趙曉雨

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如何使生產(chǎn)更加高效、綠色、安全已成為現(xiàn)代礦山的重要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，GPS貨車調(diào)度系統(tǒng)在高效、安全生產(chǎn)過程中發(fā)揮著不可替代的作用。GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)是以車輛終端為媒介，以網(wǎng)絡(luò)通信為橋梁，對礦山生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，最大限度地恢復(fù)現(xiàn)場生產(chǎn)過程。移動(dòng)4G通訊網(wǎng)絡(luò)是對第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的總稱，其是在將原有的3G模式和WLAN網(wǎng)絡(luò)相集合，形成能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸、圖像、音視頻進(jìn)行高速傳輸?shù)囊环N傳輸方式。其其優(yōu)勢在于超高速的傳輸速率，100mbits/s的傳輸速率是傳統(tǒng)移動(dòng)通信方式的1萬倍。其傳輸速率的可靠性保證了GPS貨車調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。

關(guān)鍵詞：露天礦;4G;卡車調(diào)度系統(tǒng)

隨著我國智慧礦山理念的提出，高效、綠色、安全的礦山生產(chǎn)理念成為我國現(xiàn)代化礦山的衡量標(biāo)準(zhǔn)。將移動(dòng)4G通訊技術(shù)運(yùn)用至GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)中，在有效幫助礦山在籌建GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)過程中選擇最優(yōu)方案。

1 調(diào)度中心系統(tǒng)

作為GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)下屬所有車輛運(yùn)行情況的監(jiān)控、系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)的保存和備份，以及與監(jiān)控分中心的聯(lián)系，直接對車輛做具體調(diào)度安排。通過語音提示以及系統(tǒng)提示告知駕駛員，實(shí)現(xiàn)對駕駛員安全操作的實(shí)時(shí)管理。

2 無線通訊系統(tǒng)

主要解決車載終端的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的傳輸?shù)秸{(diào)度中心的問題，避免網(wǎng)絡(luò)阻塞。目前對于通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)主要有2種模式，①通過在生產(chǎn)作業(yè)區(qū)及維修區(qū)自建基站形成無線通訊網(wǎng)絡(luò)，這種通訊模式雖然數(shù)據(jù)傳輸速度較快，網(wǎng)絡(luò)安全性較高，其可開發(fā)拓展的功能較多，但為了實(shí)現(xiàn)通訊信號全覆蓋需要的成本會(huì)相對較高，而且需要有自己的維護(hù)隊(duì)伍對基站進(jìn)行常年維護(hù)。②基于運(yùn)營商的通訊網(wǎng)絡(luò)，通過通訊運(yùn)營商所搭建基站平臺，利用SIM卡實(shí)現(xiàn)在GPRS、3G、4G模式下的數(shù)據(jù)傳輸，其優(yōu)勢在于造價(jià)相對較低，只需每年對SIM卡進(jìn)行付費(fèi)，對于通訊網(wǎng)絡(luò)所需的硬件維護(hù)項(xiàng)少，網(wǎng)絡(luò)的通訊速率也能夠滿足GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，針對于?xiàng)目預(yù)算較少的礦山可以采用此類通訊方式。4G通訊網(wǎng)絡(luò)的模式下可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，由于4G通訊網(wǎng)絡(luò)其超高速的數(shù)據(jù)速度，能夠充分保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫约皵?shù)據(jù)傳輸所需的穩(wěn)定性，能夠?qū)④囕d終端設(shè)備外接的相關(guān)傳感器所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過4G通訊網(wǎng)絡(luò)完全可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)送達(dá)，并且其成本要遠(yuǎn)低于自身無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。4G通訊網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)相互傳輸以及通訊。4G通訊網(wǎng)絡(luò)可依托于其本身所帶的移動(dòng)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的移動(dòng)通訊功能。目前所采用的無線電臺通訊抗干擾能力以及干擾能力都嚴(yán)重制約著設(shè)備上其余輔助設(shè)施的實(shí)際應(yīng)用，這一問題通過4G通訊網(wǎng)絡(luò)將得以緩解。4G通訊網(wǎng)絡(luò)由于其模塊采用的是通訊運(yùn)營商的通訊模塊，其多年技術(shù)積累能夠應(yīng)對礦山各類設(shè)備在移動(dòng)過程中頻繁切換基站所帶來的其他問題。當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備在移動(dòng)過程中，其所接收的通訊信號較低或消失的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)切換至信號強(qiáng)或較近的基站作為通訊點(diǎn)，這類頻繁的操作對車載通訊模塊的穩(wěn)定性高。4G通訊網(wǎng)絡(luò)所使用的車載通訊模塊是基于移動(dòng)通訊的成熟技術(shù)，其能完全勝任生產(chǎn)設(shè)備在行駛過程中所需的模塊切換的問題。

