基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化煤炭運(yùn)輸應(yīng)用研究

譚麗 胡曉霞 李錦娟

隨著我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的確定，煤炭運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的深層次結(jié)構(gòu)改革迫在眉睫。由于傳統(tǒng)煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)存在管理重疊、信息技術(shù)欠缺、運(yùn)輸接卸效率低、人工成本高等問(wèn)題，使得煤炭運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展能力較弱?；诖耍疚耐ㄟ^(guò)詳細(xì)論述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的應(yīng)用方式，提出運(yùn)輸監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、安全管理等信息化管理措施，構(gòu)建了完整的智能化煤炭運(yùn)輸應(yīng)用流程，實(shí)現(xiàn)了煤炭運(yùn)輸管理的智能化、低碳化、信息化的預(yù)期目標(biāo)，為綠色可持續(xù)煤炭運(yùn)輸行業(yè)提出新的研究思路。

我國(guó)是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中，屬于能源類(lèi)的煤炭經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在產(chǎn)業(yè)效率和整體收益不高的問(wèn)題。提高煤炭經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展能力，用信息技術(shù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)，是“雙碳”經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重要指導(dǎo)內(nèi)容，因此煤炭領(lǐng)域推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)需要主動(dòng)探索新的發(fā)展領(lǐng)域，煤炭智慧物流即為其中一個(gè)關(guān)鍵發(fā)展環(huán)節(jié)。我國(guó)煤炭企業(yè)的智慧物流建設(shè)目前仍存在基礎(chǔ)薄弱、結(jié)構(gòu)欠缺、傳統(tǒng)運(yùn)輸難替代等問(wèn)題，因此要完善我國(guó)煤炭智慧物流供應(yīng)鏈，推動(dòng)我國(guó)物流領(lǐng)域發(fā)展，縮小我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家智能化物流差距，需要對(duì)智能化煤炭運(yùn)輸進(jìn)行應(yīng)用研究。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）核心技術(shù)通過(guò)定位系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)以及掃描器的傳感裝置收集分析數(shù)據(jù)信息，將互聯(lián)網(wǎng)與物體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)追蹤定位物體，最終展開(kāi)智能識(shí)別，例如在公路橋梁等物體中嵌入感應(yīng)器，與互聯(lián)網(wǎng)融為一體，因此應(yīng)用于煤炭物流運(yùn)輸安全監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)物與人之間的直接控制。以運(yùn)輸要素為切入點(diǎn)，在煤炭物流運(yùn)輸安全監(jiān)控中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)展運(yùn)輸工作，不僅可以收集運(yùn)輸過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，還可以判斷煤炭物流運(yùn)輸?shù)陌踩O(jiān)控狀況，通過(guò)感知周?chē)挛餇顟B(tài)，通過(guò)通信技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同處理，優(yōu)化運(yùn)輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息交互，加大對(duì)煤炭物流運(yùn)輸?shù)陌踩O(jiān)測(cè)和信息采集力度。

（一）煤炭運(yùn)輸路徑監(jiān)控

煤炭物流運(yùn)輸中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要內(nèi)容包含視頻監(jiān)控、車(chē)輛定位和異常報(bào)警三個(gè)方面。

煤炭物流運(yùn)輸駕駛員在行車(chē)過(guò)程中的情況可以通過(guò)視頻監(jiān)控受到控制中心的監(jiān)督并提醒。視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集終端是安裝駕駛室內(nèi)的行車(chē)記錄儀和輔助攝像設(shè)備，其本質(zhì)是利用監(jiān)控錄像的方式及時(shí)向系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)送駕駛員的行車(chē)情況，對(duì)一些突發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)控和管理，避免駕駛員疲勞駕駛，并時(shí)刻監(jiān)測(cè)車(chē)輛信息。

煤炭物流運(yùn)輸可以通過(guò)車(chē)輛定位條件，利用北斗定位系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控運(yùn)輸車(chē)輛交通狀況。車(chē)輛定位主要是指通過(guò)在運(yùn)輸車(chē)輛上安裝北斗定位設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的全程遠(yuǎn)程監(jiān)控，結(jié)合控制中心的平臺(tái)軟件進(jìn)行有效定位管理?？刂浦行母鶕?jù)車(chē)輛的實(shí)際行駛狀況，判斷運(yùn)輸過(guò)程是否正常，運(yùn)輸路徑是否滿足要求。作為監(jiān)理方，可以查閱并實(shí)施監(jiān)測(cè)車(chē)輛當(dāng)前位置、車(chē)輛信息、車(chē)輛起始地和目的地等內(nèi)容，以控制中心監(jiān)視器為信息輸出平臺(tái)，對(duì)車(chē)輛定位信息進(jìn)行全方位監(jiān)控，加強(qiáng)控制中心對(duì)煤炭物流運(yùn)輸車(chē)輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。

異常報(bào)警主要針對(duì)在煤炭物流運(yùn)輸過(guò)程中，司機(jī)在行車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的交通事故等異常情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，完善交通運(yùn)輸安全管理措施和應(yīng)急方案，異常報(bào)警主要目的是加強(qiáng)在途的安全管理能力，加強(qiáng)對(duì)車(chē)輛在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)不正常舉動(dòng)的監(jiān)控能力。例如北斗定位系統(tǒng)在車(chē)輛不正常停滯或偏離常規(guī)路線時(shí)，開(kāi)啟自動(dòng)報(bào)警車(chē)況數(shù)據(jù)上傳，向控制中心提示處理情況和報(bào)警信息，由控制中心判斷不正常報(bào)警內(nèi)容，系統(tǒng)可以在未處理完畢或異常始終存在的情況下通過(guò)斷電處理的方式對(duì)車(chē)輛進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，保證煤炭運(yùn)輸安全。

