智能化調(diào)度系統(tǒng)在撫順東露天礦的應(yīng)用

鮑 巖

（撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司東露天礦，遼寧 撫順 113003）

撫順東露天礦上部采用電氣化鐵路開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，下部采用汽車(chē)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，采裝設(shè)備同時(shí)使用單斗挖掘機(jī)和液壓挖掘機(jī)，除采裝、運(yùn)輸、排土環(huán)節(jié)外，還有供電、排水、邊坡監(jiān)測(cè)等輔助環(huán)節(jié)。各系統(tǒng)通過(guò)總調(diào)度室，統(tǒng)一管理。作為礦山生產(chǎn)的管理中樞，調(diào)度系統(tǒng)的管理效率，影響到生產(chǎn)各環(huán)節(jié)之間的配合[1]。

1 采裝調(diào)度系統(tǒng)

1.1 采裝數(shù)據(jù)智能化記錄

撫順東露天礦單斗挖掘機(jī)型號(hào)有WK－10、WK－6、WK－4、CЭ－3Y 4 種型號(hào)挖掘機(jī)，均為6 600 V 高壓電動(dòng)力正鏟，簡(jiǎn)稱(chēng)電鏟。為了更好的掌握和監(jiān)測(cè)電鏟使用情況和作業(yè)動(dòng)態(tài)，在采區(qū)各型號(hào)電鏟上均安裝了數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備[2]，設(shè)備隨電鏟自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)時(shí)記錄電鏟動(dòng)態(tài)，并自動(dòng)上傳至調(diào)度室內(nèi)的計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中自動(dòng)計(jì)算電鏟裝車(chē)時(shí)間，并自動(dòng)生成圖表，實(shí)現(xiàn)了采裝設(shè)備統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化，相比人工記錄更加準(zhǔn)確，提高了調(diào)度員的勞動(dòng)效率，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按規(guī)定考核電鏟司機(jī)，達(dá)到了提高電鏟裝車(chē)效率的目的。

利用信息化管理技術(shù)，建全調(diào)度管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)跟蹤、分析、統(tǒng)計(jì)、上報(bào)安全風(fēng)險(xiǎn)記錄等全過(guò)程智能化管理，共享并公開(kāi)安全信息，提高了調(diào)度管理智能化水平。利用采集到的電鏟和列車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)電鏟裝車(chē)時(shí)間的智能化記錄，與傳統(tǒng)的人工記錄相比，有更好的可靠性和穩(wěn)定性，減少了調(diào)度人員工作量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。采用智能化記錄電鏟裝車(chē)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)方法[3]，計(jì)算挖掘機(jī)生產(chǎn)能力更加及時(shí)、準(zhǔn)確。根據(jù)挖掘機(jī)生產(chǎn)能力，能夠更合理的調(diào)整車(chē)流規(guī)劃，使列車(chē)車(chē)流更加順暢。

1.2 挖掘機(jī)狀態(tài)智能化監(jiān)控

在25 臺(tái)采掘電鏟上安裝了鏟齒監(jiān)控裝置套和電鏟鏟齒監(jiān)控裝置，通過(guò)監(jiān)控設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電鏟鏟齒的運(yùn)行狀態(tài)，以避免鏟齒掉落，造成設(shè)備損壞，造成故障影響，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鏟齒過(guò)限，以便及時(shí)更換，確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

2 行車(chē)調(diào)度系統(tǒng)

2.1 列車(chē)智能化監(jiān)控系統(tǒng)

1）車(chē)載無(wú)線對(duì)講電臺(tái)系統(tǒng)。通過(guò)車(chē)載無(wú)線對(duì)講電臺(tái)和電臺(tái)中繼臺(tái)，擴(kuò)大通信范圍的覆蓋，實(shí)現(xiàn)電機(jī)車(chē)與調(diào)度室、鐵路站房實(shí)時(shí)無(wú)線對(duì)講通信呼喚應(yīng)答，保障電機(jī)車(chē)的安全運(yùn)行。

2）列車(chē)制動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)。通過(guò)在列車(chē)上安裝接收裝置，在鐵路上安裝信標(biāo)傳感器，并組建列車(chē)制動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)，在列車(chē)運(yùn)行到信標(biāo)上時(shí)，發(fā)出警報(bào)并實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)停車(chē)，確保列車(chē)安全行駛。保障鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的安全運(yùn)行，提高機(jī)列車(chē)安全系數(shù)，防止發(fā)生設(shè)備損壞和人員傷亡事故[4]。

