露天礦卡車智能調(diào)度系統(tǒng)解決方案

背景

露天礦山采區(qū)作業(yè)范圍廣，地點(diǎn)移動(dòng)變化大，設(shè)備狀態(tài)變化快，采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度與生產(chǎn)組織方式不能及時(shí)、全面、準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件頻繁變化的情況，調(diào)度員靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)調(diào)整生產(chǎn)，無(wú)法保障采礦生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化與高效率。人工收集信息、手工計(jì)算數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低，響應(yīng)及時(shí)性差；人工執(zhí)行配礦計(jì)劃調(diào)度車輛，混礦品位波動(dòng)大。為了提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)消耗，必須立足于對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的全局進(jìn)行統(tǒng)籌管理，立足于對(duì)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行最優(yōu)的實(shí)時(shí)調(diào)度，形成科學(xué)智能的計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，這樣才能從根本上解決生產(chǎn)管理過(guò)程的問(wèn)題，以確保實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)的生產(chǎn)目標(biāo)。

2001年，北京速力科技有限公司承接國(guó)家科技部“十五”科技攻關(guān)課題，開(kāi)始自主研發(fā)卡車智能調(diào)度系統(tǒng)，2002年該于首鋼水廠鐵礦實(shí)施，2003年通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。經(jīng)過(guò)二十多年潛心研究，已經(jīng)發(fā)展至第五代卡車智能調(diào)度系統(tǒng)，并取得了如下成績(jī)：

2006年北京市科委鑒定為“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際先進(jìn)”

2007年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；

2011年取得露天采礦GPS卡車智能調(diào)度系統(tǒng)著作權(quán)

2012年取得“高精度GPS牙輪鉆機(jī)自動(dòng)布孔系統(tǒng)”發(fā)明專利

2019年獲得建筑材料科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；

2019年獲得“露天采場(chǎng)智能配礦系統(tǒng)”計(jì)算機(jī)軟件著作登記權(quán)證書(shū)。

2019年 “露天礦燃油智能管控系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究” 冶金礦山科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。

解決方案

系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)綜合利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)，無(wú)線通訊技術(shù)、云技術(shù)、人工智能和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，對(duì)采場(chǎng)空間范圍內(nèi)裝、運(yùn)、卸全過(guò)程進(jìn)行智能管控。

系統(tǒng)由智能終端、控制中心、無(wú)線通訊系統(tǒng)三部分組成。

功能架構(gòu)

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)由眾多子模塊組成，包括：智能調(diào)度、二維電子地圖、三維電子地圖、智能報(bào)表、智能配礦、燃油管控、防碰撞、防疲勞駕駛、倒車影像、車載視頻、胎壓管理、稱重管理、大屏幕、視頻監(jiān)控、鉆機(jī)高精度自動(dòng)布孔等模塊。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括局域網(wǎng)絡(luò)和采場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)礦山實(shí)際情況，采場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)支持MESH、4G自組網(wǎng)、5G自組網(wǎng)、4G公網(wǎng)、5G公網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)的無(wú)線覆蓋，并結(jié)合礦山管理網(wǎng)、控制網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)合一，統(tǒng)一管理。

智能終端

智能終端安裝在采場(chǎng)移動(dòng)設(shè)備上，具有防水、防塵、防過(guò)熱、抗震等功能，適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)能力強(qiáng)，對(duì)過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱、欠壓具有自保護(hù)功能。采用彩色觸摸屏菜單式操作，具有定位功能、設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別、調(diào)度功能車輛狀態(tài)報(bào)告功能、為其他設(shè)備代發(fā)信息、系統(tǒng)建立功能、計(jì)算功能、通訊功能、導(dǎo)航功能、接口功能、信息緩存功能、語(yǔ)音播報(bào)提示功能、信息查詢、設(shè)備維護(hù)管理、報(bào)警功能、系統(tǒng)接口等功能。

生產(chǎn)指揮中心

生產(chǎn)指揮中心是采礦智能調(diào)度和未來(lái)智慧礦山系統(tǒng)建設(shè)的大腦，負(fù)責(zé)露天礦的生產(chǎn)指揮，對(duì)礦區(qū)生產(chǎn)進(jìn)行總體協(xié)調(diào)，執(zhí)行上級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃、管理等相關(guān)功能，是整個(gè)露天礦生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)直接指揮機(jī)構(gòu)。

