GPS卡车智能调度系统在露天矿生产中的应用

李强兵，宋伟韬，沈佳兴

(中国水利水电第十工程局有限公司， 四川 成都 610037)

露天采矿是我国社会经济的重要因素之一，采矿运输属于一项较为复杂、危险的行业。结合当前露天采矿发展现状来看，随着经济市场需求的增加，无论是生产还是运输等环节，都随之提高了要求，而运输作为采矿的薄弱环节，严重地制约着采矿行业的发展。GPS卡车智能调度系统能够有效改善露天的运输环节，对此进行研究对于露天矿山具有实质性意义。

1 GPS卡车智能调度系统简述

GPS卡车智能调度系统借助全球卫星定位技术，以及计算机网络、无线数字通讯等技术，结合矿山系统工程、优化理论等内容进行系统调度，相较于传统的人工调度来讲，具有较强的优势，主要体现在工作效率高、准确性强等。GPS卡车智能调度系统借助生产设备的动态信息，通过实时监控来实现卡车的调度优化，主要针对卡车、电铲及辅助设备等，在实际应用中实现了露天矿山开采卡车调度的系统化、智能化与信息化。GPS卡车智能调度系统在应用中的主要优势具体体现在优化卡车的运行，减少采装、运输所用的时间，提升生产运输效率，达到节能降耗的目标，同时还体现在科学、合理的调配卡车、电铲等设备，降低人为干预的影响[1]。

2 GPS卡车智能调度系统应用的效益

总体来讲，应用GPS卡车智能调度系统可以有效地保障采矿企业的经济效益与社会效益，但是结合现状来看，许多企业在系统应用中具有很大的局限性，导致工作效率低、经济效益与社会效益低等问题。主要体现在大部分露天采矿企业当前多是使用原始的定铲定车，即固定的电铲分配定量的卡车，但是通过电铲分配的卡车数量并没有规律和计划，在调度方面过于随意。在进行定铲定车调度期间，因为驾驶员在操作习惯上有很多的差别，直接影响了装载工作的效率，在卡车数量特定的情况下，就会出现装载过慢而导致电铲挤压卡车的问题，再加上司机在工作期间不能及时明确情况与问题，无法保障工作效率。露天采矿行业的成本效益在很大程度上与运输环节有关。在进行调度之前，大部分企业都无法全面地掌握卡车的运输距离，部分企业只能通过估算来简单计算装卸点距离，很难准确地知道电铲到卸点之间的距离，再加上采矿区域时常出现改道，导致估算距离与实际距离差距过大，严重影响数据的准确性。同时，大部分统计工作都采用人工，统计人员在许多情况下受到多种因素的影响，并不能保证统计数据的准确性，这也直接影响了经济成本。

3 GPS卡车智能调度系统的构成与功能

GPS卡车智能调度系统的组成较为复杂，包含着许多不同的设备与部件，主要是为了满足调度方案的制定与优化，为调度控制工作提供最佳条件。主要的设备包含了卡车、电铲、辅助设备、无线设备、软件等[2]。

在工作中，首先通过车载终端系统进行数据的采集与定位，然后经过对数据的整合分析得到车辆的地理坐标、时间等信息显示在设备终端中。然后通过信息的共享功能发送到总网络中，网络依据协议内容将数据传输到服务器中，最后经过软件来发送指令实现调度与控制，并进行实时监控。

3.1 系统构成

3.1.1 智能终端

露天采矿行业工作较为复杂，而且工作环境也极其恶劣，所以对于智能终端设备的适应性要求较高，无论是面对炎热环境，还是面对高压环境，都要具备一定的自保能力，同时还要具备较强的抗震、防尘、防水等性能。在工作中通过智能终端将指令发送出去，然后收集现场设备的实时地理位置与运行情况，进一步实现协调调度。在工作中所体现的优势不仅超越了人工作业，而且操作也非常简单。智能终端所使用的是横屏控制，界面清晰简洁，具有很强的操作优势。