2.2 鐵路站場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的主要站場(chǎng)安裝監(jiān)控?cái)z像頭，站場(chǎng)周?chē)鷪D像可以在調(diào)度室大屏幕上直接顯示，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控站場(chǎng)附近列車(chē)行駛狀態(tài)，監(jiān)督列車(chē)司機(jī)和站務(wù)人員的工作狀態(tài)。通過(guò)云服務(wù)器上傳至礦山管理人員的手機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)督，提高了礦山管理的信息化水平。

2.3 調(diào)度集中控制系統(tǒng)對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)闹悄芑芾?/h3>

調(diào)度集中控制系統(tǒng)（CTC）具有現(xiàn)車(chē)管理、運(yùn)輸管理、機(jī)車(chē)運(yùn)用、施工管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。通過(guò)列車(chē)上的定位設(shè)備，在總調(diào)度室終端計(jì)算機(jī)上，可顯示出列車(chē)實(shí)時(shí)位置，方便調(diào)度員掌握運(yùn)行軌跡和車(chē)流方向，科學(xué)配車(chē)，合理生產(chǎn)；通過(guò)司機(jī)室內(nèi)攝像頭，可以對(duì)司乘人員工作狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)督，確保列車(chē)安全運(yùn)行；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)信號(hào)和車(chē)站微機(jī)聯(lián)系起來(lái)，在總調(diào)度室屏幕上顯示出圖像、圖形、畫(huà)面、文字等多種信息，為生產(chǎn)、運(yùn)輸、計(jì)劃、財(cái)務(wù)、統(tǒng)計(jì)等部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)分析和經(jīng)營(yíng)管理提供了相關(guān)數(shù)據(jù)[5]。

鐵路運(yùn)輸調(diào)度集中控制系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)工程、衛(wèi)星定位技術(shù)、電子通信技術(shù)等手段，建立生產(chǎn)調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)列車(chē)及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化管理。鐵路運(yùn)輸調(diào)度集中控制系統(tǒng)優(yōu)化了鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)組織，降低了列車(chē)運(yùn)行周期時(shí)分，降低了單位能耗，提高了采裝、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率；實(shí)現(xiàn)列車(chē)智能調(diào)度，優(yōu)化生產(chǎn)，根據(jù)礦石品位，合理配車(chē)，搭配開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)礦石的場(chǎng)內(nèi)均和，提高了礦石回收率；迅速及應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的突發(fā)情況，及時(shí)采區(qū)措施，并遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)急處置方案的執(zhí)行情況[6]。鐵路運(yùn)輸調(diào)度集中控制系統(tǒng)通過(guò)采用智能化技術(shù)，改進(jìn)了以往的生產(chǎn)管理方式。

1）調(diào)度集中控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)。鐵路運(yùn)輸調(diào)度集中控制系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的人工調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上，采用信息化技術(shù)，通過(guò)采集列車(chē)動(dòng)態(tài)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度配車(chē)，形成智能化調(diào)度控制系統(tǒng)。

2）調(diào)度集中控制內(nèi)部組成及功能特點(diǎn)。鐵路運(yùn)輸調(diào)度集中控制系統(tǒng)由智能終端通、訊及差分系統(tǒng)、調(diào)度中心3 部分組成，加強(qiáng)了礦山管理的信息化和智能化建設(shè)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中電鏟狀態(tài)、列車(chē)車(chē)流情況、排土場(chǎng)狀態(tài)、物料性質(zhì)等生產(chǎn)情況的變化，與各生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)的均衡，使之有節(jié)湊的協(xié)調(diào)進(jìn)行。

3）礦石物料性質(zhì)特殊時(shí)的智能化配車(chē)。集中出現(xiàn)大量特殊物料品種時(shí)，將導(dǎo)致個(gè)別卸礦點(diǎn)重車(chē)等進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)某些卸礦點(diǎn)欠車(chē)，整體車(chē)流出現(xiàn)不均衡情況。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控各卸礦點(diǎn)車(chē)流狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車(chē)流規(guī)劃智能化，保證了生產(chǎn)的均衡與穩(wěn)定[7]。

4）解決長(zhǎng)距離配車(chē)問(wèn)題。通過(guò)不斷積累經(jīng)驗(yàn)與分析大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了符合現(xiàn)場(chǎng)各種情況的模型，解決了長(zhǎng)距離派車(chē)的問(wèn)題，在考慮電鏟需車(chē)的情況下，同時(shí)也考慮成本消耗的情況，解決了相對(duì)長(zhǎng)距離派車(chē)的問(wèn)題。

