基于物聯網技術的智能化煤炭運輸應用研究

譚麗 胡曉霞 李錦娟

隨著我國“雙碳”戰略目標的確定，煤炭運輸產業的深層次結構改革迫在眉睫。由于傳統煤炭運輸環節存在管理重疊、信息技術欠缺、運輸接卸效率低、人工成本高等問題，使得煤炭運輸的可持續發展能力較弱。基于此，本文通過詳細論述物聯網技術在煤炭運輸環節中的應用方式，提出運輸監控、數據采集、安全管理等信息化管理措施，構建了完整的智能化煤炭運輸應用流程，實現了煤炭運輸管理的智能化、低碳化、信息化的預期目標，為綠色可持續煤炭運輸行業提出新的研究思路。

我國是煤炭生產和消費大國，在社會經濟產業化結構調整過程中，屬于能源類的煤炭經濟發展存在產業效率和整體收益不高的問題。提高煤炭經濟的可持續發展能力，用信息技術優化產業發展結構，是“雙碳”經濟戰略的重要指導內容，因此煤炭領域推進轉型升級需要主動探索新的發展領域，煤炭智慧物流即為其中一個關鍵發展環節。我國煤炭企業的智慧物流建設目前仍存在基礎薄弱、結構欠缺、傳統運輸難替代等問題，因此要完善我國煤炭智慧物流供應鏈，推動我國物流領域發展，縮小我國與發達國家智能化物流差距，需要對智能化煤炭運輸進行應用研究。

物聯網（Internet of Things，IOT）核心技術通過定位系統、傳感系統以及掃描器的傳感裝置收集分析數據信息，將互聯網與物體通過網絡連接起來實現信息交換，通過物聯網技術追蹤定位物體，最終展開智能識別，例如在公路橋梁等物體中嵌入感應器，與互聯網融為一體，因此應用于煤炭物流運輸安全監控的物聯網技術，可以實現物與人之間的直接控制。以運輸要素為切入點，在煤炭物流運輸安全監控中應用物聯網技術，開展運輸工作，不僅可以收集運輸過程中的狀態數據，還可以判斷煤炭物流運輸的安全監控狀況，通過感知周圍事物狀態，通過通信技術和大數據技術實現信息協同處理，優化運輸過程中的數據信息交互，加大對煤炭物流運輸的安全監測和信息采集力度。

（一）煤炭運輸路徑監控

煤炭物流運輸中物聯網技術的應用主要內容包含視頻監控、車輛定位和異常報警三個方面。

煤炭物流運輸駕駛員在行車過程中的情況可以通過視頻監控受到控制中心的監督并提醒。視頻監控的數據采集終端是安裝駕駛室內的行車記錄儀和輔助攝像設備，其本質是利用監控錄像的方式及時向系統平臺發送駕駛員的行車情況，對一些突發事件進行監控和管理，避免駕駛員疲勞駕駛，并時刻監測車輛信息。

煤炭物流運輸可以通過車輛定位條件，利用北斗定位系統遠程管理和監控運輸車輛交通狀況。車輛定位主要是指通過在運輸車輛上安裝北斗定位設備，實現對車輛的全程遠程監控，結合控制中心的平臺軟件進行有效定位管理。控制中心根據車輛的實際行駛狀況，判斷運輸過程是否正常，運輸路徑是否滿足要求。作為監理方，可以查閱并實施監測車輛當前位置、車輛信息、車輛起始地和目的地等內容，以控制中心監視器為信息輸出平臺，對車輛定位信息進行全方位監控，加強控制中心對煤炭物流運輸車輛的遠程監控能力。

異常報警主要針對在煤炭物流運輸過程中，司機在行車過程中出現的交通事故等異常情況進行及時報警，完善交通運輸安全管理措施和應急方案，異常報警主要目的是加強在途的安全管理能力，加強對車輛在運輸過程中出現不正常舉動的監控能力。例如北斗定位系統在車輛不正常停滯或偏離常規路線時，開啟自動報警車況數據上傳，向控制中心提示處理情況和報警信息，由控制中心判斷不正常報警內容，系統可以在未處理完畢或異常始終存在的情況下通過斷電處理的方式對車輛進行遠程遙控，保證煤炭運輸安全。

