尔林兔煤矿运销无人值守系统的构建

文/张存良

汇能集团尔林兔煤矿资源储量丰富，主要生产优质动力煤和优质化工用煤，矿井建设规模为800万吨/年，配套建设相同规模的选煤厂，具有产量大、车流量多、生产销售链复杂等特点。

尔林兔煤矿在设计运销无人值守系统之前，其运销系统一直处于人工参与排队、过磅、装煤和结算的状态，存在车辆排队混乱、车辆未完全上衡或多辆车同时上衡称重、人为增加空车皮重和减少重车皮重、更换车牌作弊、偷换煤种等问题，造成了煤矿资源的流失。通过对尔林兔煤矿排号站、空磅、筒仓、重磅等地点实施智能化无人值守的设计及应用（目前，第一期先行实施完成了排号站与筒仓地点的无人值守自动化，第二期计划空磅、重磅的无人值守系统替换），实现了固定岗位无人值守、有人巡视，全面提升了矿井智能化控制水平，提高了煤矿综合管理效率，杜绝了运销过程中人为的作弊现象，增加了经济效益。

一、排号站无人值守子系统

排号站无人值守子系统涉及煤矿销售部门的车辆排号流程。在排号站无人值守子系统设计之前，尔林兔煤矿排号房均采用6人制三班倒的手工方式，进行全天24小时不间断排号。由于人工操作效率低下、主观因素高、管理混乱等原因而无法实现自动控制，需进行软件和硬件的设计和改造。

1.总体设计

车辆进入两公里排号办公室等待，当车辆进入排号处时，车牌识别系统扫描车牌信息成功后，显示在LED屏上。司机无需下车，直接在智能一体机扫码处扫描提煤单，排号系统进行校验，成功后信息显示在LED屏上，语音提示车牌信息，LED屏提示车辆驶入停车场等待调度进入停车场；若排队失败，语言提示失败原因，LED显示失败内容，车辆重新排队或者驶离排号房。

2.硬件设备

硬件设备包括车牌识别摄像头，用于识别车辆号牌和抓取图片；LED显示屏，用于显示车辆相关信息；排号一体机，用于扫描提煤单、运行排号系统；室外音响，用于语音提示。

3.功能设计

排号站无人值守子系统日常生产处于智能化方式运行，通过监听串口的方式获取提煤单暗码信息，也可根据需要，在销售科办公室远程登陆一体机，实现对排号系统的远程控制。一体机配备了远程可视呼叫系统，销售科工作人员可远程与司机进行视频对话，远程控制排队过程。排号站无人值守子系统实现了以下功能。

一是车辆排队。排号一体机获取提煤单暗码后，主动触发车牌识别摄像机获取车牌，然后调用汇能财务软件接口对提煤单信息校验，获取相关信息。提煤单信息检验无误时，验证车牌信息，全部验证通过后，将车牌信息与提煤单信息绑定，保存到数据库中。语音+LED显示提示司机排队成功，车辆驶入指定停车场等待入磅通知。

二是车辆排队信息查询。司机排队成功后，驶入指定停车场等待入场。等待期间，可通过微信公众号或者APP对煤种、排队序号、车牌号、提煤单明文、车辆状态等信息进行查询。当车辆状态为“入场中”时，司机可进入空车磅进行回皮操作。

三是装煤吨数设置及信息修改。司机排队成功后，可通过微信公众号或者APP相应功能进行预置吨位的设置。筒仓装煤时，当一体机监控到地磅的数值达到车辆皮重和预置吨位之和时，就会关闭给煤机，以此提高装煤的准确率和效率。当司机因业务原因想删除排队信息时，可通过微信公众号或者APP相应功能对扫描排队时的提煤单进行删除操作。

四是客户信息维护。煤矿管理人员可事先编辑VIP客户信息，竞价客户信息、快速煤种信息，对使用对应客商提煤单的司机进行分组，分组成功后，在调度时可按各分组进行灵活调度。

