基于信息融合的煤矿汽车装运管控系统.pdf

第 4 1卷 第 1 2期 2 0 1 5年 1 2月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a n d M i n e Au t o ma t i on Vol _ 41 NO ． 1 2 De c ．2 O1 5 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 5 1 2 0 0 6 4 0 4 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 5 ． 1 2 ． 0 1 7 武徽． 基于信息融合的煤矿汽车装运管控系统E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 1 2 6 4 6 7 ． 基于信息融合的煤矿汽车装运管控系统 武徽 天地科 技股 份有 限公 司 ，北京 1 0 0 0 1 3 摘 要 针 对煤矿 汽 车装运 过程 中装 车车 况 多样 、 部 门间流程繁 琐 、 装 车生 产数据 应 用横跨 多系统等 情 况 ， 以装车 系统数 据库 为基 础 ， 提 出 了基 于信 息融合 的煤矿 汽 车装运 管控 系统 ， 详 细介 绍 了该 系统的 架构和 生 产 数 据信 息 的融合 。 实际应 用表 明 ， 该 系统 可 实时跟踪 煤矿 汽 车装 运 过程 ， 可 实现 对汽 运 车辆 的 管理 、 生产 数 据 的传 递 、 配套 自动化 设备 的接入 应 用等功 能 ， 装车 效率 高 。 关键 词 煤炭 运输 ；自动化 装 车 ；汽车装 运 ； 管控 ； 信 息融合 中图分类 号 TD 5 6 1 ／ 6 3 4 文 献标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 5 1 2 一 O 4 1 5 4 3 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 1 2 0 4 ． 1 5 4 3 ． 0 1 7 ． h t ml M a n a g e me n t a n d c o nt r o l s y s t e m o f mi ne t r uc k l o a d i ng a nd t r a ns p o r t a t i o n b a s e d o n i nf o r ma t i o n f us i o n Ti a n d i S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y C o． ，L t d． ，B e i j i n g 1 0 0 0 1 3 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f p r o b l e ms t h a t v e h i c l e c o n d i t i o n i s c o mp l e x ，p r o c e s s i s c u mb e r s o me a mo n g ma n y d e p a r t m e nt s ， a nd l o a d i n g da t a i s a c r o s s m u l t i pl e s ys t e ms i n p r oc e s s o f mi n e t r u c k l o a d i ng a nd t r a n s p o r t a t i o n，a m a n a g e me nt a nd c o nt r o l s ys t e m of mi ne t r uc k l o a d i ng a nd t r a n s p or t a t i o n ba s e d o n i n f o r m a t i o n f u s i o n wa s p r op o s e d t a k i ng da t a ba s e o f l o a d i ng s ys t e m a s t he f ou nd a t i o n．