煤礦車輛運輸智能化管理平臺的研發與設計

摘要：隨著全球經濟的快速發展，能源需求不斷增長，煤炭作為重要的能源來源，其開采、運輸和使用量也在不斷擴大。然而，煤礦車輛運輸過程中存在的安全隱患和管理不善問題也日益凸顯，如運輸效率低下、車輛故障頻發、交通事故多發等。為了提高煤礦車輛運輸的安全性和效率，降低管理成本，智能化管理平臺應運而生。首先對煤礦車輛運輸智能化管理平臺功能進行概述，然后分析了煤礦車輛運輸智能化管理平臺發展前景，最后研發與設計了一種適用于煤礦的膠輪車運輸管理系統。

關鍵詞：煤礦；車輛運輸；智能化管理平臺

一、前言

隨著科技的不斷發展，煤礦車輛運輸行業也在逐步實現智能化管理。煤礦車輛運輸智能化管理平臺是一種基于現代信息技術的智能化管理系統，旨在提高煤礦車輛運輸的安全性和效率。該平臺通過實時監控、數據分析和智能預警等功能，實現對煤礦車輛運輸全過程的管理和控制。因此，要重視對煤礦車輛運輸智能化管理平臺的研發與設計，這有助于提高煤礦車輛運輸的安全、高效和環保性能，降低運營成本，提升企業競爭力。

二、煤礦車輛運輸智能化管理平臺的功能

（一）實時監控

煤礦車輛運輸智能化管理平臺是一種基于現代信息技術的解決方案，通過對煤礦車輛的位置、速度、載重等關鍵信息進行實時采集和傳輸，實現對車輛運輸過程的在線監控。1.GPS定位技術，平臺可以實時獲取煤礦車輛的位置信息，確保車輛在運輸過程中始終處于安全可控的狀態。同時，平臺還可以根據地理位置信息，為管理人員提供周邊道路狀況、交通流量等信息，幫助他們更好地規劃行駛路線，避免擁堵和事故的發生。2.對車輛速度的實時監測，平臺可以及時發現車輛超速、慢行等異常情況，提醒駕駛員注意安全，減少因超速行駛導致的交通事故風險。同時，平臺還可以根據歷史速度數據，為駕駛員提供智能駕駛建議，提高行車安全。3.對車輛載重的實時監測，平臺可以確保車輛在裝載礦石的過程中不超過規定的載重限制，避免因超載導致的安全隱患。此外，平臺還可以根據歷史載重數據，為駕駛員提供合理的裝載建議，提高礦石運輸的效率。4.對車輛運行時間的記錄和分析，平臺可以幫助管理人員了解車輛的使用情況，合理安排維修保養工作，確保車輛始終處于良好的運行狀態。同時，平臺還可以根據車輛運行時間數據，為駕駛員提供合適的休息建議，避免長時間駕駛導致的疲勞駕駛風險。5.對車輛行駛路線、運行時間等信息的記錄和分析，平臺可以為管理人員提供豐富的決策依據。例如，平臺可以通過分析車輛行駛路線的數據，為管理人員提供最佳的行駛路線建議，提高運輸效率。通過對車輛運行時間數據的分析，平臺可以幫助管理人員預測車輛的維修需求，提前做好維修準備工作。

（二）數據分析

智能化管理平臺是一種基于大數據、云計算、物聯網等先進技術的綜合性管理解決方案，通過對運輸過程中產生的各類數據進行深度挖掘和分析，為管理人員提供豐富的數據支持。

首先，通過對車輛行駛距離的分析，可以實時了解車輛的運行狀態，及時發現車輛偏離正常行駛路線的情況。這有助于管理人員及時調整車輛的行駛路線，避免因車輛故障或其他原因導致的運輸延誤。同時，通過對長時間空駛車輛的分析，可以合理安排車輛的調度計劃，提高車輛的使用效率。其次，通過對車輛行駛時間分布的分析，可以預測不同時間段的運輸需求，為管理人員提供合理的運輸計劃。例如，在高峰時段增加車輛數量，以滿足礦區對煤炭運輸的需求；在低谷時段減少車輛數量，降低運營成本。此外，通過對不同時間段的運輸量進行對比分析，還可以發現潛在的運輸瓶頸，為優化運輸網絡提供參考。再次，通過對載重變化的分析，可以實時了解礦區的煤炭運輸需求情況，為管理人員提供準確的煤炭供應信息。這有助于確保礦區生產的穩定進行，同時也有利于煤炭市場的調控[1]。最后，智能化管理平臺還可以通過與其他系統的集成，實現與其他礦山設備的無縫對接，提高整個礦區的協同作戰能力。例如，通過與礦井通風系統的集成，可以實時監測礦井內的空氣質量，確保礦工的生命安全；通過與排水系統的集成，可以實時監測礦井內的水位變化，預防因積水引發的安全事故。

