移动4G通讯模式下的GPS卡车调度系统建设

赵晓雨

摘 要：科学技术的发展，如何使生产更加高效、绿色、安全已成为现代矿山的重要评价标准，GPS货车调度系统在高效、安全生产过程中发挥着不可替代的作用。GPS卡车调度系统是以车辆终端为媒介，以网络通信为桥梁，对矿山生产进行监控，最大限度地恢复现场生产过程。移动4G通讯网络是对第四代移动通信网络的总称，其是在将原有的3G模式和WLAN网络相集合，形成能够对数据传输、图像、音视频进行高速传输的一种传输方式。其其优势在于超高速的传输速率，100mbits/s的传输速率是传统移动通信方式的1万倍。其传输速率的可靠性保证了GPS货车调度系统的数据传输。

关键词：露天矿;4G;卡车调度系统

随着我国智慧矿山理念的提出，高效、绿色、安全的矿山生产理念成为我国现代化矿山的衡量标准。将移动4G通讯技术运用至GPS卡车调度系统的建设中，在有效帮助矿山在筹建GPS卡车调度系统过程中选择最优方案。

1 调度中心系统

作为GPS卡车调度系统的核心，主要负责下属所有车辆运行情况的监控、系统全部数据的保存和备份，以及与监控分中心的联系，直接对车辆做具体调度安排。通过语音提示以及系统提示告知驾驶员，实现对驾驶员安全操作的实时管理。

2 无线通讯系统

主要解决车载终端的数据实时准确的传输到调度中心的问题，避免网络阻塞。目前对于通讯网络的建设主要有2种模式，①通过在生产作业区及维修区自建基站形成无线通讯网络，这种通讯模式虽然数据传输速度较快，网络安全性较高，其可开发拓展的功能较多，但为了实现通讯信号全覆盖需要的成本会相对较高，而且需要有自己的维护队伍对基站进行常年维护。②基于运营商的通讯网络，通过通讯运营商所搭建基站平台，利用SIM卡实现在GPRS、3G、4G模式下的数据传输，其优势在于造价相对较低，只需每年对SIM卡进行付费，对于通讯网络所需的硬件维护项少，网络的通讯速率也能够满足GPS卡车调度系统数据传输的需要，针对于项目预算较少的矿山可以采用此类通讯方式。4G通讯网络的模式下可以实现数据传输的实时性，由于4G通讯网络其超高速的数据速度，能够充分保证数据传输的速度以及数据传输所需的稳定性，能够将车载终端设备外接的相关传感器所采集的实时数据，通过4G通讯网络完全可以实现数据的实时送达，并且其成本要远低于自身无线网络的建设成本。4G通讯网络可实现单点设备之间的数据相互传输以及通讯。4G通讯网络可依托于其本身所带的移动通讯技术实现设备之间的移动通讯功能。目前所采用的无线电台通讯抗干扰能力以及干扰能力都严重制约着设备上其余辅助设施的实际应用，这一问题通过4G通讯网络将得以缓解。4G通讯网络由于其模块采用的是通讯运营商的通讯模块，其多年技术积累能够应对矿山各类设备在移动过程中频繁切换基站所带来的其他问题。当生产设备在移动过程中，其所接收的通讯信号较低或消失的时候，就会自动切换至信号强或较近的基站作为通讯点，这类频繁的操作对车载通讯模块的稳定性高。4G通讯网络所使用的车载通讯模块是基于移动通讯的成熟技术，其能完全胜任生产设备在行驶过程中所需的模块切换的问题。

3 GPS卡车调度系统的功能

调度中心软件可以实现如下功能：（1）班作业计划制作与动态调整：根据产量计划、配车计划、配矿质量计划等，辅助调度员合理制定当班的生产作业计划，为科学合理的制定最优的组织生产流程方案以及车、矿效率最高融合度方案提供依据，并可根据现场生产的实时变化（如电铲、破碎站、卡车等故障）进行实时动态调整，实现生产效率最大化。（2）自动计量：通过每台车辆的装车地点、卸载地点的自动记录，以后台数据运算的方式对该车辆的装点产量、卸载产量以及不同车类的产量和吨运公里进行归纳成表，以避免人工计算产量的误差，实现现代化办公，减少劳动力的投入，还可作为承包算酬的可靠依据。（3）系统数据库建立与查询统计处理：根据矿山要求建立详细准确的系统数据库（通常分为为基础数据库、实时运行数据库、汇总数据库、专用数据库等4种），在此基础上进行相关统计图表的制作及统计处理，包括提供“报表生成器”的工具，以方便调度人员制作具有个性化的报表，满足露天矿使用需要。（4）超速报警：车载终端通过GPS自动采集设备运行速度，当运行超速时，车载终端将向司机报警并向调度中心报告超速次数，对安全行驶起到促进作用。（5）班中查询：可随时对当班的设备、装卸点等的运行状态、时间、产量等进行组合式查询。（6）运行回放：可对任意时间间隔内的全部设备或部分设备进行生产过程运行回放显示，可人为控制回放速度，对于分析矿山生产过程、优化矿山生产计划、挖掘生产潜力、追查事故原因、统计查询历史数据等起到重要作用。（7）图形管理：输入矿山采剥工程平面图和运输道路图，形成图形库和道路网库。图形库包括：采剥工程位置信息，地形地质信息，并在此基础上建立三维图形库。道路网库包括：工程点信息，路段信息，路径信息等。（8）基础信息管理：包括设备档案、司机档案、调度人员档案、值班人员档案等。

4 4G模式下的數据传输方式

GPS卡车调度系统在进行信息交互时，可以采用长连接方式，也可以采用短连接方式。所谓长连接，是通过在TCP连接上当有数据发送传输时，可连续发送多个数据包，当没有数据发送时，用双方发送链路检测代替数据包，维持连接通畅。短连接是指在双方需要进行数据交互时则建立一个TCP连接，数据传输结束时则对此TCP连接进行中断。

1.长连接。长连接的通信方式是以客户-服务器的方式建立一条TCP通路连接，用以进行通信双方的数据交互，当数据交互结束时为确保连接畅通，双方采用每隔固定时间X进行发送链路检测确认，使其保持连接畅通，但发送后Y秒未得到链路确认响应后，持续发送Z此仍无相应，则此连接断开，并停止对SP及网关进行数据包的发送。

2.短连接。短连接的方式原理与长连接的方式基本相同，其不同在于，短连接属于应需而连，即每当需要数据进行交互时，双方建立TCP连接，并进行数据交互，交互结束后，连接断开。

总之，露天矿GPS卡车调度系统作为数字矿山建设的重要组成部分，集成了GPS和GIS技术。该系统能够接收GPS位置信息并收集设备各种状态信息，通过无线通信系统将这些数据实时地传送到调度中心，由计算机进行快速决策运算，并将调度命令发送给各装运设备，从而实现动态优化调度。

参考文献

[1]杨民斌.露天矿卡车调度的理论与方法研究.2017

[2]孙明来.浅谈移动4G通讯模式下的GPS卡车调度系统建设.2017.