（二）煤炭運輸數據獲取

圖像信息采集由攝像機完成，通過采集運輸車輛的信息，可以從數據庫中直接提取車輛信息，包含車輛的車牌號、駕駛員、維保狀態、運輸次數和歷史運輸貨物等，同時還可以通過圖像判斷車輛的外觀和行駛狀態，了解貨物包裹情況和車輛行駛狀況。在射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）電子標簽中設置車輛ID和車輛簡況信息，與圖像采集相關的信息進行識別和匹配，當司機的身份信息、使用信息、車輛信息及其他運輸車輛信息進入時，可以確定車輛的運輸狀態。同時RFID還可以將商品信息寫入芯片中，在商品入庫后主動抽取標簽信息并進行核對，可以避免運輸過程中煤炭受損、丟失等現象的發生，并且在煤炭物流運輸過程中，應用芯片可以增強調度車輛管理的有效性。所有車輛在運輸途中所處的位置以及行駛速度，都可以通過道路兩旁的讀寫器進行實時跟蹤和調度車輛信息監測。

（三）煤炭運輸安全管理

物聯網應用技術可以保障煤炭物流運輸的安全管理，工作人員可以利用傳感器和攝像頭，從應用層面展開對運輸工具和人員信息的安全處理，例如車輛運輸過程中的線路和自然災害報警，實時監控可能發生的危險和隱患。工作人員還可以利用紅外線檢測裝置、電子標簽匹配掃描裝置和遠程動態監控系統對煤炭物流運輸安全進行全面檢測，對運輸車輛和運輸貨物進行區分監控和管理，對車輛信息、人員信息、貨物信息進行三審三查，通過實時跟蹤功能和路徑匹配功能判斷車輛是否存在安全隱患，進一步提高煤炭運輸的安全管理能力。同時，工作人員可以利用油布對車輛進行整體封裝，并利用電子封條對車輛進行鎖止，在沒有讀寫設備的情況下，電子封條不能通過外力開啟，一旦出現問題，可以根據電子封條提供的情況進行責任追究，避免煤炭偷換、人員換乘等情況的發生。

在實際的物聯網應用煤炭物流運輸過程中，智能化煤炭運輸主要分為三個階段，即：第一階段的控制智能處理、第二階段的高效物流運輸、第三階段的信息自動巡查。通過采用物聯網應用技術，可以對煤炭運輸智能化應用進行結構化方案設計。

第一階段的控制智能處理。通過在控制中心的運輸調度，對物流、貨物、車輛、駕駛員、時間、地點、交付方式等信息進行智能化調度控制，通過信息的在線審核，完成煤炭運輸準備和調度安排。

由上式可知，損耗量 和RFID使用頻率和間隔距離成正比，因此在保障車輛可自由通過的前提下，減小間隔距離，并在一定范圍內選擇適量的頻率傳輸，可最大限度地實現無人信息值守和無人信息上傳，保障智能化運輸出庫的可靠性，這也是提高物流運輸效率的有效方式之一。同時在物流運輸過程中，控制中心可以實時查看車輛運輸狀態，并對車輛進行安全管理和數據的必要獲取，同時駕駛員可以實時反饋應急情況和報警情況，雙向保障高效的物流運輸，避免運輸危機的發生，并可提前進行路徑選擇。

第三階段的信息自動巡查。完成煤炭運輸后，可以通過自動控制轉子式翻斗器對煤炭進行卸載，并通過智能過磅檢測實時更新貨物運輸終點信息，完成控制中心的信息顯示和審核，同時在信息中心備份中可以查閱當前車輛和駕駛人員的歷史運輸信息，通過大數據分析，可以完善運輸路徑和運輸最優方案。

煤炭物流運輸直接關系我國能源經濟的可持續發展，物聯網應用技術使煤炭運輸實現了自動化、智能化、遠程化、規范化，在保障貨物安全運輸的前提下，對運輸的準備過程、運輸的實時過程、運輸的檢驗過程進行遠程操作，不僅加強了煤炭物流運輸的遠程監控和管理能力，而且實現了對煤炭運輸的流程化控制和規劃化檢驗，為煤炭運輸智能化應用提供了新的思路。

作者單位：陜西省能源質量監督檢驗所