【摘要】随着乌努格吐山铜钼矿生产规模的不断扩大、生产设备的日益增多，传统的对讲机和跑现场的人工生产管理方式已无法满足企业高效、安全生产的需要。如何将露天采矿的各种生产资源综合利用起来实现智能高效的自动生产调度和实时监控，提升生产效率降低消耗。
【关键词】GPS ；露天矿；矿车调度；智能调度；安全；防碰撞
一、概况
乌努格吐山铜钼矿，是中铁十九局集团矿业投资有限公司负责开采的大型露天采矿。该矿距离满洲里市30公里，是一处少见的城市矿山；冬季寒冷，夏季较短，年最低气温可达零下45℃，年开采剥离量可达2000万方左右，拥有瑞典沃尔沃、北方重汽矿山车和山西太重电铲等50多台套大型矿山设备。矿车作业机动灵活，分散于整个露天矿区，实施露天矿GPS矿车智能调度与安全管理系统前采用对讲机和跑现场的人工定铲调度方式组织生产。生产效率相对较低，安全管理手段匮乏，生产管理成本消耗相对大，很难掌握现场实时的第一手数据。
二、GPS露天矿车智能调度与安全管理系统的主要功能
1、优化的智能自动调度
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。确保矿车运行在最佳的路径上，电铲和破碎站以最大能力工作；对不能保证满负荷状态工作的电铲（特殊作业的电铲除外），根据其供车不饱和程度决策其是否开启；当矿车、电铲、道路等发生异常时能够自动进行指令的修正。
2、灵活的人工指派
调度员可利用系统随时将指定矿车调往任何位置进行指定作业，以实现人工指挥生产的目的。前三种调度方式既可独立运行，又可有机结合并行运行，提高生产效率，降低生产成本，利用现有设备达到产量最大、效率最高、消耗最低。
3、可调节的供配矿管理
系统能按生产需求实现精度可调节的供配矿管理，合理组织生产。系统按配矿方案指导配矿作业，控制不同矿种的流向，优化电铲、破碎站之间的车流。当矿石品位要求发生变化、或者采场矿石品位发生变化、或者采掘设备及破碎站出现异常、或者电铲装载时间及卡车运行时间发生变化时，系统会按配矿方案进行调整或按指定原则自动进行调整。
4、实时的设备状态监控与跟踪
生产指挥人员可以通过直观的系统画面实时的掌握采场设备的位置、速度、工作状态、生产产量、计划完成情况、装载品种以及司机岗位、考勤等信息。可对单台、部分或全部设备进行历史轨迹回放，使所有的设备都在生产指挥者和管理者的掌控之中。
5、行车防碰撞安全预警功能
采矿生产过程中交通安全是安全生产的重要环节，GPS行车安全防碰撞预警是基于提高车辆的主动安全性来实现在行车过程中给驾驶员提供必要的技术设施，是采矿生产过程车辆行驶安全的技术保障。车辆在行驶过程中当遇有同向行驶和相向行驶的车辆超过安全警戒距离时智能终端自动由全屏地图模式切换为放大的地图显示模式，在智能终端上自动提示出预警车辆的车号、速度、方向等信息，同时会有真人语音报警提醒。
6、有效的分路段限速
采区的道路复杂多变，对矿车有不同的速度限制。生产指挥人员可以根据采场的实际情况在系统中对每条道路进行限速设定。系统将对运行在该路段上的矿车进行超速报警和提示，并将超速记录发送到总控系统。生产指挥人员可以随时查看任意时段的矿车超速记录，以便于管理和分析事故原因。
7、夜间模式
智能终端具有夜间模式，采用人性化的黑底色，在夜晚到来的时候自动切换，避免了由强光引起的司机夜间行车视觉疲劳和不安全问题。
8、 智能语音导航功能
语音导航系统采用普通话真人发音，声音清晰、明确，能够将矿车预警系统的警告、报警、提示、预警以及控制中心下发的命令和消息准确、清晰的告诉司机，避免了司机在工作过程中查看智能终端显示器所带来的不安全因素，该系统有效的解决了司机驾车行驶过程中查看智能终端显示器不便的问题。
三、系统组成
1、智能终端
