礦用GPS卡車智能調度系統在黑岱溝露天煤礦的應用和改進

黑岱溝露天煤礦原設計生產能力1200萬噸，通過擴能改造，現年設計生產能力達到3400萬噸。主要開采工藝有：上部黃土和巖石層剝離采用單斗卡車間斷工藝，煤層上部巖石層剝離采用拋擲爆破吊斗鏟倒堆工藝，煤層開采采用單斗卡車、坑邊半移動破碎站、膠帶輸送機半連續工藝。穿孔、采掘、運輸和排棄設備共計200多臺套。隨著生產規模的不斷擴大，生產設備的不斷增多，復雜的現場環境制約，靠人工進行生產調度和管理模式越來越達不到提高生產效率的需求，不能很好的發揮設備的作業效率，生產數據的實時性也無法滿足生產要求。為此我礦從2014年引進丹東東方測控技術有限公司的“GPS卡車智能調度管理系統”，根據使用過程中存在的一系問題，舊的卡車調度系統已經不能滿足生產需要，2019年初對GPS卡車智能調度系統進行了升級改造，升級后系統定位更加準確，操作更加靈活，數據統計更加便捷，并實現了數據共享。

1 系統簡介

“卡車智能調度管理系統”（Intelligent Dispatch System），簡稱IDS系統。IDS系統是通過采用全球衛星定位技術（GPS）、計算機及無線Mesh網絡技術、礦山系統工程及優化理論、地理信息系統技術（GIS）、電子技術等高新技術，對傳統的人工調度系統及管理體制進行改造，通過采集生產設備動態信息，實時監控和優化調度卡車、電鏟、鉆機等設備的運行，節省采裝設備與運輸設備的等待時間，優化卡車運輸路經及時應對生產中的突發事件從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現代調度控制系統和全方位的采礦生產管理控制自動化決策平臺，通訊軟件是后臺運行軟件，是上位機服務器、操作臺與車載終端通訊的信息轉換程序，該軟件運行于通訊服務器上，用于實現通訊協議轉換、消息轉發、指令轉發等。

2 系統主要功能及應用

GPS智能調度系統以GPS定位網和通信網為基礎，實現設備終端與調度終端信息交互共享，構建智能調度系統。該系統主要由調度應用系統、電鏟終端應用系統、卡車終端應用系統組成。

智能調度應用系統包括：生產調度系統、報警處理系統和設備維修系統，如下圖所示。

2.1 生產調度系統。生產調度系統主要包括調度控制臺，二維地圖監視，地圖編輯和歷史回放四大模塊

1）調度控制臺。調度控制臺的功能包括現場設置、指派操作、信息發送、規劃設置、運行圖表及相關的生產數據查詢。是智能的人機控制界面，方便生產控制人員通過智能調度控制臺全面指揮生產，調度人員根據現場的實際要求調整電鏟、卸點的優先派車邏輯，車鏟的配比要求限制，卸點供貨限制，卡車作業限制等限制要求，實現靈活的派車模式。（1）優化的智能自動調度模式，系統可以根據采場的實際生產情況和管理人員設定的控制參數，自動生成最優決策，并自動下發指令，確保卡車運行在最優的路徑上;當卡車、電鏟、道路等發生異常時可自動進行指令的修改。（2）方便的固定派車調度模式。當遇到特殊工程要求時，將指定卡車固定在某個電鏟或卸點上實現分組管理工作，以滿足實際的生產需求。（3）靈活的人工派車調度模式。調度員可利用系統隨時將卡車調往任何位置進行指定作業，以實現指揮生產的目的。以上三種調度方式既可獨立運行，又可并行運行，減少壓車、欠車現象，達到最優的生產控制，提高了設備的利用率，提高了生產效率，降低了生產成本，利用現有設備達到產量最大、效率最高、消耗最低。

2）二維地圖監視系統。二維地圖監視系統可以實時顯示整個露天礦的生產道路網信息，采、運、排臺階信息，實時監測設備的運行軌跡和位置，避免司機偷懶、虛報產量等現象。二維監視包含地圖操作基本工具、設備過濾、設備跟蹤、設備列表、通訊狀態、電鏟信息、超速查詢、物料信息、離線查詢等功能。在二維地圖中任意單擊一個設備圖標，地圖上會立即顯示有關設備的詳細信息，調度人員和生產管理人員通過二維監視、調度控制臺可以全面掌握現場生產情況，高效組織協調各生產環節和各單位及部門的工作，從而真正實現調度的綜合協調指揮功能，從宏觀上把握生產運輸的各個環節，實現對各工藝系統的協調、優化調度、提高生產綜合效益。

