電機車裝載

王勇

關鍵字：編碼?自動信號?自動計量?無人值守

寶武資源馬鋼南山礦業高村鐵礦是目前華東地區最大的露天礦山之一，是寶武資源馬鋼南山礦業的重要糧倉。其產出的鐵礦石在采場破碎干選后，通過圓筒倉放礦，由電機車經鐵路運輸至選廠，再磨選成鐵精粉。

現狀：

高村采場圓筒倉放礦是一個給電機車裝料的固定裝載設備。它完整的操作過程就是由電機車配合對位，圓筒倉的放礦兩部分組成。其工作過程具體是：放礦操作人員給待放礦電機車亮進車信號燈，電機車司機接受信號燈進車信號后，以推進的方式，控制電機車進入圓筒倉下方放礦區，由調車員人工搖旗指揮電機車司機對好放礦車位，再由放礦操作人員通過電腦控制放礦機放礦。對位工作為人工信號，人工操作實現，而圓筒倉放礦為人工發出放礦指令，半自動操作完成。一次放礦一節車廂，每節車廂放礦，都必需先對好位后，再人工操作一次放礦指令，一趟電機車九節車廂，每裝一趟車，“對位——放礦”的過程要重復九次。同時，因為部分車廂車幫高度不同，裝載物料的多少有所區別。還有車廂在裝卸過程中受物料潮濕影響，會出現沾幫的情況，因而每節車廂的物料裝載量也必然有差別，這些都需要放礦操作人員人工判斷每節車廂情況，適當調整自動放礦時間，以控制每節車廂裝礦量，防止裝車虛噸位，或裝車過滿，漫礦到鐵道上，影響行車安全。

每趟電機車在圓筒倉裝礦完成后，運往選廠料倉途中經軌道衡重車稱重計量，在選廠料倉卸空后，電機車須再次經軌道衡空車稱重計量，兩次稱量結果相差為凈裝礦量，這需要經過手工計算，再通過電話聯系運輸調度，人工核對的方式，與車號對應起來，形成計量數據。這一過程是由人工完成的。

電機車從圓筒倉完成對位放礦后，經過軌道衡稱重計量，到選廠料倉卸礦，卸完礦后，經軌道衡空車稱重計量，再回到圓筒倉，這就構成了一個完整的工作循環。日常的生產工作，就是由無數個這樣的循環組成。

由于馬鋼南山礦目前使用的電機車普遍為老式的?峰150直流電機車，從經濟投入和使用環境考慮，這種老式的，有人駕駛電力機車改進的意義并不大。所以，有人駕駛電力機車進行礦物運輸的情況在短時間內不會改變，在高村采場圓筒倉對位和凹選廠卸料只能采用人工操作

改進目的：

針對以上這些現狀，我個人覺得可以進行一些改進。立足現有的條件，建立一個半自動化系統。圓筒倉放礦能夠自動發出進車信號和對位信號，有人駕駛的電力機車在接受到信號后，以人工操作的方式可以較快速的實現準確對位，再由圓筒倉放礦完成自動放礦;在圓筒倉完成裝載，電力機車在通過軌道衡時，還要能夠實現自動稱重、計量;最終在圓筒倉放礦和軌道衡計量兩處實現無人值守，自動工作。

具體設想：

首先圍繞著“放礦裝載——重車計量——卸料——空車計量——放礦裝載”這個工作循環，建立以一個鐵路運輸、圓筒倉放礦、軌道衡、選廠卸料倉為主要節點的工作網絡。各節點的生產工作由各自的機算機控制處理。雖然從信息安全和生產安全角度考慮，各節點的機算機并不是完全互聯互通，但是工作循環中每個節點的都必可少的關聯信息卻是完全可以共享的。