二、空磅房无人值守子系统设计

尔林兔煤矿共有三个空磅房和三条入矿通道。改造之前采用人工过磅的方式过磅回皮。车辆随意进入空磅进行回皮，车辆插队堵磅现象时有发生，严重影响车辆入磅效率，造成筒仓拥堵。系统改造后，调度员按照筒仓煤量和车辆情况，进行放车操作，司机自助扫描提煤单进行回皮，提高了回皮效率。

1.总体设计

智能化无人值守系统在保证回皮准确性的前提下，实现最大限度的节能、高效、稳定运行，确保地磅和相关操作实时有效，通过数据综合分析和处理，使空磅房正常运转。针对尔林兔煤矿空磅房特点，系统采用了安装无人值守过磅一体机对系统各传感器和相关设备监测和控制，实现对空磅房无人值守化。

2.硬件设备

硬件设备包括车牌识别摄像头，用于识别车辆号牌和抓取图片；LED显示屏，用于显示车辆相关信息；空磅过磅一体机，用于扫描提煤单、运行排号系统；室外音响，用于语音提示；地磅，用于获取车辆空皮重量；道闸，用于车辆放行/阻拦；对射光源，用于判断车辆是否进磅。

3.功能设计

空磅房无人值守子系统能实现智能化自动运行、手动就地控制、远程控制三种控制方式，视现场情况进行智能切换，根据系统数据，分析车辆过磅数据，实现无人值守、有人巡视。实现在调度室内对空磅房一体机的控制，并对车辆提煤单、历史皮重等进行监测。空磅房智能化无人值守子系统实现了以下功能。

无人值守磅房

一是入场车辆调度。调度员根据矿内煤种煤量和车辆信息，调度不同种类煤车优先进入空磅房回皮。调度车辆时，可设置放车数量、放车煤种、客户种类、是否可以插队过磅等。

二是车辆过磅。空磅一体机获取到提煤单暗码后，主动促发车牌识别摄像机获取车牌，按照车牌对车辆进行校验，验证成功后，打开道闸，提示司机回皮成功，车辆驶入煤矿。

三是历史皮重监控。每次称皮重时，对该次皮重与历史皮重、核定皮重、上次皮重进行比对，确保偏差在合理的范围内。对于异常的车辆进行监测，提供车辆皮重历史曲线图查询，且系统自动保存空磅房车牌号、本次过磅皮重数据。

三、筒仓无人值守子系统设计

尔林兔煤矿共有九个筒仓装煤通道，改造之前采用人工过磅的方式装煤，车辆随意进入筒仓进行装煤，入错通道、装错煤、错装煤的现象时有发生，严重影响车辆装车效率，造成筒仓堵仓，煤矿资源流失。系统改造后，司机进入筒仓前，自助扫描提煤单进行装车，提高了装车效率。

1.总体设计

筒仓无人值守系统在保证装车准确性的前提下，实现最大限度节能、高效、稳定运行，装车操作实时有效，通过数据综合分析和处理，使筒仓正常运转。针对尔林兔煤矿筒仓特点，系统采用了安装无人值守筒仓一体机对系统各传感器和相关设备进行监测和控制，实现对筒仓无人值守装车化。

2.硬件设备

硬件设备包括车牌识别摄像头，用于识别车辆号牌和抓取图片；LED显示屏，用于显示车辆相关信息；筒仓一体机，用于扫描提煤单、运行排号系统；室外音响，用于语音提示；地磅，用于获取车辆空皮重量；雷达，用于监控车辆驶离情况。

3.功能设计

筒仓无人值守子系统能实现智能化自动运行、手动就地控制、远程控制三种控制方式，视现场情况进行智能切换，根据系统数据，分析车辆装煤数据，实现无人值守、有人巡视，实现在调度室内对各筒仓一体机控制和对数据的监测。筒仓智能化无人值守子系统实现了以下功能。