3 供電調(diào)度系統(tǒng)

目前撫順東露天礦西坑區(qū)域內(nèi)分布有6 條交流入坑支線，東坑區(qū)域內(nèi)分布有8 條交流入坑支線和移動(dòng)變電站5 臺(tái)。通過(guò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以在電力調(diào)度室計(jì)算機(jī)上，控制遠(yuǎn)程高壓真空開(kāi)關(guān)，無(wú)需人員到現(xiàn)場(chǎng)。

1）智能化數(shù)據(jù)采集。通過(guò)計(jì)算機(jī)在線采集數(shù)據(jù)，可隨時(shí)掌握功率、電流、負(fù)荷、電壓變化，并隨時(shí)記錄。通過(guò)查詢(xún)歷史記錄，在因供電線路故障引起的生產(chǎn)中斷事故的原因分析中，可以通過(guò)故障時(shí)間點(diǎn)，故障線路的電流、電壓、負(fù)荷等數(shù)據(jù)判，斷出是線路短路原因，還是設(shè)備荷載多大原因造成了線路故障。

2）智能化控制系統(tǒng)。通過(guò)安裝遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)操作調(diào)度室內(nèi)計(jì)算機(jī)，直接控制供電線路開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程停、送電操作。推進(jìn)直流網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化控制，對(duì)主要運(yùn)輸站場(chǎng)、聯(lián)線供電開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化改造。東、西坑交流干線聯(lián)絡(luò)斷路器、各移動(dòng)變電站聯(lián)絡(luò)斷路器遠(yuǎn)程控制，無(wú)需人員到現(xiàn)場(chǎng)，達(dá)到了安全、省時(shí)、準(zhǔn)確的效果。通過(guò)計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控，可隨時(shí)掌握電流、電壓、功率、負(fù)荷變化。

3）移動(dòng)變電站與信號(hào)逆變電源建立云平臺(tái)。與智能化企業(yè)合作，組建東露天礦供電控制智能云平臺(tái)系統(tǒng)，減少光纜的敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)供電遠(yuǎn)程設(shè)備信號(hào)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊[8]。減少光纜敷設(shè)實(shí)現(xiàn)我礦移動(dòng)變電站、信號(hào)逆變電源等設(shè)備信號(hào)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊。推進(jìn)直流供電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化控制，對(duì)主要運(yùn)輸站場(chǎng)、聯(lián)線供電開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)斷路器遠(yuǎn)程控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控，提高生產(chǎn)效率。

4 泵站調(diào)度系統(tǒng)

1）泵站遠(yuǎn)程操控。以簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠、安全為原則，對(duì)開(kāi)采境界內(nèi)已建成的5 處排水泵站內(nèi)安裝的11 臺(tái)水泵進(jìn)行了智能化改造，不僅安裝了儲(chǔ)水池水位監(jiān)測(cè)裝置，還具備遠(yuǎn)程控制功能。根據(jù)儲(chǔ)水池水位變化情況，通過(guò)調(diào)度內(nèi)的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控水泵作業(yè)，對(duì)泵站進(jìn)行智能化管理。泵站安裝了視頻監(jiān)控設(shè)備及各種傳感器設(shè)備，可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)視泵站現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行處理。

2）泵站排水智能化管理。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄儲(chǔ)水池水位值、水泵排水量、排水管壓力等數(shù)據(jù)，利用調(diào)度室內(nèi)計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能化管理，根據(jù)用電波峰、波谷時(shí)間，智能化調(diào)節(jié)水泵啟、停[9]。減少泵站操作人員40 名，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用智能化調(diào)度系統(tǒng)對(duì)撫順東露天礦進(jìn)行生產(chǎn)管理，達(dá)到了提高生產(chǎn)效率，降低管理成本的目的，實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)采裝數(shù)據(jù)智能化記錄和狀態(tài)智能化監(jiān)控，建立了運(yùn)輸列車(chē)、鐵路站場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度集中控制系統(tǒng)對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)闹悄芑芾砗凸╇娤到y(tǒng)的智能化數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)，并建立了云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了泵站遠(yuǎn)程操控和智能化排水管理。隨著信息化技術(shù)的不斷升級(jí)，智能化調(diào)度系統(tǒng)將會(huì)更加完善。