天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 劉建慶

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煤炭物流信息系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 劉建慶

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以很好的提高煤炭物流方面的信息傳遞和收集，通大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并通過各種通信方式傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，使用戶實(shí)時(shí)掌握煤炭物流情況。文章主要以煤炭物流為研究對象簡要探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭物流方面的實(shí)際應(yīng)用，以及目前煤炭物流在用作中存在的問題，通過采取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際解決策略。

【關(guān)鍵詞】煤炭；物流信息系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用

引言

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，在我國煤炭物流代化建設(shè)對物流方面的應(yīng)用變得越來越廣泛同時(shí)也變得越來越迫切。在當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)觀念已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了充分的認(rèn)識，人們對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也變得越來越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)將逐漸成為各種信息交流的平臺，其中使得港口的裝備，物流資源轉(zhuǎn)化等都實(shí)現(xiàn)了互通和互聯(lián)。煤炭行業(yè)作為一種重要的能源在物流轉(zhuǎn)化中亟待進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的合理分配和實(shí)際的物流處理來保證國家與國家以及國內(nèi)的現(xiàn)實(shí)使用，進(jìn)行合理的物流分配后可以減少在物資運(yùn)輸中的損耗，提高煤炭的實(shí)際使用率。同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤炭物流信息系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可以加快煤炭行業(yè)的信息化和智能化的發(fā)展。

1 煤炭物流信息存在的問題

1.1 倉儲信息環(huán)節(jié)

在煤炭的物流中整個(gè)倉儲環(huán)節(jié)由于需要人為管理，所以會在很大程度上受到人為因素的干擾，這樣在實(shí)際的運(yùn)輸中降低了煤炭的裝卸效率。根據(jù)調(diào)查顯示，我國很大一部分煤炭在倉儲環(huán)節(jié)信息的傳遞基本還是采用人工信息傳達(dá)的方式，還有各種數(shù)據(jù)單的處理上還比較的落后，導(dǎo)致在裝煤過程中浪費(fèi)了大量的時(shí)間。在裝卸煤球中由于會涉及到人員的個(gè)人利益，一些倉儲管理人員會人為地將煤球質(zhì)量和裝煤時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，出現(xiàn)了一些違法操作的過程，使得整個(gè)倉儲環(huán)節(jié)效率低下。

1.2 現(xiàn)有系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，協(xié)同性和共享性較差

煤炭物流信息化建設(shè)不是一蹴而就的而是一個(gè)漫長的過程，從最簡單的信息處理到到整個(gè)項(xiàng)目的信息交流和處理需要進(jìn)行相關(guān)的系統(tǒng)應(yīng)用。由于信息處理和應(yīng)用采用不同的方式，在系統(tǒng)處理中就會缺乏統(tǒng)一性，這一樣整個(gè)大數(shù)據(jù)的信息收集和處理就會缺乏一定的可靠性和完整性，導(dǎo)致了大量的冗余數(shù)據(jù)產(chǎn)生。由于基礎(chǔ)信息的不同統(tǒng)一導(dǎo)致了系統(tǒng)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系出現(xiàn)斷層，各種信息成為一個(gè)個(gè)“信息孤島”，加大了數(shù)據(jù)分析和挖掘的難度，使得物流信息的整理跟新和維護(hù)出現(xiàn)嚴(yán)重問題。

1.3 平臺構(gòu)建缺少標(biāo)準(zhǔn)體系的支撐

在煤炭物流信息化構(gòu)建過程中，各個(gè)系統(tǒng)之間采用了不同的開發(fā)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)采用不同的基礎(chǔ)代碼，這樣使得整個(gè)數(shù)據(jù)交換平臺沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這些問題出現(xiàn)的原因是多樣的很多都是由于物流技術(shù)問題引起的。所以在當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及各種傳輸裝置的完備，進(jìn)行技術(shù)統(tǒng)一和數(shù)據(jù)搜集處理將會達(dá)到實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該加大基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系的平臺構(gòu)建。

2 煤炭物流信息系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)在我國的煤炭物流行業(yè)信息實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，首先進(jìn)行相關(guān)的煤炭物流信息系統(tǒng)框架的構(gòu)建。在構(gòu)建中主要進(jìn)行了四個(gè)方面的構(gòu)建：應(yīng)用層構(gòu)建、數(shù)據(jù)處理層構(gòu)建、傳輸層的構(gòu)建、以及采集層的構(gòu)建。具體的構(gòu)建過程如下：

