矿用GPS卡车智能调度系统在黑岱沟露天煤矿的应用和改进

黑岱沟露天煤矿原设计生产能力1200万吨，通过扩能改造，现年设计生产能力达到3400万吨。主要开采工艺有：上部黄土和岩石层剥离采用单斗卡车间断工艺，煤层上部岩石层剥离采用抛掷爆破吊斗铲倒堆工艺，煤层开采采用单斗卡车、坑边半移动破碎站、胶带输送机半连续工艺。穿孔、采掘、运输和排弃设备共计200多台套。随着生产规模的不断扩大，生产设备的不断增多，复杂的现场环境制约，靠人工进行生产调度和管理模式越来越达不到提高生产效率的需求，不能很好的发挥设备的作业效率，生产数据的实时性也无法满足生产要求。为此我矿从2014年引进丹东东方测控技术有限公司的“GPS卡车智能调度管理系统”，根据使用过程中存在的一系问题，旧的卡车调度系统已经不能满足生产需要，2019年初对GPS卡车智能调度系统进行了升级改造，升级后系统定位更加准确，操作更加灵活，数据统计更加便捷，并实现了数据共享。

1 系统简介

“卡车智能调度管理系统”（Intelligent Dispatch System），简称IDS系统。IDS系统是通过采用全球卫星定位技术（GPS）、计算机及无线Mesh网络技术、矿山系统工程及优化理论、地理信息系统技术（GIS）、电子技术等高新技术，对传统的人工调度系统及管理体制进行改造，通过采集生产设备动态信息，实时监控和优化调度卡车、电铲、钻机等设备的运行，节省采装设备与运输设备的等待时间，优化卡车运输路经及时应对生产中的突发事件从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代调度控制系统和全方位的采矿生产管理控制自动化决策平台，通讯软件是后台运行软件，是上位机服务器、操作台与车载终端通讯的信息转换程序，该软件运行于通讯服务器上，用于实现通讯协议转换、消息转发、指令转发等。

2 系统主要功能及应用

GPS智能调度系统以GPS定位网和通信网为基础，实现设备终端与调度终端信息交互共享，构建智能调度系统。该系统主要由调度应用系统、电铲终端应用系统、卡车终端应用系统组成。

智能调度应用系统包括：生产调度系统、报警处理系统和设备维修系统，如下图所示。

2.1 生产调度系统。生产调度系统主要包括调度控制台，二维地图监视，地图编辑和历史回放四大模块

1）调度控制台。调度控制台的功能包括现场设置、指派操作、信息发送、规划设置、运行图表及相关的生产数据查询。是智能的人机控制界面，方便生产控制人员通过智能调度控制台全面指挥生产，调度人员根据现场的实际要求调整电铲、卸点的优先派车逻辑，车铲的配比要求限制，卸点供货限制，卡车作业限制等限制要求，实现灵活的派车模式。（1）优化的智能自动调度模式，系统可以根据采场的实际生产情况和管理人员设定的控制参数，自动生成最优决策，并自动下发指令，确保卡车运行在最优的路径上;当卡车、电铲、道路等发生异常时可自动进行指令的修改。（2）方便的固定派车调度模式。当遇到特殊工程要求时，将指定卡车固定在某个电铲或卸点上实现分组管理工作，以满足实际的生产需求。（3）灵活的人工派车调度模式。调度员可利用系统随时将卡车调往任何位置进行指定作业，以实现指挥生产的目的。以上三种调度方式既可独立运行，又可并行运行，减少压车、欠车现象，达到最优的生产控制，提高了设备的利用率，提高了生产效率，降低了生产成本，利用现有设备达到产量最大、效率最高、消耗最低。

2）二维地图监视系统。二维地图监视系统可以实时显示整个露天矿的生产道路网信息，采、运、排台阶信息，实时监测设备的运行轨迹和位置，避免司机偷懒、虚报产量等现象。二维监视包含地图操作基本工具、设备过滤、设备跟踪、设备列表、通讯状态、电铲信息、超速查询、物料信息、离线查询等功能。在二维地图中任意单击一个设备图标，地图上会立即显示有关设备的详细信息，调度人员和生产管理人员通过二维监视、调度控制台可以全面掌握现场生产情况，高效组织协调各生产环节和各单位及部门的工作，从而真正实现调度的综合协调指挥功能，从宏观上把握生产运输的各个环节，实现对各工艺系统的协调、优化调度、提高生产综合效益。