（三）預警提示

煤礦車輛運輸智能化管理平臺采用了多種先進的技術手段。首先，通過安裝在車輛上的傳感器和攝像頭，實時收集車輛的速度、位置、載重等信息，并將這些信息傳輸到云端進行分析。其次，通過對這些數據的實時監控和分析，平臺可以自動識別出潛在的安全隱患，如超速行駛、疲勞駕駛、貨物超載等，并及時向駕駛員發出預警信息。此外，平臺還可以根據歷史數據和實時天氣狀況，為駕駛員提供合理的行車建議，幫助他們避免極端天氣條件下的危險行駛。當發生緊急情況時，煤礦車輛運輸智能化管理平臺會迅速啟動應急預案。一方面，平臺可以通過語音播報、短信通知等方式提醒駕駛員注意安全，采取相應的措施避免事故的發生。另一方面，平臺還可以與當地的交通管理部門、救援機構等緊密合作，共同制定應對策略，確保車輛在第一時間得到有效救援。

（四）信息共享

信息共享是煤礦車輛運輸智能化管理平臺的核心功能之一。通過將煤礦車輛運輸過程中產生的數據與其他相關系統進行集成，可以實現信息的共享和互通，從而為整個礦區的運營管理提供數據支持。通過將不同系統之間的數據進行整合，可以避免數據重復錄入和冗余存儲，提高數據的利用率，降低數據管理成本。通過對海量數據的分析和挖掘，可以為礦區的運營管理提供更加準確、全面的決策依據，有助于提高礦區的運營效率和安全生產水平[2]。在礦區發生火災、煤塵爆炸等突發事件時，智能化管理平臺可以迅速收集并分析相關數據，為應急響應提供有力支持，縮短救援時間，降低事故損失。此外，通過對煤礦車輛運輸過程中產生的數據實時監控，可以有效地加強對礦區運輸過程的監管，及時發現和處理違規行為，保障礦區運輸的安全和穩定。

（五）車輛維護管理

煤礦車輛運輸智能化管理平臺通過對車輛的維修保養記錄、故障統計等信息的分析，幫助管理人員制定合理的車輛維護計劃，從而降低車輛故障率，延長車輛使用壽命。首先，煤礦車輛運輸智能化管理平臺可以實時監控車輛的運行狀態。通過安裝在車輛上的各類傳感器和監測設備，平臺可以收集到車輛的速度、位置、溫度、油耗等關鍵信息。這些信息可以幫助管理人員及時發現車輛的異常情況，從而提前采取措施進行維修保養。其次，該平臺可以對車輛的維修保養記錄進行有效管理。系統會自動記錄車輛的維修保養時間、維修項目、維修人員等信息，確保每一輛車的維修保養都得到妥善處理[3]。同時，平臺還可以根據車輛的使用情況，為每輛車制定個性化的維修保養計劃，確保車輛在最佳狀態下運行。此外，煤礦車輛運輸智能化管理平臺還可以對車輛的故障進行統計和分析。通過對大量故障數據的分析，平臺可以找出故障發生的主要原因，從而為車輛的改進提供依據。最后，煤礦車輛運輸智能化管理平臺還可以為管理人員提供豐富的數據分析報告。這些報告包括車輛的運行狀況、維修保養情況、故障統計等方面的數據，有助于管理人員了解車輛的整體運行情況，從而做出更加明智的決策。