2.1 采集層

數(shù)據(jù)采集層主要實(shí)現(xiàn)的方式是通過各種傳感器來完成成，對于信息的收集包括了各個(gè)港口的煤炭交接處、收集煤炭的機(jī)器、抓斗機(jī)這些實(shí)物進(jìn)行RFID實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽管理，在同構(gòu)各種傳感器時(shí)間數(shù)據(jù)的收集。

2.2 傳輸層

這里的傳輸層主要是對現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行各種信息的傳輸，對于信息的傳輸主要利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息完成這些信息可以是有線的數(shù)據(jù)收集也可以通過無線的數(shù)據(jù)收集，但是要保證的是整個(gè)過程一定要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，從最初的數(shù)據(jù)采集層到相關(guān)的數(shù)據(jù)處理層。

2.3 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理是真?zhèn)€物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)也是其發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在，對于數(shù)據(jù)的處理是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，數(shù)據(jù)處理繁雜，數(shù)據(jù)量大同時(shí)正確的要求性很高。所以整個(gè)過程要對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把關(guān)包括了數(shù)據(jù)的儲存，數(shù)據(jù)的現(xiàn)場查詢，重要數(shù)據(jù)分析，同時(shí)還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的挖掘和理解，只有這樣才能保證數(shù)據(jù)處理具有實(shí)際意義。

2.4 應(yīng)用層

這里的應(yīng)用層主要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和處理，在分析中有價(jià)值的物流信息，將這些信息應(yīng)用到實(shí)際的煤炭運(yùn)輸中保證煤炭物流信息暢通同時(shí)指導(dǎo)煤炭的運(yùn)輸。應(yīng)用層的表現(xiàn)形式主要體現(xiàn)在各個(gè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)當(dāng)中。在各個(gè)子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信息的交換和共享，使得有效信息得到最充分的應(yīng)用，這樣就可以很好的解決和消除各個(gè)信息系統(tǒng)之間出現(xiàn)的信息孤島問題，提高了整體信息利用效率。

3 煤炭物流信息系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)

要想實(shí)現(xiàn)煤炭信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，必須要結(jié)合實(shí)際現(xiàn)狀設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況的煤炭物流信息系統(tǒng)。這些模塊要實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)陌踩院褪褂眯?，切?shí)提高煤炭物流信息的利用率，實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸?shù)目茖W(xué)、合理。

3.1 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)在這里我們主要采取了RFID的采集層設(shè)備，這里的數(shù)據(jù)采集是一個(gè)自動(dòng)化信息收集的過程，對各個(gè)數(shù)據(jù)低端的標(biāo)簽信息做好數(shù)據(jù)收集、處理和過濾。之后對數(shù)據(jù)存儲的樣式進(jìn)行規(guī)范化處理，再次進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作。這樣一個(gè)過程可以很好的對外部煤炭物流的物流鏈進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)來源進(jìn)行對貨物的運(yùn)輸軌跡進(jìn)行跟蹤，對于外部可以實(shí)現(xiàn)對煤炭現(xiàn)場進(jìn)行管理，特別是對于運(yùn)輸?shù)墓芾磉@里的子系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息可以作為最重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.2 物流跟蹤管理子系統(tǒng)

所謂物流跟蹤就是要進(jìn)行各個(gè)出入口的實(shí)施監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中同樣還是采用了RFID的采集設(shè)備。信息采集地點(diǎn)包括煤炭礦場的各個(gè)出入口、電廠入口以及煤炭運(yùn)輸鐵路到站地點(diǎn)，這樣就可以很好的保證從礦場、船舶、港口、鐵路以及各個(gè)大小電廠煤炭物流節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)跟蹤。在以上各個(gè)信息匯集點(diǎn)安裝上閱讀器、在機(jī)車上安裝標(biāo)簽讀取器，實(shí)現(xiàn)火車上信息以及在車廂內(nèi)的物品信息獲取，信息獲取后借助于物聯(lián)網(wǎng)或者是互聯(lián)網(wǎng)將信息傳遞到信息處理中心，對過去信息進(jìn)行更新。煤炭的管理人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)的權(quán)限了解煤炭的運(yùn)輸情況，具體的路線、位置和需要運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間。

