复杂环境下矿山废石仓多用户无人发货业务系统模型设计与实现

摘  要：现有礦山废石仓发货业务，存在运输车辆难固定，一车多客户交叉运输等问题，从计划、发货到计量需要人工全程跟踪。在分析当前人工业务模型基础上，通过设计新的废石仓无人发货业务模型，在发货控制、计量等环节应用信息技术，进行研发与验证。新设计的废石仓多用户无人发货模型，改进了作业流程，发货操作智能高效，提高了效率与精度，提升了管理水平。

关键词：视频识别技术;数据交互;信息系统;矿山计量发货

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）01-0172-03

Design and Implementation of Multi User Unmanned Business System Model for

Waste Rock Warehouse in Complex Environment

CHENG Jin

（Mining Branch of Nanjing Meishan Metallurgy Development Co.，Ltd.，Nanjing  210041，China）

Abstract：There are some problems in the existing shipment business of waste rock warehouse in mines，such as the difficulty in fixing transportation vehicles and the cross-transportation of one vehicle and multiple customers. Based on the analysis of the current manual business model，a new unmanned shipment business model of waste rock warehouse is designed，and information technology is applied in the shipment control，measurement and other links to carry out research and verification. The new design of multi-user unmanned shipment model of waste rock warehouse improves the operation process，intelligent and efficient shipment operation，improves efficiency and accuracy，and improves the management level.

Keywords：video recognition technology;data interaction;information system;mine measurement and delivery

0  引  言

矿山生产必然会产生废石，废石产生后排入废石仓，废石仓能否及时排空，避免胀仓是矿山保持连续生产的重要指标。矿山产生的废石可根据不同等级作为建筑材料增加矿山利润。但是，矿山废石存储场所环境恶劣，运输车辆难固定，当日一车多客户交叉运输，不同的仓储区域均需配置发货人员，监管协调发货过程。目前公司废石发货业务处于人工发货阶段，劳动效率低，出错率高，要解决以上问题，需要研究设计一套基于物联网信息采集、视频联动、业务与场景协同等综合技术创新应用的发货系统，实现废石仓发货业务的无人智能高效运行。

1  矿山废石发货业务现状

目前矿山废石分类主要为混合和加工，采用分仓存储，发货道间相邻紧密，全部依靠人工操作气泵处理，废石发货结束后，发货监督人员、发货操作员、计量人员、司机需要四方核对票据是否一致，并将每天统计数据上报给生产部门。整个废石发货业务流程长，人工干预环节多，数据流低效不顺畅，业务风险也在增加。废石仓发货现场环境部署示意如图1所示。废石仓人工发货流程示意如图2所示。

2  复杂环境下矿山废石仓多用户无人发货业务系统模型设计与实现

2.1  数据采集技术在系统模型中的应用

数据采集是整个系统功能实现的核心。模型要求对现场车牌数据、销售信息系统数据、客户刷卡数据、自动放矿控制数据及计量过秤数据进行实时采集和合法性判断，并设计合理的采集方式、参数、控制精度。本模型中涉及四种数据采集方式：第一，基于嵌入式装置的数据采集，如嵌入式车牌识别一体机，以微处理器为核心配备相关I/O接口、通讯接口、算法软件，构成智能数据采集装置，由于这些装置存储空间有限，这些数据要及时送入PC[1]。PC控制与采集在功能上属于主从方式，系统中通过客户IC卡识别进行强制视频触发采集。第二，基于网络化数据采集，如IC卡信息采集仪表和司秤智能仪表数据采集，将模拟量转换成数字量，并采集入库，进行后期数据加工统计，实施简单有效。第三，基于虚拟仪器技术的数据采集，如气阀开通、委托生成按钮开关。通过直接采用I/O板卡插入PC中，485总线将开关信号送到计算机与信息系统数据交互控制，软件基于DLL的数据采集，将硬件的数据采集命令封装成函数并组成DLL文件，用API调用方式来实现被测量的采集、分析。第四，业务系统之间交互数据的采集，如销售计划、销售取样检化验信息采集。采用中间数据交换平台，在数据交换平台上分别建立计量和废石发货的电文信息表和定时器，根据状态字段判断读取同步的信息。[2]

