无人值守不下车检斤系统智能化改造.pdf

1162020 年第 8 期 收稿日期 2020-05-08 作者简介 刘镇（1970-），男，1990 年山东工业大学电力系统及 自动化专业，大专，工程师，从事煤炭洗选发运工作。 无人值守不下车检斤系统智能化改造 刘 镇 （兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿，山东 济宁 272002） 摘 要 针对煤炭地销智能发运系统存在因司机上、下车影响发运效率等不足，在原系统上增加不下车自助操作终端等， 将系统升级改造为司机不下车无人检斤模式。 关键词 称重检斤 无人值守 不下车 改造 中图分类号 TD562.2 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.08.040 Intelligent Transation of Unattended Vehicle Inspection System Liu Zhen Yanzhou Coal Industry Co., Ltd., Xinglongzhuang Coal Mine, Shandong Jining 272002 Abstract In view of the shortcomings of the intelligent transportation system of coal sales, such as the influence of the driver getting on and off the train, the self-service operation terminal is added to the original system, and the system is upgraded to the mode that the driver does not get off the vehicle and the weight is not checked. Key words weighing unattended dont get off transation 1 概述 兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿原煤炭地销 发运计量全部由人工作业，发运效率低，计量误差 大， 甚至出现煤炭 “跑冒滴漏” 等问题。 2015年10月， 兴隆庄煤矿完成了计量衡器无人值守检斤系统的改 造， 发运效率有效提高， 降低了职工劳动强度。 但是， 地磅下车模式存在因司机上下车刷卡延长了检斤时 间等问题。2019 年 1 月兴隆庄煤矿在原有设备基础 之上增加不下车自助操作终端等，将地磅下车模式 升级改造为司机不下车无人检斤模式。司机开车上 磅在驾驶室即可看到车号、车皮自重、载重、煤种 等信息，确认即可进行刷卡保存，实现司机不下车 检斤操作。 2 改造技术方案 2.1 无人值守检斤系统的设计 设计建立智能发运系统平台，根据煤场实际设 计安装嵌入式采集仪、RFID 电子标签、红外对射、 红绿灯、LED 显示屏等硬件设备，将现场数据自动 采集至智能发运系统中，实现磅房无人值守，完善 防作弊手段，提高发运效率。地销发运流程如图 1 所示。 图 1 地销发运流程 1172020 年第 8 期 2.2 司机不下车地磅检斤设计 通过在磅房增加室外自助操作终端机，把针孔 摄像头、IC 卡读写器等硬件设备有效集成，将现场 车辆信息和计量数据自动输入智能发运系统。安装 智能道闸机，控制车辆进出场，实现司机不下车检 斤操作，提高发运效率。如图 2 所示。 图 2 无人值守司机不下车磅房配置图 2.3 快速装车站检斤设计 通过在装车站入口安装智能道闸、嵌入式采集 仪、RFID 读写器等设备，实现对装车车辆、装煤 煤种的校验。车辆、煤种校验成功后装车站前道闸 自动抬起，同时系统根据车辆信息自动计算车辆预 装量并下传至装车系统，装车系统根据预装量进行 配煤。车辆到达下料口预定位置时，工作人员点击 “开闸” 按钮开始进行装车， 装车完成后点击 “关闸” 按钮关闭闸口，车辆识别定量自动装车完成。 3 主要工作内容 3.1 智能发运系统平台的建设 3.1.1 系统权限管理模块 系统权限管理模块主要包括组织机构管理、资 源管理、用户管理、菜单管理、角色管理等系统管 理功能，系统管理员可以自定义用户组，对于不同 的用户组设置不同的操作权限。 3.1.2 订单管理模块 ERP 订单下传至发运系统后可自动生成发运系 统订单。ERP 下传生成的订单发运系统不能进行冻 结、清退等操作，且订单状态与 ERP 系统订单状态 实时同步，发运系统通过订单进行后续发运控制。 3.1.3 提货卡管理模块 提货卡管理模块主要是对客户进行统一集中管 理，当客户购买某一煤种时，工作人员为其办理购 买相应的 IC 卡，利用 IC 卡读写客户购买的煤种及 票据编码进行唯一标识。 3.1.4 派车计划管理模块 通过该模块制定第二天车辆分批次、分客户、 分时段、分物资的派车计划，制定完成后客户可根 据计划安排车辆发运。 3.1.5 车辆管理模块 RFID 车辆管理模块利用 RFID 电子标签读写系 统对车辆进行唯一标识，电子标签 ID 号与车号形 成一对一关联。 