3）地圖編輯系統。地圖編輯的業務流程按順序包括：軌跡文件的導入、分析地圖發現需要調整的部位、修改底圖、添加鏟位、添加卸點、添加交叉路口、移動鏟位、調整卸點區域、刪除鏟位、刪除交叉路口、刪除卸點、路段修改、地圖上傳等功能。當鏟位、排土場及卸載點的區域位置發生變化時，通過編輯更新二維地圖，能更準確、及時反映生產現場及采掘、運輸、排棄位置的變化情況，能更精確的計算電鏟到卸載點的運行路線，及時優化派車方案。

4）歷史回放系統。通過歷史回放可再現過去任意時間段任意卡車作業歷史，包括貨物類型、行駛路線、行駛速度、裝車位置，裝車時間，卸載位置、卸載時間等，這對于分析設備生產過程，優化生產計劃、挖掘生產潛力、追查事故原因等起到至關重要的作用。

2.2 報警處理系統

當運輸設備超速、越界、違章停車、無故停車、駛離路線等異常變化，終端會報警提示司機，提高了司機的安全系數，確保行車安全，并保存歷史記錄。在設備狀態識別的基礎上，可以識別卡車在那個電鏟裝載，在那個卸點卸載，再與調度下達的調度指令比較，與調度指令不符合，即刻報警，避免司機串鏟和亂排亂卸現象發生。

2.3 設備維修系統

設備維修系統是司機從設備終端上報故障后，調度會彈出故障報警提示，由礦調度人員確認信息后，系統自動將故障信息記錄，自動通知維修調度，維修調度也會彈出故障報警提示，維修調度可以根據實際情況通知維修人員進行維修，維修完成后，維修調度可以報好或者設備再次作業時自動報好，整個過程系統會將故障內容，故障開始時間、故障結束時間、故障發生的地點等信息記錄在系統中，并可以按照不同的方式進行篩選，可以在報表系統進行查詢，大大的減少數據的人工錄入量和露天維修調度相互溝通時間，降低故障的處理時間，提高設備效率，同時也可以根據故障的開始時間，結束時間，故障類型等信息生成設備的可動率，出動率等信息，解決故障上報的時效性，為領導決策提供依據。

3 完善的數據接口

提供與公司ERP系統、人力資源系統、班組管理系統、綜合監控與應急指揮系統、生產執行平臺Cmes系統的完善的數據接口方案，不僅能夠將系統中的各種數據傳輸到指定的系統，還能讓各系統獲取所需的數據，確保GBS卡車調度系統和其它各系統無縫對接，實現了數據共享。

4 功能強大的報表系統（見下圖）

開發商根據實際情況，結合GPS卡車調度系統生成的各種數據，編制專用的易客報表系統，用戶使用報表設計器通過報表服務器從數據服務器中取數進行遠程設計，可以本地設計遠程發布模板，并直接對服務器端報表文件編輯更改，可以實現多部門、多人員協同工作。設計的報表可以通過報表服務器存放到數據服務器和知識庫中。用戶可以通過PC端和移動端的瀏覽器訪問報表系統，其中PC端可進行查詢、打印或導出的操作，而移動端只可以進行查詢，另外，可以通過終端將外部數據導入和錄入系統中。系統還增加了維護功能，生產管理人員可以根據需要增加、刪除、修改系統需要的基礎信息，包括設備、司機編號、崗位、班組、卸點、狀態、交接班時間、計劃等信息，用戶可以自主增減卸料點、電鏟作業臺階功能，滿足生產過程的需求，系統自動維護總控系統與車載終端數據的一致性，實現數據的統一管理，按不同要求生成200多張報表，可以統計600多類信息，滿足礦方各單位的需求，為統計人員減少了大量的工作量，為生產決策和安全生產提供完整的數據支持。

5 結束語

GBS卡車調度系統在我礦得到了良好的應用和推廣，解決了人為干預生產調度的局限性，實現了智能調度。通過幾年來的應用和改進，目前系統運行可靠穩定、功能完善，優化效果明顯。自該系統運行以來，大大減少了調度人員、統計人員、卡車司機、電鏟司機等人的工作量，杜絕了聯合作弊、虛報車數、礦資源外流、偷懶等現象、實現了降低生產成本和管理成本的目的，生產效率提高將近5%，生產成本降低將近4%，為實現智能化礦山奠定了基礎，實現了礦山生產調度的智能化、自動化，為我公司向數字礦山的目標邁進起到了積極重要的作用。

作者簡介

楊樹梅（1972-），女，內蒙古準格爾旗人，工程師，本科，現在國家能源集團準能公司黑岱溝露天煤礦調度指揮中心從事統計工作。