移動4G通訊模式下的GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)

趙曉雨

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如何使生產(chǎn)更加高效、綠色、安全已成為現(xiàn)代礦山的重要評價標準，GPS貨車調(diào)度系統(tǒng)在高效、安全生產(chǎn)過程中發(fā)揮著不可替代的作用。GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)是以車輛終端為媒介，以網(wǎng)絡(luò)通信為橋梁，對礦山生產(chǎn)進行監(jiān)控，最大限度地恢復(fù)現(xiàn)場生產(chǎn)過程。移動4G通訊網(wǎng)絡(luò)是對第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)的總稱，其是在將原有的3G模式和WLAN網(wǎng)絡(luò)相集合，形成能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸、圖像、音視頻進行高速傳輸?shù)囊环N傳輸方式。其其優(yōu)勢在于超高速的傳輸速率，100mbits/s的傳輸速率是傳統(tǒng)移動通信方式的1萬倍。其傳輸速率的可靠性保證了GPS貨車調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。

關(guān)鍵詞：露天礦;4G;卡車調(diào)度系統(tǒng)

隨著我國智慧礦山理念的提出，高效、綠色、安全的礦山生產(chǎn)理念成為我國現(xiàn)代化礦山的衡量標準。將移動4G通訊技術(shù)運用至GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)中，在有效幫助礦山在籌建GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)過程中選擇最優(yōu)方案。

1 調(diào)度中心系統(tǒng)

作為GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)的核心，主要負責(zé)下屬所有車輛運行情況的監(jiān)控、系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)的保存和備份，以及與監(jiān)控分中心的聯(lián)系，直接對車輛做具體調(diào)度安排。通過語音提示以及系統(tǒng)提示告知駕駛員，實現(xiàn)對駕駛員安全操作的實時管理。

2 無線通訊系統(tǒng)

主要解決車載終端的數(shù)據(jù)實時準確的傳輸?shù)秸{(diào)度中心的問題，避免網(wǎng)絡(luò)阻塞。目前對于通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)主要有2種模式，①通過在生產(chǎn)作業(yè)區(qū)及維修區(qū)自建基站形成無線通訊網(wǎng)絡(luò)，這種通訊模式雖然數(shù)據(jù)傳輸速度較快，網(wǎng)絡(luò)安全性較高，其可開發(fā)拓展的功能較多，但為了實現(xiàn)通訊信號全覆蓋需要的成本會相對較高，而且需要有自己的維護隊伍對基站進行常年維護。②基于運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)，通過通訊運營商所搭建基站平臺，利用SIM卡實現(xiàn)在GPRS、3G、4G模式下的數(shù)據(jù)傳輸，其優(yōu)勢在于造價相對較低，只需每年對SIM卡進行付費，對于通訊網(wǎng)絡(luò)所需的硬件維護項少，網(wǎng)絡(luò)的通訊速率也能夠滿足GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，針對于項目預(yù)算較少的礦山可以采用此類通訊方式。4G通訊網(wǎng)絡(luò)的模式下可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，由于4G通訊網(wǎng)絡(luò)其超高速的數(shù)據(jù)速度，能夠充分保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫约皵?shù)據(jù)傳輸所需的穩(wěn)定性，能夠?qū)④囕d終端設(shè)備外接的相關(guān)傳感器所采集的實時數(shù)據(jù)，通過4G通訊網(wǎng)絡(luò)完全可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時送達，并且其成本要遠低于自身無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。4G通訊網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)單點設(shè)備之間的數(shù)據(jù)相互傳輸以及通訊。4G通訊網(wǎng)絡(luò)可依托于其本身所帶的移動通訊技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備之間的移動通訊功能。目前所采用的無線電臺通訊抗干擾能力以及干擾能力都嚴重制約著設(shè)備上其余輔助設(shè)施的實際應(yīng)用，這一問題通過4G通訊網(wǎng)絡(luò)將得以緩解。4G通訊網(wǎng)絡(luò)由于其模塊采用的是通訊運營商的通訊模塊，其多年技術(shù)積累能夠應(yīng)對礦山各類設(shè)備在移動過程中頻繁切換基站所帶來的其他問題。當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備在移動過程中，其所接收的通訊信號較低或消失的時候，就會自動切換至信號強或較近的基站作為通訊點，這類頻繁的操作對車載通訊模塊的穩(wěn)定性高。4G通訊網(wǎng)絡(luò)所使用的車載通訊模塊是基于移動通訊的成熟技術(shù)，其能完全勝任生產(chǎn)設(shè)備在行駛過程中所需的模塊切換的問題。