3.1.6 派车 IC 卡管理模块 该模块将车辆信息提前录入系统，形成派车单， 从而对车辆进行管理。该模块与派车计划管理模块、 订单管理模块和地磅检斤管理模块进行关联，自动 读取车辆、煤种、客户等信息，检斤数据自动填写， 实现车辆一卡通行。 3.1.7 地磅检斤管理模块 地磅检斤管理模块主要实现车辆的自动计量、 计算管理。地磅检斤与防作弊等设备有效集成，对 检斤过程中的车辆进行监控管理，保证检斤过程严 密准确，杜绝各种作弊行为。 3.1.8 门岗车辆控制管理模块 车辆到达煤场门岗，模块自动识别车辆信息， 判断符合派车计划后，车辆方可进入地磅检斤。当 车辆完成正常检斤出场时，司机刷 IC 卡打印出门 证和随车通行单，方可驶离煤场。 3.1.9 检斤状态闭环管理模块 将车辆的整个发运过程作为一个整体流程，由 系统进行控制。系统将车辆进场、空车检斤、装车 站快速装车、重车检斤、车辆出场五个环节合为一 体，缺少任何一个环节，流程中断，系统禁止进行 下一步操作。 3.1.10 车辆信息、发运量实时显示模块 车辆信息、发运量实时显示模块主要是在检斤 功能页面中添加统计查询信息，随时了解当日发运 实时信息。 3.1.11 防作弊模块 防作弊模块主要是在地磅两端安装红外对射， 防止车辆在检斤过程中不完全上磅、轧磅，造成车 辆检斤数据不准，给企业带来经济损失。 3.1.12 视频抓拍模块 1182020 年第 8 期 放顶煤工作面基本上具备了智能化开采条件，但还 有一些问题有待解决 （1）由于煤矸识别技术还不成熟，唐口煤矿 放顶煤操作主要采用时序控制加键盘控制，还需要 人工进行放煤控制，放煤过程没有实现智能化。 （2）由于唐口煤矿煤层地质条件复杂，智能 化工作面升级改造时没有采用工作面自动调直系 统，工作面调直还需要人工介入，工作面自动调直 没有实现智能化。 （上接第 115 页） 视频抓拍模块主要是将现有视频图像无缝嵌入 到检斤页面中，当检斤数据保存成功时，系统会自 动抓拍车辆图片，并与检斤记录关联。 3.1.13 统计报表管理模块 统计报表管理模块主要是提供各业务明细查 询，可以生成发运日报表、地销情况旬报表、销售 月度销量情况表、年度销售走势统计分析表等。 3.2 无人值守不下车检斤系统建设 3.2.1 制作提煤卡 销售人员在 ERP 系统生成订单，根据订单信息 制作提煤卡，提煤卡主要绑定客户及煤种信息。 3.2.2 制定派车计划 根据客户提煤卡信息制定派车计划并制作派车 卡。派车计划主要包括固定日期内允许某些客户拉 多少车煤，派车卡主要包括订单信息、客户信息、 煤种信息。派车卡交由运煤司机持卡进矿拉煤。 3.2.3 制作 RFID 车辆卡 客户在矿获得 RFID 车辆卡，到矿指定标车磅 标车，由 RFID 读卡器读取 RFID 编号，获取车辆 皮重，然后设置限制毛重等信息，确认无误后保存， 将车辆信息绑定到 RFID 车辆卡内。 3.2.4 进门岗 标车完成后，司机在门岗处刷派车卡，如果该 派车卡在当日派车计划内，系统自动起道闸，允许 车辆进矿；若该车辆不能满足当前时间进矿要求， 道闸无反应，不允许进矿。 3.2.5 空车检斤 司机完成进门岗操作后，车辆上空车磅，司机 在不下车操作终端刷派车 IC 卡。如果皮重在允许 的范围内且四周红外为非遮挡状态，系统自动读取 派车 IC 卡信息并保存该车辆的皮重信息，空车检 斤完成。 3.2.6 快速装车站装车 车辆到达快速装车站后 RFID 读卡器自动读取 车辆标签，将车辆信息、煤种信息、预装量等传入 装车系统，若煤种信息正确，道闸自动起杆，车辆 进入装车站进行装煤。 3.2.7 重车检斤 车辆装完煤后上磅进入重车检斤流程，下磅端 RFID 读卡器自动识别车辆信息，司机在自助操作终 端刷卡，如果毛重在允许的范围内且四周红外为非 遮挡状态，系统提示司机进行检斤确认操作，语音 提示车辆重车过磅成功和毛重、净重等信息，并在 LED 屏幕显示，同时系统自动抓拍车辆图片保存。 3.2.8 磅单打印出门岗 重车计量完成后， 司机到打印刷卡器处刷IC卡， 系统自动打印出门证及随货通行磅单，门岗保卫人 员检查车辆回收出门证，司机持随货通行磅单出场。 3.2.9 集中报警 集中报警管理作为无人值守系统管理的核心， 对各个岗点进行实时监控、车辆违规处理等。系统 通过各类软硬件的全面开发，实现所有硬件设备间 的有效集成。在出现异常时，系统生成报警短信， 发送至管理人员手机，同时集控室或门卫室提示报 警信息，由现场人员统一管理。 4 应用效果 （1）无人值守不下车检斤发运系统将产、运、 销有机结合，为兴隆庄煤矿提供一个全面的运销信 息管理平台，实现煤炭地销发运的信息化、自动化 和有效管控，为大数据平台等各类应用系统提供数 据支持，在降低运营成本的同时，大大提高了矿井 的发运效率。 （2）原矿井发运管控主要依靠人员被动监控， 无人值守系统改造后可对整个发运流程进行全闭环 智能管控并自动进行报警，实现了企业运销监管模 式由被动监控向主动监控的转变。称重现场全程无 需工作人员操作，实现真正意义上的无人值守，降 低了人工成本，提高了矿井发运效率。 （3）兴隆庄煤矿智能发运系统通过对门岗自 动控制、视频图像自动抓拍、短信、语音、集中监 控自动报警、计量仪表数据动态监控、红外防作弊 功能的技术改造，提高了系统的防作弊水平，杜绝 了发运过程中的“跑冒滴漏”，减少了矿井的经济 损失。 （下转第 130 页）