3.3 智能閘口管理子系統(tǒng)

在煤炭的運(yùn)輸中不僅會在國內(nèi)進(jìn)行物流還要進(jìn)行國際之間的煤炭交易，所以要考慮到各個(gè)港口的煤炭運(yùn)輸。在用火車運(yùn)輸中一旦火車進(jìn)入到預(yù)定的港口后，在預(yù)訂位置的線圈就會被觸發(fā)，這時(shí)的視頻識別系統(tǒng)就可以進(jìn)行電子車牌的自動(dòng)讀取和識別，同時(shí)對火車內(nèi)部的貨物信息進(jìn)行檢測和識別（這里包括了煤炭的種類、運(yùn)貨人、收貨人等），進(jìn)行先關(guān)信息的調(diào)度和信息的核對，然后才可以選擇正確軌道進(jìn)入到翻車機(jī)房，這樣做可以減少機(jī)車的等待時(shí)間，提高了貨物的運(yùn)輸效率，減少出錯(cuò)的可能，提高了業(yè)務(wù)管理水平。

3.4 煤炭倉儲管理子系統(tǒng)

由于前期的煤炭倉儲管理中，人為影響比較大直接影響到煤炭實(shí)際物流的效率，同時(shí)也提高可人為煤炭處理中出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能。所以要在煤炭倉儲在物聯(lián)網(wǎng)管理的基礎(chǔ)上要進(jìn)行比較大的調(diào)整。在此次的煤炭倉儲管理中要實(shí)現(xiàn)煤炭堆料現(xiàn)場的可視化還增加了地基沉降等建筑的檢測，在堆料和取料中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的管理。對于煤炭可能出現(xiàn)的發(fā)熱問題，在子系統(tǒng)處理中要在煤炭堆的關(guān)鍵位置安裝上自動(dòng)預(yù)警設(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警的目的。將全站定位儀（TPS）安裝在堆料機(jī)器的頂部，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對堆料現(xiàn)場三維重建和現(xiàn)場實(shí)時(shí)掃描。這樣就可以將現(xiàn)場的煤炭堆放情況進(jìn)行輪廓掃描，再通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將收集到的圖像信息傳遞到中央處理器上，這樣煤炭倉儲管理人員以及物資調(diào)度室人員就可以很好地了解到煤炭堆放情況和數(shù)量變化情況。在接下來的管理中做到心里有數(shù)，對于前來取料的機(jī)車進(jìn)行正確的路線選取以及對堆放煤炭處理，這樣就可以改變過去操作人員對倉儲室內(nèi)的煤炭隨意管理的形勢，使得煤炭的堆放更加合理，不管是取料還是接受物料都更加的科學(xué)合理，提高了整體的生產(chǎn)運(yùn)營效率。同時(shí)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中還進(jìn)行了煤炭垛位的溫度測量采用熱感攝像對煤炭內(nèi)部以及表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，可以控制倉儲內(nèi)煤炭的溫度，保證了煤炭堆放的安全，最大限度的減少可能出現(xiàn)的異常問題。

3.5 智能裝卸管理子系統(tǒng)

智能裝卸管理的實(shí)現(xiàn)要需要的系統(tǒng)包括激光掃描儀、全站儀定位系統(tǒng)（TPS）以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫等。其工作原理是將TPS安裝在裝卸機(jī)械的機(jī)械臂上設(shè)定好裝配的流程程序?？梢詫?shí)現(xiàn)對堆料點(diǎn)的自動(dòng)尋找，其中的抓斗機(jī)和裝卸臂實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的操作，將機(jī)車或者其他運(yùn)輸設(shè)備中的煤炭進(jìn)行裝卸和對應(yīng)堆放，這樣可以保證煤炭的裝卸更加高效同時(shí)還能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高整個(gè)物流效率。

4 結(jié)語

煤炭物流信息系統(tǒng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以很好的提高煤炭在實(shí)際運(yùn)輸中的效率，同時(shí)為相關(guān)的管理人員提供了科學(xué)、真實(shí)數(shù)據(jù)，為煤炭運(yùn)輸管理起到了積極的作用。在物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)收集中保證了煤炭物流各個(gè)環(huán)節(jié)的安全可靠，需要加大對這方面的研究和對物聯(lián)網(wǎng)在煤炭物流信息系統(tǒng)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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