露天煤矿车辆智能监控系统综合管理应用

李鑫 齐玉龙 杨万福 刘焱

摘要： 随着社会科学技术的发展，车辆GPS定位在生活中不断的广泛应用，露天煤矿为加强采剥车辆运输的安全管理，减少采剥道路交通拥挤，提高运输效率，为驾驶人员提供良好的信息服务。互联网信息文明和现代商业模式的快速发展，为卫星的应用创新提供了各种可能，通过GPS定位系统与当前通用的车载终端的结合，在车辆运行及安全预警方面等方面可以起到极大的作用，本文通过项目研究背景及意义，设计方案，理论设计，工作原理及性能分析和创新点及应用几个方面来对本方案进行阐述。

关键词： 车辆智能监控系统;实时监控;数据统计;安全管理

背景及意义

作为二十一世纪最重要的信息技术产业之一，卫星技术在促进经济发展、维护国家安全上发挥的作用越来越受到人们的重视。当前，美国和俄罗斯的全球卫星导航系统均已经正式投入使用，欧盟的“伽利略”计划也在逐步开展，未来在卫星导航领域，世界各国将会展开更加激烈的竞争。我国先后建立了北斗一代和北斗二代卫星导航系统，北斗二代卫星导航系统整套系统包含了颗静止的地球轨道卫星和颗非静止的轨道卫星，成功地将北斗一代的区域定位导航提升到了全球定位导航北斗二代卫星导航系统的建设完成标志着我国航天科技事业迈入了国际领先的行列，将对我国的政治经济、国防军事的发展提供重要的支持。近年来，伴随着我国煤炭板块开采量逐步倾向露天煤矿，卡车智能监控系统成为露天煤矿必不可少的监测手段。可进一步提高露天煤矿车辆运输安全管理，能够对车辆准确监控，行驶时的预警以及相应的数据统计成为了采剥车辆的要求。车辆智能监控系统是结合了卫星技术以及无线通讯技术的综合产物，能够对车辆进行大范围、全天候的实时监控管理，充分满足了车辆管理的需求。随着卫星技术和国内通信技术的日益成熟，对于车辆管理系统研究、开发和推广越来越受到煤矿采剥车辆的青睐。

设计方案

结合全球卫星定位技术（GPS/北斗）、计算机及网络技术、3G无线宽带通信技术、地理信息系统（GIS）、嵌入式开发等新技术，以外委车辆为监控对象，对车辆安全运行、位置、速度等信息进行实时监控和统计分析。

系统构成：由车载终端系统、系统服务器、管理终端等构成。

实现功能：实现车辆移动的位置定位、轨迹回放、超速报警、语音提示等功能。

车载终端设备是智能车辆监控系统的硬件组成部分，装设于车辆驾驶室，实时提醒司机安全驾驶车辆，保证车辆在规定时速范围内行驶，避免超速驾驶行为。

理论设计

卫星定位的相关计算（卫星定位的基本方法，在二维情况下，可以使用三颗卫星测定用户位置，虽然以颗卫星的伪距半径作弧不能相交在同一点上，但可以找到一个固定距离值当三个伪距都减去后，以其值为半径的圆将会相交于一点，该交点即是近似的用户位置，该位置与真实用户位置之差是独立的距离误差函数。当存在颗导航卫星时，应用该原理可以完成三维定位。应用伪距测量定位，动态用户定位，列出观测方程，最终完成基本的卫星定位。再通过信号的接受，车载系统对一系列数据进行分析，完成各项工作。

系统运行功能介绍

实时监控

车辆智能监控系统可根据采排场运输范围通过平台精准模拟车辆运输路线，实时实景监控车辆密集度、车辆使用单位、车辆类型、行駛速度、运行状态、数据上传时间等信息状况进行实时监测。

设备运输安全

超速监控：通过对不同区域路段制定安全行车速度，实现车辆超速监控报警功能，驾驶人员接到超速报警后，控制行车速度，确保车辆安全行驶。

进出区域监控：根据平台设定区域对采剥运输车辆行驶范围进行实时监控，避免车辆在行驶过程中出现偏离正常运输区域，防止车辆进入危险区域发生车辆运输事故。

设备报警日志生成：通过监控系统平台可自动对采剥车辆终端掉电、紧急报警、超速报警、超时停车、数据异常进行统计，并将统计数据生成报警日志，报警日志具备存储功能方便查询历史报警记录。

设备统计分析：系统平台可实现对各单位车辆状态统计分析，主要对车载终端接入异常、定位异常、停车熄火、车辆维修、尚未投用、设备损坏、设备丢失、设备断电、数据异常、运行正常进行统计;对每日每台车辆往返趟数、设备故障、每台车辆行驶里程、车辆油耗进行统计，可根据以上数据统计分析提升各单位采剥车辆运输效率管理及车辆经营管理。

设备基础信息：系统平台可实现对车载终端进行组织机构编制分类管理，有效区分各单位采剥及辅助车辆基础信息情况，根据实际现场情况变更或增减车载终端使用信息。

管理应用

矿山生产过程中，通过信息平台对运输车辆出现的报警、终端掉电等信息第一时间进行掌握并处置，有效避免和降低了车辆在安全生产运输中的事故发生，对矿山车辆运输安全管理提供了有力保障。

由于矿山采剥车辆、道路运输状况和安全管理方面所带来的问题，矿山车辆运输需要发展智能监控系统。智能监控系统是以信息、通信、控制和计算机技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输安全管理系统。而基于GPS的车载终端综合管理系统创新性，预警多方面结合，通过GPS/GIS系统与车载终端的结合，集车辆定位与预警、实时监控、安全管理于一体，在不久的将来会有效地提高露天煤矿车辆运输安全，实现车辆的卫星定位、防碰撞紧急制动、防疲劳驾驶、驾驶人员不安全行为监控等功能，这样可以更加有效提升运输车辆安全运行，真正达到“科技创新、智慧矿山”。

参考文献

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