整個工作循環中，地點和礦物料的量都是變化的，而電機車卻是相對固定的因而，是串聯起整個網絡的關鍵。所以，鐵路運輸計算機在整個網絡中至關重要。每臺電機車每節車廂信息均由它負責管理。要給每一列電機車的每一節車廂編碼，建立“身份信息”，形成二維編碼或條形編碼，在權限范圍內，生產控制人員或者設備可以通過掃描這些編碼隨時掌握、讀取、填報每節車廂的車況信息、位置信息和裝載信息。同時它可以對選廠的生產量進行時實計量統計，通過這些實時數據，可以反映出生產系統的即時生產狀況，為生產管控提供一定的依據。

其次，在工作循環中的圓筒倉放礦、軌道衡、選廠卸料倉三個主要節點增加傳感器，尤其是以掃碼裝置為主要的傳感器。

其中圓筒倉放礦機構要至少再加裝三類傳感器，第一類傳感器為物料傳感器，用于監測圓筒倉內礦物料量的多少，確定貨源情況。第二類傳感器監測放礦車位的鐵道情況是，確定鐵道是否安全，能否進車。第三類傳感器是以掃碼裝置為主，不僅可以作為電機車對位傳感器，用于裝車對位，還可以進行車廂裝載計數，同時也是圓筒倉放礦計算機讀取電機車車廂信息的“眼睛”。通過物料傳感器自動監測的信息，確認倉內貨源是否充足;通過鐵道安全傳感器確認倉下鐵道有無異常;具備進車條件后，經過放礦機算機處理，自動向電機車發出允許進車信號。圓筒倉外等待的電機車司機接收進車信號后，駛入圓筒倉下方的放礦位，圓筒倉對電機車車廂掃碼，放礦機算機發出相應的對位信號，電機車司機根據信號，人工調整好車位，待車停穩后，根據掃碼發出的信號，放礦機算機控制圓筒倉自動放礦。放礦過程中，放礦機算機還要讀取每節車廂相應的數據信息，自動調節每節車廂的裝車量，既防止裝車過滿，形成礦物料拋灑，影響行車安全，又要保證裝車質量，不“虛噸位”。整個過程只有電機車乘務參與，圓筒倉放礦可以實現無人值守。

礦物通過圓筒倉裝載至電機車上，送往選廠途中，需經過軌道衡稱重計量。軌道衡處應增加掃碼裝置，由此處的軌道衡機算機對經過的每一列電機車的每一節車廂掃碼，讀取相應的車輛信息，并自動填寫記錄相應的重車稱重數據。送至選廠卸完物料后，空車經過軌道衡，再次掃碼，記錄相應的空車稱重數據，再經軌道衡計算機自動將兩次稱重數據計算處理，最終完成本次稱重計量。同時空車的稱重數據可做為圓筒倉放礦機算機控制放礦量多少的依據。整個過程可以由機算機完成，不需要人工操作。軌道衡也可以實現無人值守。

選廠卸料倉處主要放置兩類傳感器。一類是監測料倉卸礦位鐵道的傳感器，主要是確定鐵道狀況，是否具備進車卸礦的安全條件。另一類傳感器是掃碼裝置，和圓筒倉放礦掃碼裝置類似，用于卸車對位和卸車計數，同時也用于卸料倉計算機讀取電機車信息。

系統的優勢與不足：

該方案投資較少，技術難度不大，周期較短。但是在技術方面相對簡單平庸，與現有的技術相比，屬于“小打小鬧”，沒有質的跨越。特別是電機車沒有脫離有人駕駛，使的在“裝”與“卸”兩個主要環節上沒能夠從根本上實現智能化、無人化的目的。

方案中軟硬件均采取的冗余設計，給系統留下提升的空間。一旦電機車實現無人駕駛，該系統可以通過硬件擴展和軟件升級，能夠繼續發揮作用。

結束語：

整個系統設想只是我個人的一種的思路，只是針對寶武資源馬鋼南山礦業目前的電力機車運輸的生產現狀，與礦山系統中新興的半連續作業方式并不匹配。因而，該系統設想并不具備普遍性和代表性。