3）地图编辑系统。地图编辑的业务流程按顺序包括：轨迹文件的导入、分析地图发现需要调整的部位、修改底图、添加铲位、添加卸点、添加交叉路口、移动铲位、调整卸点区域、删除铲位、删除交叉路口、删除卸点、路段修改、地图上传等功能。当铲位、排土场及卸载点的区域位置发生变化时，通过编辑更新二维地图，能更准确、及时反映生产现场及采掘、运输、排弃位置的变化情况，能更精确的计算电铲到卸载点的运行路线，及时优化派车方案。

4）历史回放系统。通过历史回放可再现过去任意时间段任意卡车作业历史，包括货物类型、行驶路线、行驶速度、装车位置，装车时间，卸载位置、卸载时间等，这对于分析设备生产过程，优化生产计划、挖掘生产潜力、追查事故原因等起到至关重要的作用。

2.2 报警处理系统

当运输设备超速、越界、违章停车、无故停车、驶离路线等异常变化，终端会报警提示司机，提高了司机的安全系数，确保行车安全，并保存历史记录。在设备状态识别的基础上，可以识别卡车在那个电铲装载，在那个卸点卸载，再与调度下达的调度指令比较，与调度指令不符合，即刻报警，避免司机串铲和乱排乱卸现象发生。

2.3 设备维修系统

设备维修系统是司机从设备终端上报故障后，调度会弹出故障报警提示，由矿调度人员确认信息后，系统自动将故障信息记录，自动通知维修调度，维修调度也会弹出故障报警提示，维修调度可以根据实际情况通知维修人员进行维修，维修完成后，维修调度可以报好或者设备再次作业时自动报好，整个过程系统会将故障内容，故障开始时间、故障结束时间、故障发生的地点等信息记录在系统中，并可以按照不同的方式进行筛选，可以在报表系统进行查询，大大的减少数据的人工录入量和露天维修调度相互沟通时间，降低故障的处理时间，提高设备效率，同时也可以根据故障的开始时间，结束时间，故障类型等信息生成设备的可动率，出动率等信息，解决故障上报的时效性，为领导决策提供依据。

3 完善的数据接口

提供与公司ERP系统、人力资源系统、班组管理系统、综合监控与应急指挥系统、生产执行平台Cmes系统的完善的数据接口方案，不仅能够将系统中的各种数据传输到指定的系统，还能让各系统获取所需的数据，确保GBS卡车调度系统和其它各系统无缝对接，实现了数据共享。

4 功能强大的报表系统（见下图）

开发商根据实际情况，结合GPS卡车调度系统生成的各种数据，编制专用的易客报表系统，用户使用报表设计器通过报表服务器从数据服务器中取数进行远程设计，可以本地设计远程发布模板，并直接对服务器端报表文件编辑更改，可以实现多部门、多人员协同工作。设计的报表可以通过报表服务器存放到数据服务器和知识库中。用户可以通过PC端和移动端的浏览器访问报表系统，其中PC端可进行查询、打印或导出的操作，而移动端只可以进行查询，另外，可以通过终端将外部数据导入和录入系统中。系统还增加了维护功能，生产管理人员可以根据需要增加、删除、修改系统需要的基础信息，包括设备、司机编号、岗位、班组、卸点、状态、交接班时间、计划等信息，用户可以自主增减卸料点、电铲作业台阶功能，满足生产过程的需求，系统自动维护总控系统与车载终端数据的一致性，实现数据的统一管理，按不同要求生成200多張报表，可以统计600多类信息，满足矿方各单位的需求，为统计人员减少了大量的工作量，为生产决策和安全生产提供完整的数据支持。

5 结束语

GBS卡车调度系统在我矿得到了良好的应用和推广，解决了人为干预生产调度的局限性，实现了智能调度。通过几年来的应用和改进，目前系统运行可靠稳定、功能完善，优化效果明显。自该系统运行以来，大大减少了调度人员、统计人员、卡车司机、电铲司机等人的工作量，杜绝了联合作弊、虚报车数、矿资源外流、偷懒等现象、实现了降低生产成本和管理成本的目的，生产效率提高将近5%，生产成本降低将近4%，为实现智能化矿山奠定了基础，实现了矿山生产调度的智能化、自动化，为我公司向数字矿山的目标迈进起到了积极重要的作用。

作者简介

杨树梅（1972-），女，内蒙古准格尔旗人，工程师，本科，现在国家能源集团准能公司黑岱沟露天煤矿调度指挥中心从事统计工作。