閆世武，湯新明，陳 欣

（南京源悅信息技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210012）

文章提出的灰渣固廢物定量裝載技術(shù)方案以車輛原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用數(shù)學(xué)計算模型處理數(shù)據(jù)，得出裝載設(shè)定量、鏟料設(shè)備的預(yù)工作次數(shù)及下料設(shè)備轉(zhuǎn)向頻率和持續(xù)時長等技術(shù)參數(shù)，使用自動化設(shè)備對灰渣固體廢棄物進(jìn)行采集、裝載及精準(zhǔn)控制堆料均勻，避免超裝、落灰等現(xiàn)象。定量裝載技術(shù)可優(yōu)化灰渣固體廢棄物的輸送和裝載環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)灰渣固體廢棄物的裝載過程可控制、自動化及智能化，提高煤電企業(yè)的灰渣固體廢棄物市場競爭力并且提高經(jīng)濟效益和社會效益。

1 技術(shù)架構(gòu)

目前煤電企業(yè)所采取的灰渣固廢物運輸方式涵蓋了氣力輸送、水力輸送、車輛運輸?shù)榷喾N方式，主要采用管道運輸或者鏟料車機械運輸搭配現(xiàn)場人工管理的方法，因這些方式不可控性高、運輸距離遠(yuǎn)，所以本系統(tǒng)從固體廢棄物的裝載環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

灰渣固體廢棄物定量裝載技術(shù)包括信息預(yù)處理模塊、裝載數(shù)據(jù)管理模塊、鏟取次數(shù)預(yù)測模塊、設(shè)備監(jiān)管模塊組成。整體設(shè)計思路為通過系統(tǒng)內(nèi)識別設(shè)備獲取車輛原始數(shù)據(jù)，通過計算公式和數(shù)據(jù)模型處理得到鏟料設(shè)備的預(yù)鏟取次數(shù)、下料管道在某一位置持續(xù)下料的時間及切換頻率。下圖1為定量裝載技術(shù)的技術(shù)架構(gòu)圖。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖

2 技術(shù)詳細(xì)設(shè)計

2.1 信息預(yù)先處理模塊

灰渣固體廢棄物定量裝載技術(shù)的信息預(yù)處理模塊用于對運輸車輛的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要包括車牌識別單元及權(quán)限劃分單元。車輛在完成第一次稱重后行駛至相應(yīng)裝料點，停在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，定量控制系統(tǒng)的車牌識別設(shè)備會對其車牌進(jìn)行拍照解析，根據(jù)傳入系統(tǒng)的車牌號進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，找到與之匹配的車牌號并獲取該車輛對應(yīng)的第一次稱重重量及待裝料種。

權(quán)限劃分單元用于校驗車牌號識別得到的待裝料種與其進(jìn)入的裝貨點標(biāo)記料種是否一致，若是匹配一致則給予車輛放料權(quán)限，若是不匹配則通過現(xiàn)場廣播設(shè)備進(jìn)行語音通知。

2.2 裝載數(shù)據(jù)管理模塊

本模塊對車輛裝載數(shù)據(jù)進(jìn)行計算管理，數(shù)據(jù)管理模塊獲取當(dāng)?shù)亟还芫忠?guī)定的運輸車輛上路重量上限G，煤電廠內(nèi)基于銷售與庫存情況而設(shè)置的放灰調(diào)整量設(shè)定為g1，運輸車輛皮重為g2，根據(jù)公式：Q=G-g1-g2；其中Q即表示運輸車輛設(shè)置的最終裝車設(shè)定量。

目前，我國對權(quán)責(zé)發(fā)生制政府綜合財務(wù)報告編制方法的理論研究尚淺，不利于財務(wù)報告的編制。我國的政府各部門都認(rèn)識到了權(quán)責(zé)發(fā)生制政府綜合財務(wù)報告的重要性，但是在編制的方法理論上研究不深入，并沒有專門成立相關(guān)的組織機構(gòu)對其進(jìn)行研究。同時我國對于權(quán)責(zé)發(fā)生制政府綜合財務(wù)報告編制的方法進(jìn)行統(tǒng)一，但是沒有對其意義以及目的進(jìn)行介紹，不利于形成規(guī)范的權(quán)責(zé)發(fā)生制政府綜合財務(wù)報告編制制度。