三、煤礦車輛運輸智能化管理平臺發展前景分析

（一）技術創新

首先，通過實時監控車輛行駛數據，可以實現對車輛的遠程控制和智能調度。傳統的運輸管理方式往往需要人工干預，費時費力且容易出錯。而借助互聯網技術，管理人員可以實時了解車輛的位置、速度、載重等信息，及時調整運輸計劃，確保貨物能夠按時、按量地送達目的地。同時，通過對車輛行駛數據的分析，可以發現安全隱患，提前采取措施防范事故的發生。其次，利用大數據分析，可以為駕駛員提供個性化的駕駛建議，降低事故風險。通過對大量歷史數據的挖掘和分析，可以發現不同駕駛員在不同路況下的駕駛習慣和特點，從而為每個駕駛員制定個性化的駕駛策略[4]。例如，根據駕駛員的駕駛風格和路況信息，為其推薦合適的車速、加速度等參數，提高行車安全性。此外，大數據分析還可以提供實時的路況信息和導航建議，幫助駕駛員更高效地完成任務。最后，利用人工智能技術，可以實現對車輛故障的自動診斷和預警。通過對車輛的各類傳感器數據進行實時采集和分析，人工智能系統可以快速準確地識別出車輛的異常情況，如發動機過熱、輪胎氣壓不足等。一旦發現故障跡象，系統會立即向駕駛員發出預警信息，提醒其及時處理，避免故障擴大化。

（二）政策支持

目前各國政府紛紛出臺了一系列政策和措施，以提高能源利用效率、減少環境污染、保障能源安全和實現可持續發展。在這一背景下，煤礦車輛運輸智能化管理平臺的發展將得到有力的政策支持。首先，政府將通過稅收優惠、補貼等手段，鼓勵企業投資研發煤礦車輛運輸智能化管理平臺。這些政策將有助于降低企業的運營成本，提高其市場競爭力，從而推動整個行業的技術進步和創新發展[5]。其次，政府將加強對煤礦車輛運輸智能化管理平臺的監管，確保其在安全、環保等方面的合規性。這將有助于規范行業發展秩序，提高煤礦車輛運輸的安全性和可靠性，降低事故發生率，保障人民群眾的生命財產安全。此外，政府還將通過推廣應用煤礦車輛運輸智能化管理平臺，促進綠色出行和低碳經濟的發展。例如，政府可以與企業合作，開展智能調度、節能減排等項目，以提高煤炭運輸的效率和環保水平。同時，政府還可以借鑒國際先進經驗，加強與其他國家在能源領域的合作，共同應對氣候變化等全球性挑戰。最后，政府還將加大對煤礦車輛運輸智能化管理平臺的宣傳力度，提高公眾對其認知度和接受度。通過舉辦各類展覽、培訓等活動，讓更多的人了解煤礦車輛運輸智能化管理平臺的優勢和應用價值，從而形成全社會共同參與的良好氛圍。

（三）市場需求

隨著環境保護意識的不斷提高，綠色礦山理念逐漸成為行業發展的新趨勢。在這樣的背景下，對煤礦車輛運輸的環保要求也不斷提高。為了應對這一挑戰，企業需要加大對智能化管理平臺的投入，以實現綠色、高效、安全的礦山運輸。智能化管理平臺可以通過實時監控和數據分析，幫助煤礦企業優化運輸路線，降低能耗和排放，提高運輸效率。同時，通過對車輛的智能調度和管理，可以減少運輸過程中的事故風險，保障礦工的生命安全[6]。此外，智能化管理平臺還可以實現對車輛的遠程控制和維護，降低維修成本，提高設備使用壽命。為了滿足市場需求，企業需要不斷創新和發展智能化管理平臺技術。例如，可以通過引入人工智能、大數據等先進技術，實現對運輸過程的精確預測和優化調度。同時，企業還需要加強與政府、科研機構等合作，共同推動綠色礦山理念的發展，為實現可持續發展作出貢獻。

四、煤礦車輛運輸智能化管理平臺研發與設計實例

（一）設計目標

本文設計一種適用于煤礦的膠輪車運輸管理系統，旨在提高運輸效率、降低運輸成本、保障運輸安全以及實現對運輸過程的實時監控和管理。該系統通過采用先進的信息技術和數據分析手段，為膠輪車運輸提供了一系列智能化的功能和服務，從而達到精細化管理、優化運輸流程和提升整體競爭力等目標。

（二）軟件功能

1.實時GIS地圖

GIS地圖實時展示車輛運行的狀態、車輛編號、車輛類型、車載號碼、位置信息、運行速度，以及總車輛數、井下車輛數、可用車輛數、故障車輛的分析匯總等，同時支持對車輛地圖進行搜索、放大、縮小、歷史軌跡、圖層切換等功能。

