爾林兔煤礦運銷無人值守系統的構建

文/張存良

匯能集團爾林兔煤礦資源儲量豐富，主要生產優質動力煤和優質化工用煤，礦井建設規模為800萬噸/年，配套建設相同規模的選煤廠，具有產量大、車流量多、生產銷售鏈復雜等特點。

爾林兔煤礦在設計運銷無人值守系統之前，其運銷系統一直處于人工參與排隊、過磅、裝煤和結算的狀態，存在車輛排隊混亂、車輛未完全上衡或多輛車同時上衡稱重、人為增加空車皮重和減少重車皮重、更換車牌作弊、偷換煤種等問題，造成了煤礦資源的流失。通過對爾林兔煤礦排號站、空磅、筒倉、重磅等地點實施智能化無人值守的設計及應用（目前，第一期先行實施完成了排號站與筒倉地點的無人值守自動化，第二期計劃空磅、重磅的無人值守系統替換），實現了固定崗位無人值守、有人巡視，全面提升了礦井智能化控制水平，提高了煤礦綜合管理效率，杜絕了運銷過程中人為的作弊現象，增加了經濟效益。

一、排號站無人值守子系統

排號站無人值守子系統涉及煤礦銷售部門的車輛排號流程。在排號站無人值守子系統設計之前，爾林兔煤礦排號房均采用6人制三班倒的手工方式，進行全天24小時不間斷排號。由于人工操作效率低下、主觀因素高、管理混亂等原因而無法實現自動控制，需進行軟件和硬件的設計和改造。

1.總體設計

車輛進入兩公里排號辦公室等待，當車輛進入排號處時，車牌識別系統掃描車牌信息成功后，顯示在LED屏上。司機無需下車，直接在智能一體機掃碼處掃描提煤單，排號系統進行校驗，成功后信息顯示在LED屏上，語音提示車牌信息，LED屏提示車輛駛入停車場等待調度進入停車場；若排隊失敗，語言提示失敗原因，LED顯示失敗內容，車輛重新排隊或者駛離排號房。

2.硬件設備

硬件設備包括車牌識別攝像頭，用于識別車輛號牌和抓取圖片；LED顯示屏，用于顯示車輛相關信息；排號一體機，用于掃描提煤單、運行排號系統；室外音響，用于語音提示。

3.功能設計

排號站無人值守子系統日常生產處于智能化方式運行，通過監聽串口的方式獲取提煤單暗碼信息，也可根據需要，在銷售科辦公室遠程登陸一體機，實現對排號系統的遠程控制。一體機配備了遠程可視呼叫系統，銷售科工作人員可遠程與司機進行視頻對話，遠程控制排隊過程。排號站無人值守子系統實現了以下功能。

一是車輛排隊。排號一體機獲取提煤單暗碼后，主動觸發車牌識別攝像機獲取車牌，然后調用匯能財務軟件接口對提煤單信息校驗，獲取相關信息。提煤單信息檢驗無誤時，驗證車牌信息，全部驗證通過后，將車牌信息與提煤單信息綁定，保存到數據庫中。語音+LED顯示提示司機排隊成功，車輛駛入指定停車場等待入磅通知。

二是車輛排隊信息查詢。司機排隊成功后，駛入指定停車場等待入場。等待期間，可通過微信公眾號或者APP對煤種、排隊序號、車牌號、提煤單明文、車輛狀態等信息進行查詢。當車輛狀態為“入場中”時，司機可進入空車磅進行回皮操作。

三是裝煤噸數設置及信息修改。司機排隊成功后，可通過微信公眾號或者APP相應功能進行預置噸位的設置。筒倉裝煤時，當一體機監控到地磅的數值達到車輛皮重和預置噸位之和時，就會關閉給煤機，以此提高裝煤的準確率和效率。當司機因業務原因想刪除排隊信息時，可通過微信公眾號或者APP相應功能對掃描排隊時的提煤單進行刪除操作。

四是客戶信息維護。煤礦管理人員可事先編輯VIP客戶信息，競價客戶信息、快速煤種信息，對使用對應客商提煤單的司機進行分組，分組成功后，在調度時可按各分組進行靈活調度。

