基于物联网技术的智能化煤炭运输应用研究

谭丽 胡晓霞 李锦娟

随着我国“双碳”战略目标的确定，煤炭运输产业的深层次结构改革迫在眉睫。由于传统煤炭运输环节存在管理重叠、信息技术欠缺、运输接卸效率低、人工成本高等问题，使得煤炭运输的可持续发展能力较弱。基于此，本文通过详细论述物联网技术在煤炭运输环节中的应用方式，提出运输监控、数据采集、安全管理等信息化管理措施，构建了完整的智能化煤炭运输应用流程，实现了煤炭运输管理的智能化、低碳化、信息化的预期目标，为绿色可持续煤炭运输行业提出新的研究思路。

我国是煤炭生产和消费大国，在社会经济产业化结构调整过程中，属于能源类的煤炭经济发展存在产业效率和整体收益不高的问题。提高煤炭经济的可持续发展能力，用信息技术优化产业发展结构，是“双碳”经济战略的重要指导内容，因此煤炭领域推进转型升级需要主动探索新的发展领域，煤炭智慧物流即为其中一个关键发展环节。我国煤炭企业的智慧物流建设目前仍存在基础薄弱、结构欠缺、传统运输难替代等问题，因此要完善我国煤炭智慧物流供应链，推动我国物流领域发展，缩小我国与发达国家智能化物流差距，需要对智能化煤炭运输进行应用研究。

物联网（Internet of Things，IOT）核心技术通过定位系统、传感系统以及扫描器的传感装置收集分析数据信息，将互联网与物体通过网络连接起来实现信息交换，通过物联网技术追踪定位物体，最终展开智能识别，例如在公路桥梁等物体中嵌入感应器，与互联网融为一体，因此应用于煤炭物流运输安全监控的物联网技术，可以实现物与人之间的直接控制。以运输要素为切入点，在煤炭物流运输安全监控中应用物联网技术，开展运输工作，不仅可以收集运输过程中的状态数据，还可以判断煤炭物流运输的安全监控状况，通过感知周围事物状态，通过通信技术和大数据技术实现信息协同处理，优化运输过程中的数据信息交互，加大对煤炭物流运输的安全监测和信息采集力度。

（一）煤炭运输路径监控

煤炭物流运输中物联网技术的应用主要内容包含视频监控、车辆定位和异常报警三个方面。

煤炭物流运输驾驶员在行车过程中的情况可以通过视频监控受到控制中心的监督并提醒。视频监控的数据采集终端是安装驾驶室内的行车记录仪和辅助摄像设备，其本质是利用监控录像的方式及时向系统平台发送驾驶员的行车情况，对一些突发事件进行监控和管理，避免驾驶员疲劳驾驶，并时刻监测车辆信息。

煤炭物流运输可以通过车辆定位条件，利用北斗定位系统远程管理和监控运输车辆交通状况。车辆定位主要是指通过在运输车辆上安装北斗定位设备，实现对车辆的全程远程监控，结合控制中心的平台软件进行有效定位管理。控制中心根据车辆的实际行驶状况，判断运输过程是否正常，运输路径是否满足要求。作为监理方，可以查阅并实施监测车辆当前位置、车辆信息、车辆起始地和目的地等内容，以控制中心监视器为信息输出平台，对车辆定位信息进行全方位监控，加强控制中心对煤炭物流运输车辆的远程监控能力。

异常报警主要针对在煤炭物流运输过程中，司机在行车过程中出现的交通事故等异常情况进行及时报警，完善交通运输安全管理措施和应急方案，异常报警主要目的是加强在途的安全管理能力，加强对车辆在运输过程中出现不正常举动的监控能力。例如北斗定位系统在车辆不正常停滞或偏离常规路线时，开启自动报警车况数据上传，向控制中心提示处理情况和报警信息，由控制中心判断不正常報警内容，系统可以在未处理完毕或异常始终存在的情况下通过断电处理的方式对车辆进行远程遥控，保证煤炭运输安全。

