集度、車輛使用單位、車輛類型、行駛速度、運行狀態、數據上傳時間等信息狀況進行實時監測。

設備運輸安全

超速監控：通過對不同區域路段制定安全行車速度，實現車輛超速監控報警功能，駕駛人員接到超速報警后，控制行車速度，確保車輛安全行駛。

進出區域監控：根據平臺設定區域對采剝運輸車輛行駛范圍進行實時監控，避免車輛在行駛過程中出現偏離正常運輸區域，防止車輛進入危險區域發生車輛運輸事故。

設備報警日志生成：通過監控系統平臺可自動對采剝車輛終端掉電、緊急報警、超速報警、超時停車、數據異常進行統計，并將統計數據生成報警日志，報警日志具備存儲功能方便查詢歷史報警記錄。

設備統計分析：系統平臺可實現對各單位車輛狀態統計分析，主要對車載終端接入異常、定位異常、停車熄火、車輛維修、尚未投用、設備損壞、設備丟失、設備斷電、數據異常、運行正常進行統計;對每日每臺車輛往返趟數、設備故障、每臺車輛行駛里程、車輛油耗進行統計，可根據以上數據統計分析提升各單位采剝車輛運輸效率管理及車輛經營管理。

設備基礎信息：系統平臺可實現對車載終端進行組織機構編制分類管理，有效區分各單位采剝及輔助車輛基礎信息情況，根據實際現場情況變更或增減車載終端使用信息。

管理應用

礦山生產過程中，通過信息平臺對運輸車輛出現的報警、終端掉電等信息第一時間進行掌握并處置，有效避免和降低了車輛在安全生產運輸中的事故發生，對礦山車輛運輸安全管理提供了有力保障。

由于礦山采剝車輛、道路運輸狀況和安全管理方面所帶來的問題，礦山車輛運輸需要發展智能監控系統。智能監控系統是以信息、通信、控制和計算機技術將人、車、路三者緊密協調、和諧統一而建立起的大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的運輸安全管理系統。而基于GPS的車載終端綜合管理系統創新性，預警多方面結合，通過GPS/GIS系統與車載終端的結合，集車輛定位與預警、實時監控、安全管理于一體，在不久的將來會有效地提高露天煤礦車輛運輸安全，實現車輛的衛星定位、防碰撞緊急制動、防疲勞駕駛、駕駛人員不安全行為監控等功能，這樣可以更加有效提升運輸車輛安全運行，真正達到“科技創新、智慧礦山”。

參考文獻

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