电机车装载

王勇

关键字：编码 自动信号 自动计量 无人值守

宝武资源马钢南山矿业高村铁矿是目前华东地区最大的露天矿山之一，是宝武资源马钢南山矿业的重要粮仓。其产出的铁矿石在采场破碎干选后，通过圆筒仓放矿，由电机车经铁路运输至选厂，再磨选成铁精粉。

现状：

高村采场圆筒仓放矿是一个给电机车装料的固定装载设备。它完整的操作过程就是由电机车配合对位，圆筒仓的放矿两部分组成。其工作过程具体是：放矿操作人员给待放矿电机车亮进车信号灯，电机车司机接受信号灯进车信号后，以推进的方式，控制电机车进入圆筒仓下方放矿区，由调车员人工摇旗指挥电机车司机对好放矿车位，再由放矿操作人员通过电脑控制放矿机放矿。对位工作为人工信号，人工操作实现，而圆筒仓放矿为人工发出放矿指令，半自动操作完成。一次放矿一节车厢，每节车厢放矿，都必需先对好位后，再人工操作一次放矿指令，一趟电机车九节车厢，每装一趟车，“对位——放矿”的过程要重复九次。同时，因为部分车厢车帮高度不同，装载物料的多少有所区别。还有车厢在装卸过程中受物料潮湿影响，会出现沾帮的情况，因而每节车厢的物料装载量也必然有差别，这些都需要放矿操作人员人工判断每节车厢情况，适当调整自动放矿时间，以控制每节车厢装矿量，防止装车虚吨位，或装车过满，漫矿到铁道上，影响行车安全。

每趟电机车在圆筒仓装矿完成后，运往选厂料仓途中经轨道衡重车称重计量，在选厂料仓卸空后，电机车须再次经轨道衡空车称重计量，两次称量结果相差为净装矿量，这需要经过手工计算，再通过电话联系运输调度，人工核对的方式，与车号对应起来，形成计量数据。这一过程是由人工完成的。

电机车从圆筒仓完成对位放矿后，经过轨道衡称重计量，到选厂料仓卸矿，卸完矿后，经轨道衡空车称重计量，再回到圆筒仓，这就构成了一个完整的工作循环。日常的生产工作，就是由无数个这样的循环组成。

由于马钢南山矿目前使用的电机车普遍为老式的䪨峰150直流电机车，从经济投入和使用环境考虑，这种老式的，有人驾驶电力机车改进的意义并不大。所以，有人驾驶电力机车进行矿物运输的情况在短时间内不会改变，在高村采场圆筒仓对位和凹选厂卸料只能采用人工操作

改进目的：

针对以上这些现状，我个人觉得可以进行一些改进。立足现有的条件，建立一个半自动化系统。圆筒仓放矿能够自动发出进车信号和对位信号，有人驾驶的电力机车在接受到信号后，以人工操作的方式可以较快速的实现准确对位，再由圆筒仓放矿完成自动放矿;在圆筒仓完成装载，电力机车在通过轨道衡时，还要能够实现自动称重、计量;最终在圆筒仓放矿和轨道衡计量两处实现无人值守，自动工作。

具体设想：

首先围绕着“放矿装载——重车计量——卸料——空车计量——放矿装载”这个工作循环，建立以一个铁路运输、圆筒仓放矿、轨道衡、选厂卸料仓为主要节点的工作网络。各节点的生产工作由各自的机算机控制处理。虽然从信息安全和生产安全角度考虑，各节点的机算机并不是完全互联互通，但是工作循环中每个节点的都必可少的关联信息却是完全可以共享的。

整个工作循环中，地点和矿物料的量都是变化的，而电机车却是相对固定的因而，是串联起整个网络的关键。所以，铁路运输计算机在整个网络中至关重要。每台电机车每节车厢信息均由它负责管理。要给每一列电机车的每一节车厢编码，建立“身份信息”，形成二维编码或条形编码，在权限范围内，生产控制人员或者设备可以通过扫描这些编码随时掌握、读取、填报每节车厢的车况信息、位置信息和装载信息。同时它可以对选厂的生产量进行时实计量统计，通过这些实时数据，可以反映出生产系统的即时生产状况，为生产管控提供一定的依据。

其次，在工作循环中的圆筒仓放矿、轨道衡、选厂卸料仓三个主要节点增加传感器，尤其是以扫码装置为主要的传感器。

其中圆筒仓放矿机构要至少再加装三类传感器，第一类传感器为物料传感器，用于监测圆筒仓内矿物料量的多少，确定货源情况。第二类传感器监测放矿车位的铁道情况是，确定铁道是否安全，能否进车。第三类传感器是以扫码装置为主，不仅可以作为电机车对位传感器，用于装车对位，还可以进行车厢装载计数，同时也是圆筒仓放矿计算机读取电机车车厢信息的“眼睛”。通过物料传感器自动监测的信息，确认仓内货源是否充足;通过铁道安全传感器确认仓下铁道有无异常;具备进车条件后，经过放矿机算机处理，自动向电机车发出允许进车信号。圆筒仓外等待的电机车司机接收进车信号后，驶入圆筒仓下方的放矿位，圆筒仓对电机车车厢扫码，放矿机算机发出相应的对位信号，电机车司机根据信号，人工调整好车位，待车停稳后，根据扫码发出的信号，放矿机算机控制圆筒仓自动放矿。放矿过程中，放矿机算机还要读取每节车厢相应的数据信息，自动调节每节车厢的装车量，既防止装车过满，形成矿物料抛洒，影响行车安全，又要保证装车质量，不“虚吨位”。整个过程只有电机车乘务参与，圆筒仓放矿可以实现无人值守。

矿物通过圆筒仓装载至电机车上，送往选厂途中，需经过轨道衡称重计量。轨道衡处应增加扫码装置，由此处的轨道衡机算机对经过的每一列电机车的每一节车厢扫码，读取相应的车辆信息，并自动填写记录相应的重车称重数据。送至选厂卸完物料后，空车经过轨道衡，再次扫码，记录相应的空车称重数据，再经轨道衡计算机自动将两次称重数据计算处理，最终完成本次称重计量。同时空车的称重数据可做为圆筒仓放矿机算机控制放矿量多少的依据。整个过程可以由机算机完成，不需要人工操作。轨道衡也可以实现无人值守。

选厂卸料仓处主要放置两类传感器。一类是监测料仓卸矿位铁道的传感器，主要是确定铁道状况，是否具备进车卸矿的安全条件。另一类传感器是扫码装置，和圆筒仓放矿扫码装置类似，用于卸车对位和卸车计数，同时也用于卸料仓计算机读取电机车信息。

系统的优势与不足：

该方案投资较少，技术难度不大，周期较短。但是在技术方面相对简单平庸，与现有的技术相比，属于“小打小闹”，没有质的跨越。特别是电机车没有脱离有人驾驶，使的在“装”与“卸”两个主要环节上没能够从根本上实现智能化、无人化的目的。

方案中软硬件均采取的冗余设计，给系统留下提升的空间。一旦电机车实现无人驾驶，该系统可以通过硬件扩展和软件升级，能够继续发挥作用。

结束语：

整个系统设想只是我个人的一种的思路，只是针对宝武资源马钢南山礦业目前的电力机车运输的生产现状，与矿山系统中新兴的半连续作业方式并不匹配。因而，该系统设想并不具备普遍性和代表性。