3 GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)的功能

調(diào)度中心軟件可以實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）班作業(yè)計(jì)劃制作與動(dòng)態(tài)調(diào)整：根據(jù)產(chǎn)量計(jì)劃、配車計(jì)劃、配礦質(zhì)量計(jì)劃等，輔助調(diào)度員合理制定當(dāng)班的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，為科學(xué)合理的制定最優(yōu)的組織生產(chǎn)流程方案以及車、礦效率最高融合度方案提供依據(jù)，并可根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實(shí)時(shí)變化（如電鏟、破碎站、卡車等故障）進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化。（2）自動(dòng)計(jì)量：通過每臺車輛的裝車地點(diǎn)、卸載地點(diǎn)的自動(dòng)記錄，以后臺數(shù)據(jù)運(yùn)算的方式對該車輛的裝點(diǎn)產(chǎn)量、卸載產(chǎn)量以及不同車類的產(chǎn)量和噸運(yùn)公里進(jìn)行歸納成表，以避免人工計(jì)算產(chǎn)量的誤差，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化辦公，減少勞動(dòng)力的投入，還可作為承包算酬的可靠依據(jù)。（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立與查詢統(tǒng)計(jì)處理：根據(jù)礦山要求建立詳細(xì)準(zhǔn)確的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（通常分為為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、匯總數(shù)據(jù)庫、專用數(shù)據(jù)庫等4種），在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖表的制作及統(tǒng)計(jì)處理，包括提供“報(bào)表生成器”的工具，以方便調(diào)度人員制作具有個(gè)性化的報(bào)表，滿足露天礦使用需要。（4）超速報(bào)警：車載終端通過GPS自動(dòng)采集設(shè)備運(yùn)行速度，當(dāng)運(yùn)行超速時(shí)，車載終端將向司機(jī)報(bào)警并向調(diào)度中心報(bào)告超速次數(shù)，對安全行駛起到促進(jìn)作用。（5）班中查詢：可隨時(shí)對當(dāng)班的設(shè)備、裝卸點(diǎn)等的運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間、產(chǎn)量等進(jìn)行組合式查詢。（6）運(yùn)行回放：可對任意時(shí)間間隔內(nèi)的全部設(shè)備或部分設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)過程運(yùn)行回放顯示，可人為控制回放速度，對于分析礦山生產(chǎn)過程、優(yōu)化礦山生產(chǎn)計(jì)劃、挖掘生產(chǎn)潛力、追查事故原因、統(tǒng)計(jì)查詢歷史數(shù)據(jù)等起到重要作用。（7）圖形管理：輸入礦山采剝工程平面圖和運(yùn)輸?shù)缆穲D，形成圖形庫和道路網(wǎng)庫。圖形庫包括：采剝工程位置信息，地形地質(zhì)信息，并在此基礎(chǔ)上建立三維圖形庫。道路網(wǎng)庫包括：工程點(diǎn)信息，路段信息，路徑信息等。（8）基礎(chǔ)信息管理：包括設(shè)備檔案、司機(jī)檔案、調(diào)度人員檔案、值班人員檔案等。

4 4G模式下的數(shù)據(jù)傳輸方式

GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)在進(jìn)行信息交互時(shí)，可以采用長連接方式，也可以采用短連接方式。所謂長連接，是通過在TCP連接上當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送傳輸時(shí)，可連續(xù)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)包，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，用雙方發(fā)送鏈路檢測代替數(shù)據(jù)包，維持連接通暢。短連接是指在雙方需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)則建立一個(gè)TCP連接，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時(shí)則對此TCP連接進(jìn)行中斷。

1.長連接。長連接的通信方式是以客戶-服務(wù)器的方式建立一條TCP通路連接，用以進(jìn)行通信雙方的數(shù)據(jù)交互，當(dāng)數(shù)據(jù)交互結(jié)束時(shí)為確保連接暢通，雙方采用每隔固定時(shí)間X進(jìn)行發(fā)送鏈路檢測確認(rèn)，使其保持連接暢通，但發(fā)送后Y秒未得到鏈路確認(rèn)響應(yīng)后，持續(xù)發(fā)送Z此仍無相應(yīng)，則此連接斷開，并停止對SP及網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送。

2.短連接。短連接的方式原理與長連接的方式基本相同，其不同在于，短連接屬于應(yīng)需而連，即每當(dāng)需要數(shù)據(jù)進(jìn)行交互時(shí)，雙方建立TCP連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，交互結(jié)束后，連接斷開。

總之，露天礦GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)作為數(shù)字礦山建設(shè)的重要組成部分，集成了GPS和GIS技術(shù)。該系統(tǒng)能夠接收GPS位置信息并收集設(shè)備各種狀態(tài)信息，通過無線通信系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳送到調(diào)度中心，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速?zèng)Q策運(yùn)算，并將調(diào)度命令發(fā)送給各裝運(yùn)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度。

參考文獻(xiàn)

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