石慧珍 趙騰飛

（內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū) 014080）

白云鄂博西礦卡車調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石慧珍 趙騰飛

（內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司，內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū) 014080）

首先介紹了白云鄂博西礦卡車智能調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用的背景及必要性。其次介紹卡車智能調(diào)度系統(tǒng)的組成，包括數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)、調(diào)度與管理信息系統(tǒng)及核心調(diào)度軟件系統(tǒng)，最后總結(jié)GPS卡車智能調(diào)度系統(tǒng)，是提高企業(yè)自動(dòng)化程度，向管理要效益的手段，是改變傳統(tǒng)生產(chǎn)組織方式，最大限度地提高生產(chǎn)效率的保障，是數(shù)字化礦山建設(shè)的基礎(chǔ)。

礦山 卡車調(diào)度系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

白云鄂博西礦是一個(gè)現(xiàn)代化露天開采的鐵礦生產(chǎn)企業(yè)。運(yùn)輸方式主要采用鏟裝作業(yè)、礦用卡車運(yùn)輸。采區(qū)作業(yè)范圍廣，地點(diǎn)移動(dòng)變化大，設(shè)備狀態(tài)變化快，采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度與生產(chǎn)組織方式不能及時(shí)、全面、準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件頻繁變化的情況，調(diào)度員靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)調(diào)整生產(chǎn)，無法保障采礦生產(chǎn)過程的優(yōu)化與高效率。為了提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)消耗，必須立足于對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的全局進(jìn)行統(tǒng)籌管理，立足于對(duì)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行最優(yōu)的實(shí)時(shí)調(diào)度，形成科學(xué)智能的計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，這樣才能從根本上解決生產(chǎn)管理過程的問題，以確保實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)的生產(chǎn)目標(biāo)。

1　卡調(diào)系統(tǒng)介紹

1.1總體描述

露天采礦GPS卡車智能調(diào)度系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)對(duì)裝、運(yùn)、卸的全過程進(jìn)行控制與管理，做到裝點(diǎn)、卸點(diǎn)不壓車、不待車，充分發(fā)揮設(shè)備效率保證運(yùn)行設(shè)備滿負(fù)荷工作，實(shí)現(xiàn)運(yùn)距最短；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)資源的合理配置和利用，從而實(shí)現(xiàn)效率最高，消耗最低， 產(chǎn)量最大的智能派車的目標(biāo)，提高卡車、電鏟、牙輪鉆機(jī)等設(shè)備使用效率，用相同的數(shù)量的設(shè)備和最低的消耗完成更多的生產(chǎn)任務(wù)。

1.2系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)白云鄂博西礦調(diào)度室、采場(chǎng)和卸料的布置情況，公司的網(wǎng)絡(luò)情況及管理目標(biāo)，設(shè)計(jì)卡車智能調(diào)度系統(tǒng)由三部分組成：數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)、調(diào)度與管理信息系統(tǒng)、核心調(diào)度軟件系統(tǒng)。

1.2.1數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)

1.2.2調(diào)度與管理信息系統(tǒng)

調(diào)度與管理信息系統(tǒng)，其主要任務(wù)是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、存儲(chǔ)、發(fā)送等處理，并對(duì)露天礦裝、運(yùn)、卸的全部目標(biāo)、全部過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的生產(chǎn)管理和調(diào)度管理，以實(shí)現(xiàn)各種資源的合理配置，使系統(tǒng)在優(yōu)化的狀態(tài)下運(yùn)行。

1.2.3核心調(diào)度軟件系統(tǒng)

根據(jù)生產(chǎn)約束及設(shè)備管理情況，核心調(diào)度軟件系統(tǒng)采用了自主設(shè)計(jì)的一種卡車優(yōu)化調(diào)度模型，整個(gè)核心調(diào)度軟件系統(tǒng)分為三個(gè)主要模塊：最短路算法模塊，車流規(guī)劃模型模塊和實(shí)時(shí)調(diào)度準(zhǔn)則模塊。它們之間的關(guān)系如圖1所示：

1.3系統(tǒng)組成

1.3.1數(shù)據(jù)采集和通訊系統(tǒng)

智能終端：智能終端能夠收發(fā)指令信息，并實(shí)時(shí)的將現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況和設(shè)備狀況傳遞到總控系統(tǒng)。

該系統(tǒng)實(shí)施后，通過制訂報(bào)警管理制度并開發(fā)報(bào)警設(shè)計(jì)包，優(yōu)化了報(bào)警參數(shù)設(shè)置，取消部分重復(fù)報(bào)警，并在DCS上修改了約3×103個(gè)報(bào)警點(diǎn)組態(tài)參數(shù)，使報(bào)警參數(shù)更加合理。另外，通過對(duì)裝置PID參數(shù)整定，提高了控制回路性能，使裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)。該系統(tǒng)投用后，開展了持續(xù)的報(bào)警削減工作，DCS報(bào)警數(shù)量降幅達(dá)到50%以上，基本達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)4級(jí)水平，不僅有效預(yù)防了裝置運(yùn)行故障，還為各生產(chǎn)數(shù)據(jù)保持標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，優(yōu)化運(yùn)行設(shè)置了條件，使得生產(chǎn)系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到有效提升。