The a r c hi t e c t u r e a nd i n f o r m a t i o n f u s i on o f p r o du c t i on da t a o f t h e s y s t e m we r e i nt r o du c e d．Th e a c t ua l a pp l i c a t i o n s h o w s t h a t t h e s ys t e m c a n r e a l t i me l y t r a c k l o a d i ng a nd t r a n s p o r t a t i o n pr o c e s s o f mi ne t r uc k，wh i c h c a n r e a l i z e f u nc t i o ns s u c h a s t r u c k s ma n a g e me n t ， p r o d u c t i o n d a t a t r a n s mi s s i o n， a c c e s s t o t h e a p p l i c a t i o n o f a u t o ma t i o n 收稿 日期 2 0 1 5 0 8 ～ 2 5 ； 修回 日期 2 0 l 5 - 1 卜0 6 ； 赍任编辑 张强 。 基金项 目 天地科技 股份有 限公 司技术创新基金项 目 K J 2 0 1 4 T DC Z 一 1 。 作者简介 武徽 1 9 8 4 一 ， 男 ， 山西 阳泉人 ， 助理研究员， 硕士， 主要从事储装集控系统 的研发工作 ， E ma i l wu h u i 1 5 3 1 6 3 ． c o rn。 实时进行故障报警提示 ， 不用专职人员去实时检查 。 经过 老化 后 的电源 板可 直接 入库 。 3 结语 介绍 了矿 用直 流 电源板 测试 及老化 系 统 的总体 结构 及其 软硬 件设 计 。该 系统简 化 了电源 板测试 及 老化 的 流程 ， 提高 了电源板 生产效 率 ， 节省 了人 力物 力 ， 经济 效益 显著 ， 一年 可 为生产 车 间创 造 经济效 益 达 到 4万多 。 参 考 文 献 [ 1 3 谢 俊生 ， 王森 ， 游青 山． 矿 井安全 监控 电源系统 的研 究 [ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 0 ， 3 6 7 7 1 7 5 ． [ 2 ] 冉霞． 低 电压输 出直流 电源 的测试 老化 系统 [ J ] ． 电子 测 试 ， 2 O 1 5 7 1 0 4 1 O 8 ． [ 3 ] 福 克塞 尔． V i s u a l C 2 0 0 8入 门经 典 [ M] ． 张 劫 ， 译． 北京 人 民邮电出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 4 ]NA GE I C ．C高 级编 程 [ M] ． 6版． 李铭 ， 译． 北 京 清华大学出版社 ， 2 0 0 8 ． r 5 ] T R OE L S E N A．C与． NE T． 3 ． 5高级程序设计[ M] ． 4 版 ． 朱哗 ， 肖逵 ， 张 大磊 ， 等 ， 译． 北 京 人 民 邮 电出版 社 ， 2 0 0 9 ． [ 6 2 詹迪维． S o l i d Wo r k s 高级应 用教 程 2 0 1 2中文 版[ M] ． 北 京 机械 工业 出 版 社 ， 2 0 1 2 ． 2 0 1 5 年 第 1 2期 武徽 基 于信 息 融合 的煤矿 汽车 装运 管控 系统 6 5 e q u i pme n t ，a n d ha s hi gh l o a di ng e f f i c i e n c y． Ke y wo r d s c o a l t r a ns po r t a t i on；a u t o m a t i c l o a d i ng；t r uc k l o a di ng a n d t r a n s p o r t a t i o n；ma na g e me n t a nd c on t r ol i nf or ma t i on f u s i on 0 引言 汽车快速定量装车系统因其定量准确 、 装车速 度快 、 自动化程度高等优点被广泛应用 ， 但是在实际 装 车过程 中也 遇 到 了一 系列 的 问题 ， 使 其 高效 的特 点 被弱 化 。