二、空磅房無人值守子系統設計

爾林兔煤礦共有三個空磅房和三條入礦通道。改造之前采用人工過磅的方式過磅回皮。車輛隨意進入空磅進行回皮，車輛插隊堵磅現象時有發生，嚴重影響車輛入磅效率，造成筒倉擁堵。系統改造后，調度員按照筒倉煤量和車輛情況，進行放車操作，司機自助掃描提煤單進行回皮，提高了回皮效率。

1.總體設計

智能化無人值守系統在保證回皮準確性的前提下，實現最大限度的節能、高效、穩定運行，確保地磅和相關操作實時有效，通過數據綜合分析和處理，使空磅房正常運轉。針對爾林兔煤礦空磅房特點，系統采用了安裝無人值守過磅一體機對系統各傳感器和相關設備監測和控制，實現對空磅房無人值守化。

2.硬件設備

硬件設備包括車牌識別攝像頭，用于識別車輛號牌和抓取圖片；LED顯示屏，用于顯示車輛相關信息；空磅過磅一體機，用于掃描提煤單、運行排號系統；室外音響，用于語音提示；地磅，用于獲取車輛空皮重量；道閘，用于車輛放行/阻攔；對射光源，用于判斷車輛是否進磅。

3.功能設計

空磅房無人值守子系統能實現智能化自動運行、手動就地控制、遠程控制三種控制方式，視現場情況進行智能切換，根據系統數據，分析車輛過磅數據，實現無人值守、有人巡視。實現在調度室內對空磅房一體機的控制，并對車輛提煤單、歷史皮重等進行監測。空磅房智能化無人值守子系統實現了以下功能。

無人值守磅房

一是入場車輛調度。調度員根據礦內煤種煤量和車輛信息，調度不同種類煤車優先進入空磅房回皮。調度車輛時，可設置放車數量、放車煤種、客戶種類、是否可以插隊過磅等。

二是車輛過磅。空磅一體機獲取到提煤單暗碼后，主動促發車牌識別攝像機獲取車牌，按照車牌對車輛進行校驗，驗證成功后，打開道閘，提示司機回皮成功，車輛駛入煤礦。

三是歷史皮重監控。每次稱皮重時，對該次皮重與歷史皮重、核定皮重、上次皮重進行比對，確保偏差在合理的范圍內。對于異常的車輛進行監測，提供車輛皮重歷史曲線圖查詢，且系統自動保存空磅房車牌號、本次過磅皮重數據。

三、筒倉無人值守子系統設計

爾林兔煤礦共有九個筒倉裝煤通道，改造之前采用人工過磅的方式裝煤，車輛隨意進入筒倉進行裝煤，入錯通道、裝錯煤、錯裝煤的現象時有發生，嚴重影響車輛裝車效率，造成筒倉堵倉，煤礦資源流失。系統改造后，司機進入筒倉前，自助掃描提煤單進行裝車，提高了裝車效率。

1.總體設計

筒倉無人值守系統在保證裝車準確性的前提下，實現最大限度節能、高效、穩定運行，裝車操作實時有效，通過數據綜合分析和處理，使筒倉正常運轉。針對爾林兔煤礦筒倉特點，系統采用了安裝無人值守筒倉一體機對系統各傳感器和相關設備進行監測和控制，實現對筒倉無人值守裝車化。

2.硬件設備

硬件設備包括車牌識別攝像頭，用于識別車輛號牌和抓取圖片；LED顯示屏，用于顯示車輛相關信息；筒倉一體機，用于掃描提煤單、運行排號系統；室外音響，用于語音提示；地磅，用于獲取車輛空皮重量；雷達，用于監控車輛駛離情況。

3.功能設計

筒倉無人值守子系統能實現智能化自動運行、手動就地控制、遠程控制三種控制方式，視現場情況進行智能切換，根據系統數據，分析車輛裝煤數據，實現無人值守、有人巡視，實現在調度室內對各筒倉一體機控制和對數據的監測。筒倉智能化無人值守子系統實現了以下功能。