圖1　

無線通訊系統(tǒng)：采場(chǎng)周圍搭建9座通訊塔和2個(gè)移動(dòng)小車負(fù)責(zé)采場(chǎng)的無線通訊覆蓋，通訊基站采用太陽(yáng)能和市電雙路供電，主基站采用市電和UPS雙路供電，形成不間斷和無盲區(qū)的無線通訊系統(tǒng)。

100M/1000M網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)：無線通訊兩座主基站通過12芯的鎧裝光纖接入到機(jī)房的思科交換機(jī)，然后和總控服務(wù)器、調(diào)度員工作站形成網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，再接入到公司現(xiàn)在的局域網(wǎng)絡(luò)。

GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)：通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，采用工業(yè)級(jí)GPS定位模塊進(jìn)行定位，確保車鏟定位精度在2米。

網(wǎng)絡(luò)安全和管理系統(tǒng)：安裝公司統(tǒng)一布置的防病毒軟件，增加上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)，提升網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定性和記錄各種網(wǎng)絡(luò)訪問，便于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)和異常。

1.3.2調(diào)度管理信息系統(tǒng)

系統(tǒng)總控服務(wù)器：總控服務(wù)器系統(tǒng)采用多服務(wù)器集群設(shè)計(jì)進(jìn)行負(fù)載均衡，主力數(shù)據(jù)服務(wù)器單獨(dú)采用雙機(jī)熱備設(shè)計(jì)，保證數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)5年。

工業(yè)級(jí)工作站：調(diào)度室工作站使用聯(lián)想工業(yè)級(jí)工作站，確保系統(tǒng)能夠高速穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

UPS不間斷電源系統(tǒng)：配置6KVA/8小時(shí)的山特在線式不間斷電源系統(tǒng)，系統(tǒng)能確保市電斷電后卡車智能調(diào)度系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行8小時(shí)以上。

電子地圖系統(tǒng)：設(shè)計(jì)采用成熟知名的GIS信息系統(tǒng)在調(diào)度室工作站上面安裝二維電子地圖系統(tǒng)，可以通過該系統(tǒng)清晰直觀的查看采場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的物理位置和狀態(tài)。

調(diào)度管理系統(tǒng)：能夠進(jìn)行分礦區(qū)調(diào)度的調(diào)度管理系統(tǒng)，并能夠?qū)ο到y(tǒng)的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，查看當(dāng)前的指令信息和運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)采礦生產(chǎn)進(jìn)行管控。

網(wǎng)絡(luò)報(bào)表系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)報(bào)表系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)生成各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，并能在有辦公網(wǎng)絡(luò)的任意地點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)查看，極大的降低生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)難度和工作量。

接口系統(tǒng)：預(yù)留數(shù)據(jù)接口，以便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)和管理系統(tǒng)進(jìn)行無縫銜接；預(yù)留硬件接口，以便于GPS卡車智能調(diào)度系統(tǒng)與其他系統(tǒng)整合。

語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)：為卡車、電鏟、鉆機(jī)等設(shè)備安裝固定的無線對(duì)講臺(tái)，從設(shè)備蓄電池直接取電。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：在采場(chǎng)重要點(diǎn)位安裝24小時(shí)監(jiān)控的攝像機(jī)，并將系統(tǒng)原有的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成到現(xiàn)在的系統(tǒng)中來。

大屏幕顯示系統(tǒng)：調(diào)度室布置藍(lán)博67英寸2*5陣列的DLP大屏幕顯示系統(tǒng)，用于顯示卡車調(diào)度系統(tǒng)、選礦自動(dòng)化系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的畫面。

核心控制軟件：核心模型系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)核心算法先進(jìn)，其目標(biāo)函數(shù)中的變量數(shù)比著名的美國(guó)模塊公司的減少了2/3左右，大大減少了實(shí)時(shí)計(jì)算量，提高了運(yùn)算速度。

2　結(jié)語(yǔ)

白云鄂博西礦實(shí)施露天采礦GPS卡車智能調(diào)度系統(tǒng)，是提高企業(yè)自動(dòng)化程度，向管理要效益的手段，是改變傳統(tǒng)生產(chǎn)組織方式，最大限度地提高生產(chǎn)效率的保障，同時(shí)也為數(shù)字礦山建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

［1］李國(guó)清，胡乃聯(lián).礦山企業(yè)ERP系統(tǒng)實(shí)施方案研究.金屬礦山，2004（1）.

［2］王軍鋒，黃勇，等.礦山信息化的主要問題與關(guān)鍵因素［J］.采礦技術(shù)，2004年9月（第4卷第3期）.