煤矿胶轮车系统信息集成的研究与设计

李晨雨

摘要：本文对煤矿胶轮车监控调度系统现状进行了分析，提出了胶轮车系统集成的观点，介绍了一种煤矿无轨胶轮车运行管理监测平台联网接入标准，并对数据采集协议进行了详细介绍。

关键词：无轨胶轮车;集成系统;数据采集;

第1章 概述

现阶段，各煤矿为了提升井下胶轮车的运输效率及管控水平都建立了胶轮车监控调度系统，可实现对自家煤矿车辆的有效管控。但在车辆集中管控上，还没有有效的手段，也不能为监管部门提供监管依据来实现分级管控，无法满足各级安监部门的要求，缺少一个统一管理监测系统。

但目前各胶轮车监控调度系统多为封闭系统，互不兼容，缺乏统一的通信及信息交换标准。因此便需要一个统一的联网接入标准，保证胶轮车监控调度系统中的数据的实时性及准确性。

第2章 具体应用

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司所属10对矿井建设了无轨胶轮车监控调度系统，通过该系统实现对井下共计1544台的无轨胶轮车进行监控调度。10对矿井的系统分别由3个不同厂家承建，分别为KJ150A、KJ650和KL353系统，设计了一种数据采集协议，来帮助上传程序，部署至各矿的服务器中，完成数据采集的工作，过程如下图1。

图1详细的展示了无轨胶轮车运行管理监测系统数据采集、上传、集成、展示的过程。

1、使用煤矿井下无轨胶轮车运行管理监测平台联网接入标准，定时生成文本文件;

2、无轨胶轮车监控近端解析程序通过读取文本文件，结构化数据通过TCP/IP协议进行数据上传;

3、无轨胶轮车监控远端接收程序接收矿端上传数据，通过数据类型送到实时数据库、历史数据存储等;

4、根据业务应用需求，构建统一的业务逻辑层，实现数据统计、查询;

5、发布统一的WEBAPI、WCF接口;

6、PC端应用、大屏幕显示终端及移动应用根据需求调用数据接口，实现界面层的业务展示。

第3章 协议设计及分析

本章具体介绍协议的设计思路及协议内容。

3.1 协议类型

文本文件型。

3.2 数据格式要求

以文件的方式上传数据，数据格式统一使用分隔符的方式，具体的规则如下：

（1）单个文本文件用“||”表示结束;

（2）每个测点一行记录，用“～”表示结束;

（3）不能出现全角的符号;

（4）每项属性描述通过英文“;”隔开，如果某个描述项没有，则留空，分隔符“;”必须有，最后一个数据项后没有“;”;

（5）数据文件的格式为文本文件，扩展名采用“.txt”，文件编码为 UTF-8（无 BOM 头）编码。

3.3 协议设计

根据各矿胶轮车监控系统中的数据类型及各項参数，将数据分为五个类型进行分类，分别为：

1、基础数据类：主要包括车辆基础信息、通讯设备信息、分站信息、信号灯信息、读卡器信息、区间信息。

2、车辆调度任务信息：主要包括驾驶员信息及车辆调度任务信息。

3、系统实时过程信息：主要包括井下车辆实时信息、井下车辆精确定位信息、井下车辆实施工况信息、分站实时状态信息、信号灯实时状态信息、读卡器实时状态信息、区间实时状态信息。

4、实时报警信息：主要包括闯红灯报警信息、超速报警信息、超时（长时间井下逗留）报警信息、车辆违章信息、其他异常报警信息。

5、车辆保养、维修、租赁信息：主要包括车辆保养信息、车辆维修信息、车辆租赁信息、车辆加油登记信息。

3.4 协议文件结构

每项信息由三部分构成，分别为数据项说明、文件格式说明及接入频率说明，以车辆基础信息为例如下所示：

例：车辆基础信息

描述矿井所有车辆的基础信息，提供购入时间及落地价格以供集团公司合算成本。

1）需要包含的数据项说明

序号 字段名称 说明

1 车辆编号 必填项

2 车牌号 必填项

3 车辆类型 必填项 货车、人车、特种车等文字描述

4 车辆型号 必填项 按实际填写

5 车辆限速值 必填项 浮点型 描述车辆限速值

6 所属部门 必填项

7 是否租赁 必填项 1 是 0 否

8 生产商 非租赁时填写

9 购入时间 非租赁时填写 时间类型 yyyy-MM-dd

10 落地价格 非租赁时填写

11 使用年限 整型 车辆预计使用年数

12 备注

2）文件格式说明

a）文件名

煤矿编码_CLXX_数据上传时间.txt

b）文件内容

文件内容包括两部分：文件头和文件体。

文件头包括煤矿编码，矿井名称，数据上传时间，车辆总数。这四个字段都是必填项。数据上传时间是指生成该数据文件的时间。

c）数据格式示例

编码为 140121020034 的矿井胶轮车系统在 2020年8月26日8点57分24秒生成车辆基础数据文件，文件名为 140121020034_CLXX_20200826085724.txt，内容为：

140121020034;XXX 煤矿;2020-08-26 08：57：24;2～

10001;红WB-3013;货车;防爆货车;25;外委租赁车队;1;;;;～

10002;红W-80023;人车;防爆人车;25;运输二队;0;xx公;20190201;1000000;15;～||

3）接入频率说明

基础数据，要求数据转换软件启动时立即发送一次全量基础数据至集团。采集系统，如果接入系统数据有变化时即刻上传全量数据，至少每天10点上传一次。

协议中其他信息均由此结构构成，此处不再展示。

第4章 应用效果

国家能源集团宁夏煤业有限公司使用此联网接入标准集成各矿胶轮车数据，建立了无轨胶轮车运行管理监测系统。将各矿胶轮车数据集成至一个统一的系统，实现无轨胶轮车运输调度的管理精细化，对10对矿井入井车辆的信息记录、车辆派遣、井下红绿灯状态、车辆定位、超速报警、运行轨迹查询、车辆基础信息、使用记录等信息进行统一集成。既为各级安监部门提供监测数据，又为相关业务管理部门提供有效的无轨胶轮车运行管理监测平台，实现矿井车辆资源使用的最优化。

参考文献：

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