2.2  废石仓多用户无人发货业务系统模型设计

通过对企业废石業务流程进行分析和优化，建立具有自动信息采集、自动业务处理功能的废石发货业务模型[3]。废石仓无人发货系统主要包括三个业务模块，具体业务数据流如图3所示。

销售系统对固定用户进行分类发卡，根据每日计划对固定客户生成当日发货任务单，任务单与客户形成本次绑定，任务单数据生成后实时同步到废石仓无人发货控制系统。

废石仓无人发货控制系统监管整个发货过程。车辆进入发货场地后，刷卡替代发货班人工收单过程，由读卡器对发货客户进行身份认证[4]。一车多客户交叉运输发货，由程序根据关键信息进行区分。发货管理系统完成车辆状态记录、现场信息提示、车牌信息自动读取和合法性推送等功能。确认合法后，发货装置自动打开，发货人员可根据当前销售计划的实时完成情况，决定操作行为如过重、欠重操作，并根据当前数据与状态，自动产生电子委托拆分信息，传递给计量系统。针对车辆不合法、计划量完成、发货地点不匹配等问题，发货系统设定阀值参数或进行故障指示。

计量司秤系统收到电子委托拆分信息，在合法车辆过磅时自动匹配废石仓无人发货控制系统同步的电子委托单。根据合法毛重皮重信息，生成计量结果，自动打印磅单。同时将所有数据实时同步到销售管理系统，实现管理人员的远程监管。

3  关键技术及难点

3.1  多业务模块自动智能协同模型设计

从计划获取、验证，到委托生成，到各环节业务数据同步，实现多源数据的智能协同处理。矿山无人发货模型关键技术主要实现发货现场信息实时准确采集、业务模块实时高效交互。作业现场作业车辆无法固定，频次、时间、车号均无法提交获知计划，需要对现场数据精确记录，以免无人化后造成关键现场数据疏漏。因此，实现发货记录精确采集，实时、准确的自动生成自动拆分委托是整个程序设计的难点，其中需要进行多项逻辑控制保证系统的正常运行[5]。如图4所示。

3.2  空气阀开关联动控制与声光电按钮联动设备研发

在发货过程中，能精确识别车辆与位置，实现刷卡、识别车号与位置、操作记录与预警，是安全精准发货的前提。系统根据IC卡识别结果，自动控制相应的气阀，同时记录所有控制与操作信息。重点解决了合法用户授权打开气阀的问题，系统设计不仅能支持网络环境下用户合法性的确认，同时灵活的策略也方便现场断网等特殊情况的管理。第二项解决了按钮与电子委托联动生成逻辑设计，用户完成放矿通过按钮完成语音和警示灯提示车辆出仓，发出指令关闭气阀，同时重点考虑开关量输出的抗干扰能力和可靠性。

4  结  论

多用户废石矿山发货无人发货业务模型，创新利用了视频技术和IC技术，可以实现多用户环境下的矿山废石无人发货，实现了发货业务处理自动化、可视化，提高了废石发货系统的效率与精度，促进企业管理改善，降低了管理成本[6]。

参考文献：

[1] 成锦.基于RFID技术的矿山计量发货系统设计与实现 [J].金陵科技学院学报，2015，31（2）：41-44.

[2] 王华忠，陈冬青.工业控制系统及应用SCADA系统篇 [M].北京：电子工业出版社，2017：91-93.

[3] 张彦，殷华杰，李虎.无人机系统智能服务研究 [J].航空电子技术，2018，49（3）：29-35.

[4] 张坤飞.露天矿卡车运行数据采集系统应用的研究 [J].机电信息，2018（27）：51-52.

[5] 丁朝.嵌入式技术在数据采集系统中的应用 [J].中国新通信，2018，20（14）：100.

[6] 成锦.矿山销售计量数据采集交互故障的分析与优化改进 [J].计算机光盘软件与应用，2014，17（19）：139-140.