例如 ， 装 车 车辆 型号 规 格 众 多 造 成装 载 量不统一 ， 须 根据车辆详情装 车 ， 信 息登记时 间过 长 ； 大批 次装 车流 程下 易 因出入 场信 息登 记 、 票 据传 递 等环 节过 多造 成 交 通 拥堵 ； 装 车 系统 需 同时 面 对 多 个客 户 ， 各 客 户装 车穿插 完成 ， 客 户数 据结 算错 误 时有发生； 因客户信息 、 煤种信息以及车辆信息存在 大量差异 ， 生产情况 的统计复杂 ， 生产报表格式 繁 多 ， 生产 数据 的使 用涉 及 多个部 门。面对 上述 问题 ， 一 些装车 自动化系统也 提出了解决办法 ， 但是效果 一 般 ， 其根源在于涉及 的部分数据 间仍然是离散关 系 ， 装车系统虽实现了内部 自动化控制 ， 但其所需部 分外部数据无法实现 自动化获取 ， 仍需人工干预 ， 形 成数据瓶颈 ， 效率和准确率仍无法得到保证 。为此 ， 笔者开 发 了基 于信 息融 合 的煤 矿 汽 车装 运 管 控 系 统 。 1系统架构 基 于信 息融 合 的煤矿 汽车 装运 管控 系统 以快 速 定量装车系统数据库为基础 ， 拓展和融合信息 ， 形成 通 用信 息平 台 ， 并 将其 应用 至汽 车装 运管 控过 程 中 。 系统架 构如 图 1所 示 ， 在 装 车 过程 中产 生 的数 据 统 一 由信 息平 台进 行传 递 ， 实现无 纸 化操作 ， 避 免人 为 装 垄 票 据 运 输 结 款 司机 核对单据 运输付款 运输公司 提供单据 运量收款 因 素产生 的错 误 ， 提高效 率 ； 车辆 出入场 过程 中的信 息采 集 由 自动 化设 备 实 现 ， 并 与 通 用 信息 平 台直 接 进行数据交换 ， 以在生 产和结算过程中直接调用匹 配数据实现 自动化作业 。生产过程所需 的运销数据 也通 过通 用信 息平 台获 得 ， 并 在 生 产 完成 后 将 运 销 数据系统所需信息及时通过通用信息平 台下发。此 外 ， 以生产数据信息的融合为基础 ， 实现装车流程控 制、 汽车调度和管理 以及数据发布等其他应用， 从而 形成具备信息融合的管控一体化煤炭装运系统 ] 。 图 1 基于信息融合 的煤矿 汽车装运管控 系统架构 2系统 数据 信 息融合 2 ． 1 汽车 快速 定量装 车数 据信 息 煤炭装运的管控是建立在装车过程数据基础上 的 。根 据装 车 流 程 的 概 念 数 据模 型 图 2 [ 3 ] ， 装 车 过 程所 涉及 的数据 主要 分 为 2个 部 分 一 部分 是 图 中虚线框 内的数 据 ， 是 汽 车快 速 定 量 装 车 系统 自动 化 生产 过程 所涉 及 的数据 ， 是核 心部 分 ； 另一部分 是 虚线框外 的数据 ， 为运销数 据， 其 围绕 核心数据部 分 ， 或是为装车提供数据基础， 或是在装车完成后对 装车数据进行统计、 加工后得出， 继而完成运销结算 任 务 。 核对单据 运量付款 客户 I I＼ 二 I 田 圈l ＼ 装春誓需 ， 、 ＼＼ ． ⋯．． ． 审l 调十 I核l 控 一 藿 ⋯⋯⋯ }。 息 ●量 l l 备 备 矿方计划管理部门 厍 I 墼 墨 篁 竺 一 ⋯ 『-．-_ 格 I款 矿方生产部门 l I 矿方营销部门 图 2 装车流程概念数据模型 提 供 货 款 核 实 数 据 6 6 工矿 自动化 2 0 1 5年 第 4 1卷 为 了提 取第 1部分 的数 据 要 素 ， 对 虚 线框 内数 据 进行 语言 描述 从左 及右 。1 首先 将装 车信 息 与 生 产企 业计 划进行 比对 ， 并设 计 生产企 业计 划调 配 。 计 划调 配提 供 了一系 列与装 车所 需信 息进 行 比对 的 内容 ， 与计 划 表 比对 通 过 后 ， 生 成 装 车所 需 预 装 信 息 ； 2 在 生产 装车 中 ， 装 车信 息 主要是用 来记 录 已完 成的实际装车信息， 作为结算信息支持 ， 将其与计划 信息进行比对并及时更新计划信息中的装煤信息 ； 3 将实际装车信息与煤炭产品信息结合 ， 完成贸易 结 算 。 