一是给煤机自动开闭。筒仓一体机按照车牌，校验提煤单煤种和当前筒仓煤种是否一致，验证成功时，调用给煤机PLC系统接口，打开给煤机电路，提示车辆驶入筒仓，给煤机装煤。测量给煤机通道地磅数据，当重量与司机预置吨位一致时，语音提示停止放煤，司机驾驶车辆驶离筒仓通道，触发雷达，给煤机电路关闭。

二是异常车辆统计。将多次重复扫码的车辆列为异常车辆，推送给系统巡检人员。巡检人员对异常车辆进行排查，对异常车辆进行检验。

四、重磅房无人值守子系统设计

尔林兔煤矿共有六个重磅房和六条出矿通道。改造之前采用人工过磅的方式过磅计量结算，偷煤、换煤、跑煤现象时有发生，造成煤矿的巨大经济损失。系统改造后，司机自动扫描提煤单进行计量结算、验证煤种等，提高结算效率，避免了经济损失。

1.总体设计

智能化无人值守系统通过数据综合分析和处理，使重磅房正常运转。针对尔林兔煤矿重磅房特点，系统采用了安装无人值守过磅一体机实现对系统各传感器和相关设备的监测和控制，实现对重磅房无人值守计量结算化。

2.硬件设备

硬件设备包括车牌识别摄像头，用于识别车辆号牌和抓取图片；LED显示屏，用于显示车辆相关信息；重磅过磅一体机，用于扫描提煤单、运行排号系统；室外音响，用于语音提示；地磅，用于获取车辆空皮重量；道闸，用于车辆放行/阻拦；对射光源，用于判断车辆是否进磅。

3.功能设计

重磅房无人值守子系统能实现智能化自动运行、手动就地控制、远程控制三种控制方式，视现场情况进行智能切换，根据系统数据，分析车辆过磅数据，实现无人值守、有人巡视，实现在调度室内对重磅房一体机的控制，并对车辆提煤单、煤种进行实时监测。重磅房智能化无人值守子系统实现了以下功能。

一是车辆过磅。重磅房一体机获取到提煤单暗码后，摄像机获取车牌，校验车辆皮重和毛重，检测车辆是否完全驶入重磅。验证提煤单煤种与所装煤种是否一致，验证成功时，打开道闸，打印煤管票，提示司机计量结算成功，提示车辆驶出煤矿。

二是车辆放空。车辆正常回皮后，进入筒仓装煤。但是当筒仓停产维护、煤量不够装车时，无法给车辆装煤，此时车辆需要进行回皮操作，方能驶出煤矿。每次放空时，系统校验二者的重量差，如果差值在合理范围中时，系统打开道闸，车辆驶离重磅；否则提示司机错误信息，巡检人员介入并审查车辆。

三是车辆绕磅。验证失败的车辆驶离空磅房，需要绕磅。使用绕磅功能可记录车辆空磅时的皮重。当车辆进入重磅房时，系统校验二者的重量差，如果差值在合理范围中时，系统打开道闸，车辆驶离重磅；否则提示司机错误信息，巡检人员介入审查车辆。

四是异常车辆统计。将通过每个重车道，但是未扫码的车辆列为异常车辆，推送给系统巡检人员。巡检人员对异常车辆进行排查，对异常车辆进行检验。

五、尔林兔煤矿运销智能无人值守系统的应用效果

通过智能化无人值守系统的设计和应用，尔林兔煤矿实现各运销场所无人值守和集约化、可视化的管理，减少了工作人员，提高了设备利用效能，节约了大量的资金成本，保障了煤炭资源高效协调销售，创造了良好的经济效益。无人值守系统的应用使全员工效提高70%，产能提高30%，排号站、筒仓等多处无人值守有人巡视升级改造后，减少相关作业人员6人。此外，无人值守系统与原有财务系统进行了系统融合和数据的互联互通，消除了无人值守系统的信息“孤岛”。