定量裝載數(shù)據(jù)管理模塊計算出的Q為系統(tǒng)中的重要初始數(shù)據(jù)，每輛運輸車輛的Q都存在微小差異，下述內(nèi)容中的設(shè)備定量鏟取次數(shù)預(yù)測模塊、設(shè)備監(jiān)管模塊都基于Q展開。

2.3 設(shè)備定量鏟取次數(shù)預(yù)測模塊

在2.2中已經(jīng)獲取車輛的基本數(shù)據(jù)并通過公式計算出了車輛的裝車設(shè)定量，鏟料次數(shù)預(yù)測模塊將設(shè)定此值為目標(biāo)值并通過計算模型得出對應(yīng)車輛所需的設(shè)備預(yù)鏟次數(shù)。鏟料次數(shù)預(yù)測模塊包括操控單元、監(jiān)控單元、數(shù)據(jù)處理單Q元和預(yù)測單元。

2.3.1 操控單元

此單元用于操控鏟料設(shè)備將固定量的灰渣固體廢棄物向下料設(shè)備的運輸管道輸送，直至計量裝置中顯示累計實時重量達(dá)到裝車設(shè)定重量，停止鏟料工作。這過程中產(chǎn)生各種設(shè)備運行及固體廢棄物相關(guān)數(shù)據(jù)將保存并應(yīng)用在狀態(tài)檢測單元。

2.3.2 監(jiān)控單元

監(jiān)控單元將獲取2.3.1功能中保存的車輛的裝車設(shè)定重量Q及其他數(shù)據(jù)，通過歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲取鏟料設(shè)備每次鏟取的固定量灰渣固體廢棄物重量g0，對現(xiàn)場測量得知重量為g0的灰渣固體廢棄物的放置位置與運輸管道橫截面之間的最短距離L0，重量為g0的灰渣固定廢棄物堆放形成的灰堆最大下地面面積為S0，獲取計量設(shè)備中下料設(shè)備每次運輸?shù)膶嶋H灰渣固定廢棄物重量gk。

在實際業(yè)務(wù)場景中下料運輸管道與待運輸?shù)幕以腆w廢棄物之間的位置關(guān)系會隨著灰?guī)靸?nèi)固廢物實際堆放情況的變化而發(fā)生改變，所以捕捉上述數(shù)據(jù)尤為關(guān)鍵，將為后續(xù)的鏟料次數(shù)的預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)鋪墊。

2.3.3 數(shù)據(jù)處理單元

通過查詢統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)，可以得知每次定量鏟取的灰渣固體廢棄物重量與計量設(shè)備記錄的灰渣固定廢棄物重量之間存在偏差gu=g0-gk；在2.3.2單元中得到的最短距離L0和最大相對面積S0。利用上述數(shù)據(jù)對某次抽灰工作流程中的影響因子β進(jìn)行計算，β=L0×S0；以一次完整抽灰工作流程中的重量差值與影響因子作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，制作數(shù)據(jù)組(gu,β)，下表1為某煤電廠現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)組。

表1 (gu,β)數(shù)據(jù)組

對上述數(shù)據(jù)組進(jìn)行線性擬合，得到下圖2數(shù)據(jù)擬合分析圖。

圖2 線性擬合分析圖

分析線性擬合分析圖得到gu與β之間的線性關(guān)系gu=r×β+b；其中r表示重量差值gu與影響因子β之間的相關(guān)系數(shù)，b表示常數(shù)。

2.3.4 預(yù)測單元

預(yù)測單元將利用上述3個單元中采集的數(shù)據(jù)以及相關(guān)模型計算的結(jié)果對鏟料設(shè)備的定量鏟取次數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。預(yù)測模型實時對每次抽灰過程中的影響因子β進(jìn)行動態(tài)獲取并輸入，最終得到預(yù)測的動態(tài)鏟取次數(shù)n，構(gòu)建預(yù)鏟取次數(shù)的實時預(yù)測模型預(yù)測完成后，鏟料設(shè)備將開始工作直至鏟取次數(shù)達(dá)到n即停止。