實(shí)施功能及優(yōu)化提升

智能調(diào)度

實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，綜合20多個(gè)約束因子，無(wú)需人為干涉，對(duì)車輛動(dòng)態(tài)智能調(diào)度。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

系統(tǒng)由北斗、GPS 跟蹤系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行位置監(jiān)測(cè)，自動(dòng)采集生產(chǎn)設(shè)備任何時(shí)間點(diǎn)的信息，如位置、狀態(tài)、速度、方向、物料等,并隨時(shí)在軟件界面展現(xiàn)。

調(diào)度圖表

系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)生成各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，包括人員產(chǎn)量報(bào)表、車鏟產(chǎn)量報(bào)表、設(shè)備運(yùn)距查詢、超速情況等，并以餅狀圖、柱狀圖、曲線圖等直觀方式展示，為生產(chǎn)決策提供依據(jù)。

管理業(yè)務(wù)駕駛艙

管理業(yè)務(wù)駕駛艙為管理者提供更全面、更直觀、更具指導(dǎo)意義的決策數(shù)據(jù)。

智能配礦

根據(jù)露天礦開(kāi)采現(xiàn)狀、開(kāi)采計(jì)劃和爆堆品位分布，按照設(shè)定的礦量、品位約束條件，在多個(gè)爆堆之間進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算得出最優(yōu)的配礦方案，并可通過(guò)波動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕尋求配礦精細(xì)度和生產(chǎn)效率之間最佳平衡點(diǎn)。

油耗管控

系統(tǒng)主要由油罐車控制裝置、受油車身份識(shí)別裝置、受油車燃油消耗采集裝置、車載終端、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和中央管控中心組成。可以實(shí)現(xiàn)加油站、油罐車、自卸礦車及工程機(jī)械的油料流動(dòng)和消耗的實(shí)時(shí)跟蹤，能夠有效防止加油過(guò)程中的油料的非正常損耗。

稱重管理

系統(tǒng)采用激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)，將掃描設(shè)備安裝在礦車必經(jīng)之路的龍門吊上，當(dāng)?shù)V車以一定的速度勻速經(jīng)過(guò)龍門吊下方時(shí)，激光雷達(dá)測(cè)量?jī)x對(duì)礦車的車斗以扇形角度進(jìn)行輪廓掃描，得出車斗所裝載礦石的體積圖像和數(shù)據(jù)。

胎壓管理

礦用車輛輪胎作為礦山運(yùn)營(yíng)投入的三大消耗品之一，很多礦用輪胎報(bào)廢屬于輪胎早期失效,甚至自燃、爆炸、出現(xiàn)生命安全。胎壓管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪胎運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)輪胎故障，預(yù)防爆胎等突發(fā)事故，保障安全高效生產(chǎn)。

防碰撞

利用GPS 定位技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)，并輔以語(yǔ)音報(bào)警和預(yù)測(cè)算法等技術(shù)，充分解決礦區(qū)作業(yè)空間復(fù)雜、作業(yè)強(qiáng)度大、盲區(qū)多、車型復(fù)雜以及人員長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)等因素造成的車輛碰撞事故等多種困擾生產(chǎn)管理者的問(wèn)題，為露天礦的正常生產(chǎn)提供可靠的安全保障。

防疲勞系統(tǒng)

對(duì)駕駛員的危險(xiǎn)駕駛行為進(jìn)行分析預(yù)警及司機(jī)人臉考勤，采集的視頻用于主機(jī)執(zhí)行危險(xiǎn)駕駛行為分析智能算法，可檢測(cè)包含開(kāi)車抽煙、打電話、不目視前方、疲勞駕駛等行為，及時(shí)發(fā)出報(bào)警提醒司機(jī)。

倒車影像

卡車倒車時(shí)通過(guò)智能終端展示倒車的影像，確保司機(jī)倒車安全。

鉆機(jī)高精度布孔

利用厘米級(jí)高精度多系統(tǒng)衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)牙輪鉆機(jī)鉆桿位置精確定位，實(shí)現(xiàn)牙輪鉆機(jī)布孔、穿孔過(guò)程，提高布孔、穿孔作業(yè)的自動(dòng)化控制水平和精度，達(dá)到管理過(guò)程精細(xì)化、控制過(guò)程數(shù)字化。

應(yīng)用效果與經(jīng)濟(jì)效益