2.車輛生命周期管理

對車輛的檢測、保養、維修、油耗等進行全面化管理，可以查看到車輛的利用率、保養情況、故障情況、備品備件、入庫登記和報廢情況，具體包括車輛報廢、備件管理、入庫登記、車輛信息、車輛檢測、保養信息、維修信息。其中備件管理內容為：①參數管理。系統支持備品備件詳細信息的添加，例如編碼、名稱、設備類型以及詳細的備注信息。②庫存管理。關聯庫存參數信息，可添加庫存信息，點擊“庫存”“領用”“報廢”按鈕可進行對應操作。當庫存最低數小于庫存數，頁面會以紅色標識顯示該數據。

3.車輛調度

車輛智能調度主要包含車輛日常運行WEB端申請、車輛路線規劃、車輛任務智能調配、車輛數據分析等重要功能。通過對車輛數量和狀態統計分析，掌握各部門對車輛的占用情況，優化車輛使用率，提升調度智慧化管控。車輛調度具體包括緊急用車、用車申請、審核管理、換車管理、車輛檢查、入井登記、卸車確認和出井登記。其中審核管理包括：①訂單審核通過。可以一鍵派車或者單獨手動派車。一鍵派車可以立馬關聯訂單用車時間內空閑的車輛、已經簽到的司機，并自動分配。如果沒有已簽到的司機，系統會自動分配一個未打卡的空閑司機。如果不想使用當前司機或車輛，可以點擊“派車”按鈕，更換其他司機或車輛。②訂單審核不通過。審核訂單時如訂單不符合要求可以駁回或者不同意，二者的區別在“駁回”是將訂單打回給申請者，讓其修改重新申請（等同于回到暫存狀態），不同意則是直接結束訂單。

4.司機管理

通過對司機數量、狀態和違章記錄的分析，完善司機行車管理，提升司機工作效率和工作品質，確保司機在使用車輛過程中及時、合理、安全和規范，保障運輸環節的安全。司機管理的內容包括：簽到記錄、違章記錄、用車評價、司機積分預警、司機排班、積分查詢、積分管理、扣分記錄和駕考培訓。

5.市場化運營

市場化運行主要包含車輛運行時長、部門用車時長和司機駕駛時長統計分析，目的主要是為了輔助運輸隊規范內部生產運作，優化工作管理流程，科學核算經營收入，最終實現降本增效的目的。市場化運營的內容包括：部門用車月查詢、部門用車日查詢、部門月用料查詢、車輛分時里程查詢、車輛分時載人查詢、用車計劃查詢、司機月任務查詢、司機日任務查詢、車輛運營統計、部門用車時長統計和司機用車時長統計。

6.告警中心

車輛失速保護告警。車輛失速保護告警類型分為超速行駛、失速保護、車輛急停。歷史告警展示了告警類型，車輛擋位，車輛編號以及告警時間。其他告警內容還包括：保養告警、卡電量不足告警、車輛閑置告警、車輛滯留告警、區間超量告警、區間超速告警、閉鎖區間闖入告警、駕照過期告警、司機閑置告警、設備離線告警。

7.統計分析

統計分析內容主要包括：車輛查詢、司機查詢、派車單查詢、用車單查詢、車輛下井統計、司機違章查詢、運輸任務查詢、上下井里程統計、車輛精確軌跡查詢、車輛下井查詢統計、當前井下車輛信息、巷道分段查詢、系統磁盤檢查和里程統計。

8.調度信息發布功能

井下關鍵位置安裝礦用本安顯示屏，通過運輸隊值班室操作終端，可實時發布車輛調度信息及井下巷道路況信息，提醒駕駛員在井下行車過程中安全駕駛，可實現對每一臺本安顯示屏進行管理和獨立的信息內容發布，也可作為運輸調度管理中標語、警示信息的顯示發布，為井下膠輪車安全運行提供保障。

五、結語

總之，煤礦車輛運輸智能化管理平臺是一項非常有前途的技術應用，可以有效提高煤礦車輛運輸的安全性和效率，降低運營成本和管理難度。企業、政府部門和科研機構應充分發揮各自優勢，加強合作，共同推動煤礦車輛運輸行業的轉型升級。隨著科技的不斷進步和發展，相信這種平臺將會得到越來越廣泛的應用和推廣。

參考文獻

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作者單位：國家能源集團國神公司三道溝煤礦

責任編輯：張津平