根据 上 述描述 确认 数据 系统 中的实体 部分 和实 体之 间 的关 系模式 ， 实 现装 车 系 统数 据 库 E R 图并 转化 为关 系模 式 。所 涉 及 4个 实 体 为计 划 信 息 、 车 辆预装信息、 装车信息和煤种信息 。系统数据物理 模 型如 图 3 所 示 。这 4个部 分构 成 了快 速定 量装 车 自动化过程所必需 的数据要素， 必须保证其 自动化 获取 和加 工应 用 的能力 。 图 3 系 统数 据 物 理模 型 第 2部分的运销数据在使用过程中由运销系统 负 责提供 信息 支持 。 具体使用 中， 需要 利用 通用 信息 平 台将 上述 2个部分的数据进行整合， 以实现信息之间的互融 互通 。 2 ． 2 数 据信 息 融合过 程 对 于实 体 部 分 的数 据 ， 利 用信 息 融 合 实现 全 自 动 化 的 获 取 ， 并 对 数 据 进 行 提 取 、 加 工 和 发 送 ， 为 每个 自动化节点提供数据基础， 为全 自动装车过程 提供 数据 支撑 ， 完 成 车 辆 的调度 和管 控 。生 产 数 据 信息 融合框 架 如 图 4所示 。 图 4生 产 数 据 信 息 融 合 框 架 计 划信 息实 体 主要通 过对 运销 系统 数据 进行 提 炼 和加 工得 到 ， 利用 运 销 系 统 中与 服 务 客户 签 订 的 合 同可 以查 询到 未来 运 销 的煤 量 总 额 ， 利 用 此 数 据 控 制装 车 时 的装 车 煤 种 ， 保 证 不超 过 总额 数 的装 车 配 额 。 对于车辆预装信息实体 ， 其一部分属性 由计划 信 息获 得 ， 另一 部分 涉 及 车 辆 信 息 的数 据 则 必 须 通 过多数据融合得到。车辆信息首先拥有静态数据信 息 ， 主要储存车辆本身的信息 ， 例如车牌 、 车型、 载重 等 ； 其次是动态信息 ， 包含变化频率较高的数据， 如 所 服务 的客 户 ； 最后 是 自动化 设备 提取 的信 息 ， 主要 是 对 车辆在 现场 的信 息进 行提 取 、 记录 ， 包括 入场 时 间 、 入 场提 取 的车牌 、 信息 提取 地点 等 。将 3个部 分 信 息进 行融 合 ， 实现 数据 比对 ， 保证 装 车车 辆 以及 匹 配 煤种 的正 确性 ， 并 加 工 运 算 得 到 系 统所 需 要 的 数 据 信息 ] 。 车辆装车信息实体通过车辆预装信息和定量装 车过程 中 自动 化 数 据 如 称 重 数 据 的 比对 提 取 得 到 ， 并迅速回馈和更新计划数据。 煤 种 信 息是 一 个 相 对 同定 的静 态信 息 ， 将 其 与 车辆装 车信 息结 合 可 以得 到 生产 报表信 息 。此信 息 可 以作 为运 销 系统结 算 的依据 。 3信 息 融合 下装运 管控 的具 体应 用 利 用 信 息融 合 以全 自动化 形 式 获得 数 据 后 ， 汽 车快速 定量 装 车将 实 现 全 自动 的流 程 控 制 ， 并 且 可 以为 车辆 的调度 和管 理 提供数 据 支撑 。 3 ． 1 装 车流程 的全 自动 化控 制 装 车 流 程 的全 自动 化控 制 是 指 利用 信 息 融 合 ， 提 供装 车流 程 中 自动 控 制部 分 所 需 全 部 数 据 ， 保 证 非 人工 干 预环境 下 以最 快 速度 完 成 所 有 自控 流 程 ， 如 图 5所示 。 具 体数 据处 理流 程 如下 ① 装 载 车辆 开 至入 场 处 ， 利用 车 牌识 别装 置提 取车 牌信 息 ， 将 信 息存 入车 2 0 1 5年 第 1 2期 武徽 基 于信 息融合 的煤矿 汽 车装运 管控 系统 6 7 图 5全 自动 化控 制 的 装 车 流 程 辆管理信息数据库 中。② 将车辆信息数据与运销 系统下的计划信息数据进行 匹配 ， 符合要求 的车辆 进行排 队， 并将装车所需信息 包括车牌 、 标载、 装车 状 态 、 装 车 识 别 号 等 下 发 至 运 销 系 统 数 据 库。 ③ 将计划信息与车辆预装信息进行 比对加工后 ， 向 快速定量装车 系统数据库 发送待装车辆 的预装信 息 。④ 待装 车辆 开至快 速 定量 装 车 系统候 车 区 ， 轮 到本 车 时 ， 开 至快 速定量 装 车系 统装 车 口前 ， 提 取车 牌信息 ， 将提取到的车辆信息与快速定量装 车系统 数据 库 中的数 据进 行 比对 ， 提 取 相 对 应 的 车辆 预 装 信息 。⑤ 系统根据提取的预装信息开始配煤 、 装 车 过 程 ， 并 把最 终 的装车 数据 包括 净质 量 、 偏差 等 保 存至装车信息。⑥ 将运销系统数 据库 与快速定量 装车系统数据库中的实 际装车信息、 煤种信息进行 数 据融合 ， 得 到实 际 的结算 信 息 。⑦ 装 载 车辆 开 至 出厂处 ， 通过车牌识别装置提取车牌信息 ， 从数据库 中找到 车辆 装车 信息 ， 并 打印结 算凭 证后 离矿 。 3 ． 2 车辆 的调 度 管理 车辆调度 管理是指在 多装载点、 多煤种 的情况 下 ， 可 以根 据 车 流 状 况 、 装 车 情 况 自动 分 配 候 车 区 域 ， 避免拥堵和装载物料错误的出现l 6 ] 。 车辆 调度 管 理 流程 平 面 图如 图 6所 示 ， 车 辆 在 装 车前 首先 进行 车 辆 信 息 预处 理 ， 处 理 过 程 中从 计 划信息中得到车辆所装煤种 ， 并结合车辆信息 ， 系统 自动将车辆安排至其所对应煤种等待时间最短的停 车区通道进行排队。系统 自动监测快速定量装车系 统状 况 。轮到 此 车 时 ， 对 应 通 道 道 闸开 启 ， L E D 显 示 屏 指 示 至对 应装 车 通道 。 在利 用 车牌 识 别装 置 确 ] 、 、 、 0 J l f ’ ／ r I 、 [ 一 I 5 ＼ 、 、 1 、 l 4 一 一 1 I口 t ． ‘ 而丽 。 ＼ ～ J f ／ 3 2 1 一车辆信息预处理； 2 一拦车道 闸； 3 一L E D信息显示屏； 4 一车牌识别装置 5 一快速定量装车系统； 6 一车辆离场信息处理； 7 一 多通道停车区； 一车辆进行方 向 图 6 汽车调度管理流程平面图 认车辆信息后 ， 车辆进入其对应的快速定量装车系 统完成装车。在完成车辆离场信息处理后 ， 车辆离 开场 区 。 该 应 用可 以有 效 调 度 车 辆 ， 避 免 车 辆 聚集 通 道 造成拥堵 ， 以及车辆装错煤种造成卸煤 、 重装等一 系 列问题 ， 保证装车流程的有效通畅运行 。 4结语 煤矿 汽 车装运 管 控系统 有效 解决 了装 车流 程控 制过程中各装车点配合 问题 ， 不仅实现 了装车流程 的 全 自动化 控制 和 车辆 装 载 点 的正 确 调度 ， 同 时保 证 了各 点数 据 的独立 安全 。 该系统已在陕西 、 内蒙古等多个煤矿应用 ， 实际 应 用表 明 ， 系统可 对整 个装 车流 程进 行管 理 和控制 ， 与之前不使用该 系统相 比， 节 约装 车时 间 3 O ～ 5 0 ， 大大提 高 了装 车效率 。 参考文献 E 1 3 闫艳． 智能 汽车装 车技 术研 究E J 3 ． 工 矿 自动 化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 3 1 1 1 1 1 3 ． E 2 ] 来星星 ， 卢 建军 ， 谢淑翠 ， 等． 基于物联 网的煤 炭企业信 息一体化建设E J ] ． 信息技术 ， 2 o 1 4 1 1 1 5 3 1 5 6 ． E 3 3 王珊 ， 萨师煊． 数 据库 系统 概论 [ M3 ． 4版． 北京 高等 教育出版社 ， 2 0 1 2 7 ． E 4 3 马兵． 物联 网技术 在煤炭远 程运 销管理 中的研究 与应 用E J ] ． 中国电子商务 ， 2 0 1 4 1 7 5 4 5 5 ． E 5 ] 武徽． 煤 炭公 路 运输 物 联 网 系统 的研 究 与设 计 E J 3 ． 中国煤炭 ， 2 o 1 3 ， 3 9 3 6 0 - 6 3 ． E 6 ] 郭欣 ， 宁建明． 全 自动智能调度 与装 车系统 的开发[ J ] ． 工 矿 自动 化 ， 2 O l 2， 3 8 9 9 - 1 2 ．