智慧矿山
——智慧贝拉斯改造应用设计
2018-09-03
(河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司,河北 滦县 063700)
1 背景介绍
目前,采矿运输任务一般由大型贝拉斯矿车完成,但是该方法存在一定弊端:采场内运输道路专用车辆多、人员杂、交通条件不佳;采场内道路都是石渣临时运输车道,使用周期短;随着采矿技术的不断成熟,高台阶采矿处理成为主流,致使采矿路径转弯多、转弯半径小、坡道大;路面为采选后的废石铺成,不耐用、污染大、易损坏等缺点。
同时,矿用汽车装载量大、结构复杂、作业条件差;贝拉斯大部分接近了报废年限,车辆性能下降存在安全事故隐患。至此,提高运输技术管理并保障运输车辆安全运行成为我们的重点工作。我国矿山行业整体水平看,劳动生产率低,单位成本高,提高劳动生产率,降低成本是我国矿山发展的总目标,同时改善矿工生产安全和健康状况也是我国矿山发展的重要任务。
2 科技提高安全管理
2.1 车辆盲区
现在所有车辆都存在一定的盲区,而盲区的存在是公认的车辆行驶的安全隐患。尤其在大型矿车上体现的尤为明显,车辆四周均存在盲区,最大距离为30米,严重影响安全驾驶。
经过我们不断的努力,矿车盲区已经做到视频、雷达预警覆盖,但频繁的低头查看信息,以及预警系统的模糊性误判、查看反应操作之间的延时,对于安全驾驶有着诸多不利影响,甚至造成驾驶判断失误,引发严重后果。
图1 事故现场照片
根据实验以及测算,贝拉斯轮胎直径3.55米,轮胎气压80-120PSI,相当于6-8个标准大气压。
贝拉斯轮胎爆炸的威力可以使,直径20公分的石块飞出十米将北斗星轿车车门击穿,方圆500米内建筑物玻璃震掉。引入胎压检测,结合深度学习算法的危险预警,势在必行。
经过改造,引入HUD抬头显示系统,将彻底改变大型矿车盲区问题。HUD设备将车辆原有视频摄录设备,通过端口融合,利用front-projected holographic display技术直接投影到车辆前挡风玻璃上,把车辆盲区全覆盖,一次性呈现,这样车辆驾驶员可以直接“平视”全景路况信息,同时可以加入车速、胎压、车距确认等车辆行驶参数确保安全行驶。
如果原有车辆摄录设备不足或者仅为雷达防撞预警,那么我们可以加入双面摄像头,再利用VR技术进行融合,形成360°无死角成像系统,这样既减少投入,又提高成像效果,达到设备优化的目的;同时,再利用多年安全行驶数据、车辆参数等大数据支持,结合深度学习算法建立车辆安全行驶预警系统。
2.2 道路盲区
采场中道路盲区也是一个比较大的危险因素,由于采场道路转弯半径偏小,道路两侧均有较高土挡,转弯盲区不可避免。
在转弯处,重载车辆受离心力影响,车辆不易控制,同时转弯处躲避区域小,极易造成事故。
在这种情况下,转弯的地方添加摄录设备,实时路况通过WHDI技术无线传输到过弯车辆上,然后显示在车前挡风玻璃上,实现道路全景路况识别,打造行车无盲区驾驶,消除所有盲区行驶隐患。
采场道路表面多由小粒度废石铺成,损坏快,使用周期短,很难实现道路画线分区行驶,利用front-projected holographic display技术,实现虚拟画线,车辆分区行驶,达到科学管理运输车辆的目的。
在此基础上,可以进一步实现运输车辆智慧无人驾驶运行系统。
3 前景展望
经过国内外近30年的数字矿山的发展,矿山生产自动化、智能化已经积累了大量的科技研究成果,并且在加拿大、瑞典、澳大利亚等矿业发达国家拥有了大量应用实践经验,实现了无人操作、无人值守、高度智慧化的科技矿山,提高了生产效率,降低了生产成本,使他们的产品具有了市场竞争优势。
我国在“十三五”规划中,“智慧城市”建设、发展作为政府行政管理科学化、高效化,以及提升人民生活幸福感的重要手段,得到了前所未有的支持与重视;随着智慧城市建设的快速发展,智慧矿山的提出与发展,将是矿山建设发展的必然趋势。
智慧运输系统是智慧矿山的主要组成部分,实现矿车智能化是智慧运输系统的重要支点,对智慧矿山的建设,将起到非常显著的示范作用。