3.1.2 无线通讯系统

系统中信息传输的主要环节是通讯，所以无线通讯是GPS卡车智能调度系统的核心内容之一，其性能直接关乎着系统的整体运行质量，并且在采矿区内具有较多的工作优点，主要体现在以下5个方面。

（1）无线数据通讯网络的自建。

（2）适应露天采矿的恶劣工作环境。

（3）在网络覆盖区域内不存在盲区，连接速率快，能有效满足大量数据传输的需求，保证了通讯的质量，同时在通讯期间很少出现信息拥堵、缓慢等问题，设备的运动速度对系统的运行无影响。

（4）安装简单便捷，不需要大量的人工操作，可以随着采矿区域的变动而迁移，后期系统维护的经济成本较低，在应用时不需要专门进行现场测试以及设备的调整。

（5）网络技术较为智能化，能够有效优化通讯的路径，自动开展网络检查与诊断，在没有严重问题的情况下可自行修复。

3.1.3 GPS卫星定位系统

通过GPS系统的应用，可以准确地知道运输卡车及电铲等设备的实时位置，还能及时掌握卡车的运行速度。

3.1.4 电子地图系统

通过电子地图系统，可以为系统提供采场内的动态位置以及实时状态信息，并自动形成线路方案，提升运输安全与效率。并且后期维护简单便捷，无需繁琐的程序，通过智能系统的分析与诊断可以辅助维护检修。电子地图系统还具有回放功能，可以及时为工作人员呈现卡车过去时段内的工作状态，为运输工作的组织与运行等环节提供了充分的依据。相较于传统人力现场管理来讲，通过系统的应用，能够实现高速的反应与指挥，推动了采矿行业的智能化发展[3]。

3.1.5 调度管理系统

通过系统的实现，能够掌握卡车的实时运行状态，为工作管理提供依据，促进产量提升。在实际应用中，通过设定系统的装卸强度以及优先级等内容，来协调现场配车的控制，落实局部定铲调度与人工指派。

3.1.6 接口系统

一般情况下，系统中都会预留数据接口，为系统数据的管理与衔接提供便利。通过预留硬件的接口，可以为系统整合创造有效条件，为信息的共享与网络连接提供必要条件，避免出现独立系统被孤立的问题。

3.2 系统功能

（1）优化调度工作。通过GPS信号来进行车辆的跟踪与监控，并统计设备的性能与运输等参数构成周期数据。借助历史回放功能，统计设备的装卸等运行信息，在符合生产需要的情况下，为生产提供最符合要求的设备，保证工作的质量与效率。

（2）实现二维监视。通过二维地图的界面显示，可以获得工程的具体位置，并掌握具体的装卸区域范围、装卸点、储煤场及维修厂等，显示工程位置的基础数据等。

（3）历史视频回放。通过管理人员对时间段的选择，将时间段内的设备运行状态呈现给工作人员，工作人员借助系统可以实现对画面的播放速度与时间的调节，帮助生产进程加速，为生产计划与生产潜力的挖掘提供依据，为事故追查、统计调查创造真实凭据。

（4）报警处理。系统的智能化能够区分并自动跟踪违规行为，如乱卸、进入危险区域、超速、延误等，在设备运行期间出现异常时，及时报警通知管理人员，并监察设备的异常情况。

（5）系统维护。管理人员可以在系统上进行操作，来控制卸料地点的数量，以及道路节点等。针对道路上的信息进行采集并处理，保证运输规划与道路实际情况相符。如果控制系统因为多种因素产生变化，管理人员可以通过删除、修改等行为来进行设置，确保软件的使用正常，满足工作需求。如果调度系统的数据内容发生变化，可以通过调度中心的数据上传来实现数据的更新，保证数据的一致。

（6）统计报表。通过系统，可以获得较为详细、真实的报表，利用系统中所记录的时间、状态、位置与产量等信息，按照需求生成产量的统计及生产率的统计，为运输工作管理提供依据[4]。