同时安装在卡车和电铲上的智能终端是完全通用的。该智能终端适应工业现场能力强，对过压、过流、过热、欠压具有自保护功能，还具有防水、防尘、防过热、抗震等功能。该终端使用液晶触摸显示屏幕进行输入输出，使用GPS定位卡采集终端位置坐标，使用无线数传系统与中心通讯，界面清晰明了，操作简单。该终端提供当前设备所在的具体位置；进行生产情况请示；提供超速、违规、防碰撞等警示；能进行司机个人产量查询。
2、无线通讯系统
无线通讯系统是总控系统和现场设备信息沟通的管道，该系统采用独立的通讯铁塔和美国进口数传电台进行无线通讯，系统稳定、速度快、覆盖面积广、误码率低，可控制强，不依赖于其它通讯运营单位。并采用了电源三级防雷和数据三级防雷设计。极大的提升了系统应对雷雨和强电流干扰等问题，确保了无线通信系统的高速可靠和稳定。
3、GPS卫星定位系统
使用美国先进的GPS卫星定位系统不仅能够实时确定运输矿车、电铲的当前位置，还能测量当前运行矿车的运行速度。为路段限速、防碰撞报警、运行情况监视等提供重要的依据。
4、电子地图系统
电子地图是系统运行状态的直观体现，能够显示当前设备位置、速度、品种、司机信息等；显示当前采场道路状况；该系统的道路能够自动生成，维护简单便捷。矿车回放功能够动态显示过去一段时间内矿车是如何工作的，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据。
5、调度管理系统
调度管理系统GPS调度系统的控制和维护管道，能够实时显示矿车和电铲的当前状态、完成产量；通过设定装卸强度、优先级等参数实现对采场生产配车的控制；实现局部定铲的调度方式和人工指派调度；向给智能终端发送生产指挥人员的文字消息；实现对GPS矿车调度系统的维护和修改。
6、中心控制系统与核心模型
中心控制与核心模型系统是整个系统的控制核心，用来接收和发送系统指令，并以图形的方式显示当前卡车的指派命令和卸料点开启状态。该系统不仅能显示当前车辆指派情况，还立足于全局对所有设备、所有物料、所有道路进行优化；充分挖掘设备的工作效率，并可根据需要进行精确可靠的供配矿控制；及时响应突发事故确保系统运行的稳定高效。对生产的实时信息进行最优的实时调度，保证运行设备满负荷工作，实现运距最短、效率最高的目标。
四、露天矿GPS矿车智能调度与安全管理系统实施后的效果
1、系统自动优化车、铲配比，达到车不等铲，铲不待车，车辆运距最短的效果，充分发挥电铲、卸点、破碎站的最大能力，从而实现整体生产能力的提高，设备使用效率提高，柴油消耗降低。
2、安全防碰撞预警和分路段限速提高了车辆的主动安全性，给驾驶员提供必要的行车安全措施，是采矿生产过程中车辆行驶安全的技术保障。
3、电子地图系统提供了设备在采场中的动态位置，彻底改变了管理人员只有到现场才能够获取这些信息的现状，大大提高指挥系统的反应速度。
4、系统数据的网络化，实现多专业的远程管理，从而消除由于地理位置带来的管理不便，取消了计数人员，提升了管理水平，降低管理成本。
五、结语
GPS露天矿车智能调度系统在乌努格吐山铜钼矿的应用，达到了优化车铲配比，提升生产效率，降低消耗；提升生产管理水平，降低管理成本，杜绝了错装错卸、偷懒、虚报产量、联合作弊等现象；提升安全管理水平；提高了生产指挥系统的反应速度；实现多专业的远程管理的目标。本系统的成功应用对于露天矿实现高效安全采矿具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]李军才,蔡美峰.金属露天矿山汽车自动调度系统及其应用[J].中国矿业,2003（1）：35–38.
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