（二）煤炭运输数据获取

图像信息采集由摄像机完成，通过采集运输车辆的信息，可以从数据库中直接提取车辆信息，包含车辆的车牌号、驾驶员、维保状态、运输次数和历史运输货物等，同时还可以通过图像判断车辆的外观和行驶状态，了解货物包裹情况和车辆行驶状况。在射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）电子标签中设置车辆ID和车辆简况信息，与图像采集相关的信息进行识别和匹配，当司机的身份信息、使用信息、车辆信息及其他运输车辆信息进入时，可以确定车辆的运输状态。同时RFID还可以将商品信息写入芯片中，在商品入库后主动抽取标签信息并进行核对，可以避免运输过程中煤炭受损、丢失等现象的发生，并且在煤炭物流运输过程中，应用芯片可以增强调度车辆管理的有效性。所有车辆在运输途中所处的位置以及行驶速度，都可以通过道路两旁的读写器进行实时跟踪和调度车辆信息监测。

（三）煤炭运输安全管理

物联网应用技术可以保障煤炭物流运输的安全管理，工作人员可以利用传感器和摄像头，从应用层面展开对运输工具和人员信息的安全处理，例如车辆运输过程中的线路和自然灾害报警，实时监控可能发生的危险和隐患。工作人员还可以利用红外线检测装置、电子标签匹配扫描装置和远程动态监控系统对煤炭物流运输安全进行全面检测，对运输车辆和运输货物进行区分监控和管理，对车辆信息、人员信息、货物信息进行三审三查，通过实时跟踪功能和路径匹配功能判断车辆是否存在安全隐患，进一步提高煤炭运输的安全管理能力。同时，工作人员可以利用油布对车辆进行整体封装，并利用电子封条对车辆进行锁止，在没有读写设备的情况下，电子封条不能通过外力开启，一旦出现问题，可以根据电子封条提供的情况进行责任追究，避免煤炭偷换、人员换乘等情况的发生。

在实际的物联网应用煤炭物流运输过程中，智能化煤炭运输主要分为三个阶段，即：第一阶段的控制智能处理、第二阶段的高效物流运输、第三阶段的信息自动巡查。通过采用物联网应用技术，可以对煤炭运输智能化应用进行结构化方案设计。

第一阶段的控制智能处理。通过在控制中心的运输调度，对物流、货物、车辆、驾驶员、时间、地点、交付方式等信息进行智能化调度控制，通过信息的在线审核，完成煤炭运输准备和调度安排。

由上式可知，损耗量 和RFID使用频率和间隔距离成正比，因此在保障车辆可自由通过的前提下，减小间隔距离，并在一定范围内选择适量的频率传输，可最大限度地实现无人信息值守和无人信息上传，保障智能化运输出库的可靠性，这也是提高物流运输效率的有效方式之一。同时在物流运输过程中，控制中心可以实时查看车辆运输状态，并对车辆进行安全管理和数据的必要获取，同时驾驶员可以实时反馈应急情况和报警情况，双向保障高效的物流运输，避免运输危机的发生，并可提前进行路径选择。

第三阶段的信息自动巡查。完成煤炭运输后，可以通过自动控制转子式翻斗器对煤炭进行卸载，并通过智能过磅检测实时更新货物运输终点信息，完成控制中心的信息显示和审核，同时在信息中心备份中可以查阅当前车辆和驾驶人员的历史运输信息，通过大数据分析，可以完善运输路径和运输最优方案。

煤炭物流运输直接关系我国能源经济的可持续发展，物联网应用技术使煤炭运输实现了自动化、智能化、远程化、规范化，在保障货物安全运输的前提下，对运输的准备过程、运输的实时过程、运输的检验过程进行远程操作，不仅加强了煤炭物流运输的远程监控和管理能力，而且实现了对煤炭运输的流程化控制和规划化检验，为煤炭运输智能化应用提供了新的思路。

作者单位：陕西省能源质量监督检验所