4 GPS 卡车智能调度系统的应用分析

想要实现露天矿山设备运输的智能化调度，就要充分了解 GPS卡车智能调度系统在应用中的优势与劣势，才能提升应用的有效性，提高矿山开采运输的经济效益，创造更高的社会效益。

4.1 应用优势

在实际应用中，要全面地掌握GPS卡车智能调度系统应用为露天矿山开采带来的优势，结合实际情况来看，具体主要体现在以下5个方面。

（1）简单、快捷、便于操作。利用终端就可以实现操作，是GPS卡车智能调度系统应用的优势之一。采矿行业工作人员素质参差不齐，所以在操作期间工作效率存在着很大的差距。并且人们对于智能化设备了解较少，系统过于复杂不便于人们掌握操作内容，而GPS卡车智能调度系统操作的便捷性与简单性，则能够很大程度上降低操作难度，在一般情况下还能通过语音指导与提示协助操作人员完成任务，有非常强的实用性与适应性。

（2）避免人为操作的失误。在调度的优化方面，使用线性规划以及任务驱动优化的算法，结合当前实际设备状态，以及采装能力等进行设备匹配，实现调度的优化，可避免人为操作的失误，减少人为因素的干预，同时能够有效节省劳动力，推动生产效率提升。

（3）增强生产管理效果。通过整体系统的监视功能，能够及时了解所有设备在所有时间的工作状态，为管理人员提供真实、准确的依据，有效提升组织协调工作的效率，落实综合协调指挥的工作目标。同时，从实际角度来讲，生产运输包含多个环节，通过系统的应用，能够实现各项工艺的协调，为综合性收益的产生提供最佳条件。在车辆运行过程中，系统能够反映真实的驾驶情况，如果出现违规、违法等行为，就会及时报警，提升安全系数，保证设备与人员的安全，促进运输效率的提升[5]。

（4）运输控制。系统通过对道路网络信息的整合与分析，计算出最短的运输路程，大大减少了空车运行的路程，并且在运行中还能减少油料、轮胎磨损，以及设备维修等方面的成本费用。在进行运输距离计算时，可以根据吨公里进行周转量的计算，借助自动化操作与系统的分析为操作人员提供最佳方案，促进司机工作积极性的提升。

（5）生产数据的提供。在系统应用中，相关的管理人员、操作人员等可以随时查询当前的运输、产量信息。借助系统的自动统计能力，可以满足工作报表、数据图表等多方面的需求，为产量的增加、设备运行效率的提升提供最佳决策依据。在一定程度上推动了企业的智能化发展，实现了无纸化办公的模式。

4.2 应用劣势

虽然 GPS卡车智能调度系统在应用中具有较多的优势，但是管理人员与操作人员还需要掌握应用的劣势，才能更加有效地实现调度工作的优化。

（1）对数据依赖性较强。系统的工作对于实时数据的依赖性较强，想要实现系统路网信息的工作优化，就要及时更新路网的信息，如果不能及时提供最新内容，就会影响调度工作，导致分配不均匀等问题，不能有效实现优化。

（2）操作规程较为严格。在系统应用中，虽然在很大程度上有着便捷、简单的操作优势，但在操作要求上需要一定的专业性，如果没有按照要求操作，就会影响调度工作的正常进行，还会影响系统的统计结果，不能保证数据的准确性与真实性，从而降低方案的优化程度。

5 结束语

GPS卡车智能调度系统在实际应用中，对于操作人员的操作能力具有一定的要求，需要操作人员在特定的操作下控制系统。但是相较于劣势而言，GPS卡车智能调度系统为矿山开采带来的优势更多，例如通过终端操作就可以实现设备的调度与生产，能够结合实际情况进行车距、装卸点距离的计算，为车辆的运输提供最短的路线方案，帮助采矿企业有效节省运输成本等。但是结合我国大部分采矿行业运输系统来看，GPS卡车智能调度系统的应用还需不断优化，才能充分发挥其功能与优势。