3 GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)的功能

調(diào)度中心軟件可以實現(xiàn)如下功能：（1）班作業(yè)計劃制作與動態(tài)調(diào)整：根據(jù)產(chǎn)量計劃、配車計劃、配礦質(zhì)量計劃等，輔助調(diào)度員合理制定當(dāng)班的生產(chǎn)作業(yè)計劃，為科學(xué)合理的制定最優(yōu)的組織生產(chǎn)流程方案以及車、礦效率最高融合度方案提供依據(jù)，并可根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實時變化（如電鏟、破碎站、卡車等故障）進行實時動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化。（2）自動計量：通過每臺車輛的裝車地點、卸載地點的自動記錄，以后臺數(shù)據(jù)運算的方式對該車輛的裝點產(chǎn)量、卸載產(chǎn)量以及不同車類的產(chǎn)量和噸運公里進行歸納成表，以避免人工計算產(chǎn)量的誤差，實現(xiàn)現(xiàn)代化辦公，減少勞動力的投入，還可作為承包算酬的可靠依據(jù)。（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立與查詢統(tǒng)計處理：根據(jù)礦山要求建立詳細準確的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（通常分為為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實時運行數(shù)據(jù)庫、匯總數(shù)據(jù)庫、專用數(shù)據(jù)庫等4種），在此基礎(chǔ)上進行相關(guān)統(tǒng)計圖表的制作及統(tǒng)計處理，包括提供“報表生成器”的工具，以方便調(diào)度人員制作具有個性化的報表，滿足露天礦使用需要。（4）超速報警：車載終端通過GPS自動采集設(shè)備運行速度，當(dāng)運行超速時，車載終端將向司機報警并向調(diào)度中心報告超速次數(shù)，對安全行駛起到促進作用。（5）班中查詢：可隨時對當(dāng)班的設(shè)備、裝卸點等的運行狀態(tài)、時間、產(chǎn)量等進行組合式查詢。（6）運行回放：可對任意時間間隔內(nèi)的全部設(shè)備或部分設(shè)備進行生產(chǎn)過程運行回放顯示，可人為控制回放速度，對于分析礦山生產(chǎn)過程、優(yōu)化礦山生產(chǎn)計劃、挖掘生產(chǎn)潛力、追查事故原因、統(tǒng)計查詢歷史數(shù)據(jù)等起到重要作用。（7）圖形管理：輸入礦山采剝工程平面圖和運輸?shù)缆穲D，形成圖形庫和道路網(wǎng)庫。圖形庫包括：采剝工程位置信息，地形地質(zhì)信息，并在此基礎(chǔ)上建立三維圖形庫。道路網(wǎng)庫包括：工程點信息，路段信息，路徑信息等。（8）基礎(chǔ)信息管理：包括設(shè)備檔案、司機檔案、調(diào)度人員檔案、值班人員檔案等。

4 4G模式下的數(shù)據(jù)傳輸方式

GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)在進行信息交互時，可以采用長連接方式，也可以采用短連接方式。所謂長連接，是通過在TCP連接上當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送傳輸時，可連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)包，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，用雙方發(fā)送鏈路檢測代替數(shù)據(jù)包，維持連接通暢。短連接是指在雙方需要進行數(shù)據(jù)交互時則建立一個TCP連接，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時則對此TCP連接進行中斷。

1.長連接。長連接的通信方式是以客戶-服務(wù)器的方式建立一條TCP通路連接，用以進行通信雙方的數(shù)據(jù)交互，當(dāng)數(shù)據(jù)交互結(jié)束時為確保連接暢通，雙方采用每隔固定時間X進行發(fā)送鏈路檢測確認，使其保持連接暢通，但發(fā)送后Y秒未得到鏈路確認響應(yīng)后，持續(xù)發(fā)送Z此仍無相應(yīng)，則此連接斷開，并停止對SP及網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)包的發(fā)送。

2.短連接。短連接的方式原理與長連接的方式基本相同，其不同在于，短連接屬于應(yīng)需而連，即每當(dāng)需要數(shù)據(jù)進行交互時，雙方建立TCP連接，并進行數(shù)據(jù)交互，交互結(jié)束后，連接斷開。

總之，露天礦GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)作為數(shù)字礦山建設(shè)的重要組成部分，集成了GPS和GIS技術(shù)。該系統(tǒng)能夠接收GPS位置信息并收集設(shè)備各種狀態(tài)信息，通過無線通信系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)實時地傳送到調(diào)度中心，由計算機進行快速決策運算，并將調(diào)度命令發(fā)送給各裝運設(shè)備，從而實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化調(diào)度。

參考文獻

[1]楊民斌.露天礦卡車調(diào)度的理論與方法研究.2017

[2]孫明來.淺談移動4G通訊模式下的GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)建設(shè).2017.