一是給煤機自動開閉。筒倉一體機按照車牌，校驗提煤單煤種和當前筒倉煤種是否一致，驗證成功時，調用給煤機PLC系統接口，打開給煤機電路，提示車輛駛入筒倉，給煤機裝煤。測量給煤機通道地磅數據，當重量與司機預置噸位一致時，語音提示停止放煤，司機駕駛車輛駛離筒倉通道，觸發雷達，給煤機電路關閉。

二是異常車輛統計。將多次重復掃碼的車輛列為異常車輛，推送給系統巡檢人員。巡檢人員對異常車輛進行排查，對異常車輛進行檢驗。

四、重磅房無人值守子系統設計

爾林兔煤礦共有六個重磅房和六條出礦通道。改造之前采用人工過磅的方式過磅計量結算，偷煤、換煤、跑煤現象時有發生，造成煤礦的巨大經濟損失。系統改造后，司機自動掃描提煤單進行計量結算、驗證煤種等，提高結算效率，避免了經濟損失。

1.總體設計

智能化無人值守系統通過數據綜合分析和處理，使重磅房正常運轉。針對爾林兔煤礦重磅房特點，系統采用了安裝無人值守過磅一體機實現對系統各傳感器和相關設備的監測和控制，實現對重磅房無人值守計量結算化。

2.硬件設備

硬件設備包括車牌識別攝像頭，用于識別車輛號牌和抓取圖片；LED顯示屏，用于顯示車輛相關信息；重磅過磅一體機，用于掃描提煤單、運行排號系統；室外音響，用于語音提示；地磅，用于獲取車輛空皮重量；道閘，用于車輛放行/阻攔；對射光源，用于判斷車輛是否進磅。

3.功能設計

重磅房無人值守子系統能實現智能化自動運行、手動就地控制、遠程控制三種控制方式，視現場情況進行智能切換，根據系統數據，分析車輛過磅數據，實現無人值守、有人巡視，實現在調度室內對重磅房一體機的控制，并對車輛提煤單、煤種進行實時監測。重磅房智能化無人值守子系統實現了以下功能。

一是車輛過磅。重磅房一體機獲取到提煤單暗碼后，攝像機獲取車牌，校驗車輛皮重和毛重，檢測車輛是否完全駛入重磅。驗證提煤單煤種與所裝煤種是否一致，驗證成功時，打開道閘，打印煤管票，提示司機計量結算成功，提示車輛駛出煤礦。

二是車輛放空。車輛正常回皮后，進入筒倉裝煤。但是當筒倉停產維護、煤量不夠裝車時，無法給車輛裝煤，此時車輛需要進行回皮操作，方能駛出煤礦。每次放空時，系統校驗二者的重量差，如果差值在合理范圍中時，系統打開道閘，車輛駛離重磅；否則提示司機錯誤信息，巡檢人員介入并審查車輛。

三是車輛繞磅。驗證失敗的車輛駛離空磅房，需要繞磅。使用繞磅功能可記錄車輛空磅時的皮重。當車輛進入重磅房時，系統校驗二者的重量差，如果差值在合理范圍中時，系統打開道閘，車輛駛離重磅；否則提示司機錯誤信息，巡檢人員介入審查車輛。

四是異常車輛統計。將通過每個重車道，但是未掃碼的車輛列為異常車輛，推送給系統巡檢人員。巡檢人員對異常車輛進行排查，對異常車輛進行檢驗。

五、爾林兔煤礦運銷智能無人值守系統的應用效果

通過智能化無人值守系統的設計和應用，爾林兔煤礦實現各運銷場所無人值守和集約化、可視化的管理，減少了工作人員，提高了設備利用效能，節約了大量的資金成本，保障了煤炭資源高效協調銷售，創造了良好的經濟效益。無人值守系統的應用使全員工效提高70%，產能提高30%，排號站、筒倉等多處無人值守有人巡視升級改造后，減少相關作業人員6人。此外，無人值守系統與原有財務系統進行了系統融合和數據的互聯互通，消除了無人值守系統的信息“孤島”。