在實際使用場景中系統(tǒng)會獲取計量裝置保存的灰渣固體廢棄物重量，當(dāng)計量裝置中重量達(dá)到裝車設(shè)定重量Q時停止工作。根據(jù)模型計算得出此次的鏟取次數(shù)n及鏟料設(shè)備的實際工作次數(shù)對預(yù)測模型中的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

2.4 設(shè)備監(jiān)管模塊

當(dāng)鏟料設(shè)備將灰渣固體廢棄物鏟送至運輸管道后即需要開始打開下料閥進(jìn)行裝灰，此功能模塊的作用是通過公式計算得出下料管道保持某一角度持續(xù)下料時間的最合理、安全的值，繼而控制下料管道與運輸車輛裝載口的角度，實現(xiàn)快速、安全且高效的下料工作。下料設(shè)備的監(jiān)測管理分為三個單元：時間點計算單元、運行監(jiān)測單元、操控切轉(zhuǎn)單元。

2.4.1 時間點計算單元

首先規(guī)定下料管道的初始狀態(tài)為垂直于車輛裝載口，如下圖3示。

圖3 車輛裝灰位置示意圖

先取得對應(yīng)車輛的裝車設(shè)定重量Q，隨后打開閥門開始放灰，通過散裝計量裝置捕捉單位時間t內(nèi)運輸管道中下落的灰渣固體廢棄物的體積V0和重量G0，獲取當(dāng)前灰種的密度ρ。通過公式計算得到下料管道內(nèi)流經(jīng)重量為Q的灰渣固體廢棄物的時間為接著根據(jù)不同車輛的車艙高度獲取其車輛裝貨的警戒高度h閾和達(dá)到此警戒值時的灰堆底部最大圓面積Sh閾。最后由計算得到車箱內(nèi)灰渣固體廢棄物形成的灰堆高度達(dá)到虛位預(yù)警高度線時，下料設(shè)備運輸管道持續(xù)放料的時間T′為：當(dāng)下料管道持續(xù)下料時間達(dá)到T′時則需要改變下料管道于車量裝載口的角度，避免灰渣堆積造成放料不均勻及揚塵污染。

2.4.2 運行監(jiān)測單元

此單元用于接收時間點計算單元的持續(xù)下料過程中切換角度的時間點數(shù)據(jù)，定量控制系統(tǒng)對設(shè)備管道下料時間進(jìn)行實時監(jiān)測，當(dāng)時長到達(dá)時間節(jié)點時則自動控制現(xiàn)場設(shè)備對運輸管道的角度進(jìn)行調(diào)整。

2.4.3 操控切轉(zhuǎn)單元

通過獲取運行監(jiān)測單元中的數(shù)據(jù)，定量系統(tǒng)對下料管道的轉(zhuǎn)向進(jìn)行自動控制，每個角度進(jìn)行規(guī)定時長的下料動作，從而實現(xiàn)管道均勻下料，下圖4即為下料管道轉(zhuǎn)動裝貨示意圖。

圖4 下料管道轉(zhuǎn)動裝貨示意圖

系統(tǒng)規(guī)定tr為完成一次管道轉(zhuǎn)向所需時長。當(dāng)監(jiān)測到下料設(shè)備垂直于車輛裝載口的持續(xù)下料時間達(dá)到T′-tr，控制下料設(shè)備進(jìn)行方向變換，若當(dāng)前方向狀態(tài)下下料的灰堆底部最大圓面積達(dá)到Sh閾則繼續(xù)轉(zhuǎn)換管道方向。尤其注意，運輸管道在每個切換后的位置保持的持續(xù)下料時間不可超過

3 結(jié)論

灰渣固體廢棄物定量裝載技術(shù)抓住業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，做到“三管到”，即管到關(guān)鍵處、管住關(guān)鍵事、管在關(guān)鍵時。

通過數(shù)據(jù)采集獲得原始數(shù)據(jù)并使用相關(guān)公式和數(shù)據(jù)模型對其進(jìn)行處理計算，最終得出精確的技術(shù)參數(shù)，保證現(xiàn)場鏟料的定點、定量及下料口在下料過程中的轉(zhuǎn)向頻率及持續(xù)時間，從而提高了現(xiàn)場裝載的效率和保護了人員安全，做到減員增效和經(jīng)濟、社會效益雙提高。