露天矿GPS卡车调度系统数据流处理方法

1、露天矿GPS 卡车调度系统数据流处理方法 目前，露天矿 GPS 卡车调度系统在世界范围内得到了广泛的应用，已经成为增加露天矿经济效益、提高现代化管理水平的一个重要的技术发展方向。国外有 100 多个露天矿采用卡车优化调度系统，经统计，可提高生产效率 6%32% 。露天矿 GPS 卡车调度系统作为数字矿山建设的重要组成部分，集成了 GPS 和 GIS 技术。该系统能够接收 GPS 位置信息并收集设备各种状态信息，通过无线通信系统将这些数据实时地传送到调度中心，由计算机进行快速决策运算，并将调度命令发送给各装运设备，从而实现动态优化调度。另外，卡车、电铲以及生产设备运行的信息和航迹在 2 维和 3

2、 维 GIS 上可以可视化监视，从而实现实时动态管理以及辅助决策分析。露天矿在应用 GPS 卡车调度系统之后，日常生产管理和生产图表需与原管理模式相衔接。然而国内大型露天矿基本都是开采多年的老矿山，每个矿山都有不同的生产管理模式，生产图表更是庞大而复杂的。如何全面准确地处理数据流，并按照生产实际需要，完成产量统计和其他运行数据的汇总，对该系统的应用和推广是至关重要的。本文以抚顺西 GPS 卡车自动化调度系统为例，分析了 GPS 卡车调度系统数据流的特殊性，尝试从矿山生产流程出发，进而研究实现数据流处理的有效方法。1、露天矿 GPS 卡车调度系统组成与工作原理露天矿 GPS 卡车调度系统主要由移

3、动车载终端、通讯差分系统、调度中心系统三部分组成 5, 系统组成及其对外关系如图 1 所示。 图 1 露天矿卡车调度系统组成及其对外关系移动车载终端接收 GPS 信息并实时解算自己的坐标位置；调度中心根据需要以轮询方式采集每台车载终端的信息：当车载终端收到对其轮询指令后将自己的车号、位置、状态等信息发向调度中心；当设备需要向调度中心报告情况时 ( 如设备故障等 ) ，终端竞争向调度中心发送这些信息，并同时报告自己的位置、状态等。通讯差分系统实现调度中心系统与移动车载终端的信息通讯与差分数据解算。调度中心系统存有道路网、生产计划、设备配置等数据库，调度中心实时分析每台设备的位置、状态信息并将结果

4、以 2 维或 3 维图形方式显示出来，同时根据需要自动产生调度指令发送给车载终端，车载终端收到命令后在显示屏上显示并进行相应的语音提示。通过本系统与管理信息系统连接，可以将显示和查询统计应用范围扩展到局域网内供矿山决策者随时了解露天矿的生产动态和信息。2、 露天矿 GPS 卡车调度系统数据流处理方法2.1 系统数据流 为满足实时调度的要求，露天矿 GPS 卡车调度系统对移动终端数据进行实时采集并及时进行处理，第一时间做出调度指令发送给卡车电铲终端。2.2 数据流处理方法露天矿 GPS 卡车调度系统是由软硬件相互协调工作的。为了满足系统运行的稳定性、可靠性和生产需要，系统在部分移动终端出现异常或

5、者数据不完整的情况下，矿山允许系统在一定误差范围内完成产量计算和运行统计。当前国内露天矿山采用的生产设备缺少相应的计量和检测装置，无法准确地获得设备的运行状态及其他辅助信息。因此，只有全面了解矿山生产工艺流程，掌握设备运行特性才可以对装运环节进行控制，尽可能实现准确计量。有效的数据流处理能够获得每台运输设备的装车地点、卸车地点及运行路线，从而可以自动计算出各装载点产量、各排卸点产量、各运输设备产量及运行千米等，并依据矿山生产工艺流程匹配计算出装载设备产量和运行状态，避免人工计件产生的误差，为承包计酬提供依据。通过大量的现场调研和实际应用，了解到露天矿车流密集、装载设备和卸载位置众多、运输物料复

6、杂的现状。提出了露天矿 GPS 卡车调度系统数据流处理的方法，采用生产回放式的卡车电铲装卸车时序匹配计算模式。回放式装卸时序匹配计算方法突出了生产工艺回放和时间匹配的特点：一是以数据回放的形式展示露天矿生产工艺流程；二是按照时间序列进行卡车电铲数据流的匹配处理，保证所有基础数据在时空上的一致性；三是能够按照矿山生产原则，记录设备关键状态，回朔找寻运输设备装卸车的位置。采用该算法能够在矿山生产条件复杂，采样点比较少的情况下准确计量。2.3 数据流处理内容回放式装卸时序匹配计算方法将矿山设备产能和运行状态分别进行汇总处理，为矿山的生产管理中制作各种生产报表提供数据支持。数据流处理的内容主要包括以下

7、几个方面。1）产量统计产量统计是对当班生产数据的汇总和分项查询统计。主要内容有：产量汇总、卡车产量、电铲产量、卸载点产量和物料产量。2 ） 生产回放 露天矿 GPS 卡车调度系统优势之一就是可以事后对生产场景和生产环节进行回放。生产回放可以评价生产环节、预测设备的可用率，进而指导生产运行，也可以起到对事故追查、对计量的监控等作用。3 ）运行统计系统全面地记录了各型设备运行的所有状态。其中卡车的运行状态包括：空运里程、重运里程、空运时间、重运时间、装车时间、卸车时间、待装时间、待卸时间、停车时间、点检时间、维修时间、故障时间、延迟时间、故障次数、延迟次数、速次数等数据。电铲的运行状态包括：装车时

8、间、待车时间、行走时间、点检时间、维修时间、故障时间、延迟时间、故障次数、延迟次数等相关数据的统计汇总。4 ）数据检查移动终端的数据检查可以反映终端的可靠性和稳定性。数据检查功能能够为系统维修人员提供在线检测和评估移动终端性能的平台。数据检查主要包括接收帧、丢失帧、定位比例、超时比例、定位次数、超时次数等数据项的统计汇总。5 ）参数设置 参数设置直接关系到数据流处理过程中计算结果的准确性。现场生产环节在出现异常的情况下，则可以设置约束条件参数对生产设备进行特殊限定，提高了最终数据的准确性。 3 应用实践针对露天矿 GPS 卡车调度系统数据流处理，开发了多文档界面 (MDI) 风格计量管理系统。计量管理系统的数据流计算功能采用回放式装卸时序匹配法，使得计算速度更快。生产报表的分类查询统计全面，具备打印导出功能。分设备的单一生产回放功能能够追查设备运行状态并为今后生产决策做出指导。 通过某露天矿 GPS 卡车调度系统的计量管理应用证实，回放式装卸时序匹配计算方法能够保证在复杂生产运输工艺条件下，生产设备产量和运行统计准确，避免了虚报产量和人工计量误差。 4 结论数据流处