（二）煤炭運(yùn)輸數(shù)據(jù)獲取

圖像信息采集由攝像機(jī)完成，通過(guò)采集運(yùn)輸車(chē)輛的信息，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接提取車(chē)輛信息，包含車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)、駕駛員、維保狀態(tài)、運(yùn)輸次數(shù)和歷史運(yùn)輸貨物等，同時(shí)還可以通過(guò)圖像判斷車(chē)輛的外觀和行駛狀態(tài)，了解貨物包裹情況和車(chē)輛行駛狀況。在射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）電子標(biāo)簽中設(shè)置車(chē)輛ID和車(chē)輛簡(jiǎn)況信息，與圖像采集相關(guān)的信息進(jìn)行識(shí)別和匹配，當(dāng)司機(jī)的身份信息、使用信息、車(chē)輛信息及其他運(yùn)輸車(chē)輛信息進(jìn)入時(shí)，可以確定車(chē)輛的運(yùn)輸狀態(tài)。同時(shí)RFID還可以將商品信息寫(xiě)入芯片中，在商品入庫(kù)后主動(dòng)抽取標(biāo)簽信息并進(jìn)行核對(duì)，可以避免運(yùn)輸過(guò)程中煤炭受損、丟失等現(xiàn)象的發(fā)生，并且在煤炭物流運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)用芯片可以增強(qiáng)調(diào)度車(chē)輛管理的有效性。所有車(chē)輛在運(yùn)輸途中所處的位置以及行駛速度，都可以通過(guò)道路兩旁的讀寫(xiě)器進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和調(diào)度車(chē)輛信息監(jiān)測(cè)。

（三）煤炭運(yùn)輸安全管理

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)可以保障煤炭物流運(yùn)輸?shù)陌踩芾恚ぷ魅藛T可以利用傳感器和攝像頭，從應(yīng)用層面展開(kāi)對(duì)運(yùn)輸工具和人員信息的安全處理，例如車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中的線路和自然災(zāi)害報(bào)警，實(shí)時(shí)監(jiān)控可能發(fā)生的危險(xiǎn)和隱患。工作人員還可以利用紅外線檢測(cè)裝置、電子標(biāo)簽匹配掃描裝置和遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)煤炭物流運(yùn)輸安全進(jìn)行全面檢測(cè)，對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛和運(yùn)輸貨物進(jìn)行區(qū)分監(jiān)控和管理，對(duì)車(chē)輛信息、人員信息、貨物信息進(jìn)行三審三查，通過(guò)實(shí)時(shí)跟蹤功能和路徑匹配功能判斷車(chē)輛是否存在安全隱患，進(jìn)一步提高煤炭運(yùn)輸?shù)陌踩芾砟芰?。同時(shí)，工作人員可以利用油布對(duì)車(chē)輛進(jìn)行整體封裝，并利用電子封條對(duì)車(chē)輛進(jìn)行鎖止，在沒(méi)有讀寫(xiě)設(shè)備的情況下，電子封條不能通過(guò)外力開(kāi)啟，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，可以根據(jù)電子封條提供的情況進(jìn)行責(zé)任追究，避免煤炭偷換、人員換乘等情況的發(fā)生。

在實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用煤炭物流運(yùn)輸過(guò)程中，智能化煤炭運(yùn)輸主要分為三個(gè)階段，即：第一階段的控制智能處理、第二階段的高效物流運(yùn)輸、第三階段的信息自動(dòng)巡查。通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，可以對(duì)煤炭運(yùn)輸智能化應(yīng)用進(jìn)行結(jié)構(gòu)化方案設(shè)計(jì)。

第一階段的控制智能處理。通過(guò)在控制中心的運(yùn)輸調(diào)度，對(duì)物流、貨物、車(chē)輛、駕駛員、時(shí)間、地點(diǎn)、交付方式等信息進(jìn)行智能化調(diào)度控制，通過(guò)信息的在線審核，完成煤炭運(yùn)輸準(zhǔn)備和調(diào)度安排。

由上式可知，損耗量 和RFID使用頻率和間隔距離成正比，因此在保障車(chē)輛可自由通過(guò)的前提下，減小間隔距離，并在一定范圍內(nèi)選擇適量的頻率傳輸，可最大限度地實(shí)現(xiàn)無(wú)人信息值守和無(wú)人信息上傳，保障智能化運(yùn)輸出庫(kù)的可靠性，這也是提高物流運(yùn)輸效率的有效方式之一。同時(shí)在物流運(yùn)輸過(guò)程中，控制中心可以實(shí)時(shí)查看車(chē)輛運(yùn)輸狀態(tài)，并對(duì)車(chē)輛進(jìn)行安全管理和數(shù)據(jù)的必要獲取，同時(shí)駕駛員可以實(shí)時(shí)反饋應(yīng)急情況和報(bào)警情況，雙向保障高效的物流運(yùn)輸，避免運(yùn)輸危機(jī)的發(fā)生，并可提前進(jìn)行路徑選擇。

第三階段的信息自動(dòng)巡查。完成煤炭運(yùn)輸后，可以通過(guò)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)子式翻斗器對(duì)煤炭進(jìn)行卸載，并通過(guò)智能過(guò)磅檢測(cè)實(shí)時(shí)更新貨物運(yùn)輸終點(diǎn)信息，完成控制中心的信息顯示和審核，同時(shí)在信息中心備份中可以查閱當(dāng)前車(chē)輛和駕駛?cè)藛T的歷史運(yùn)輸信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，可以完善運(yùn)輸路徑和運(yùn)輸最優(yōu)方案。

煤炭物流運(yùn)輸直接關(guān)系我國(guó)能源經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)使煤炭運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程化、規(guī)范化，在保障貨物安全運(yùn)輸?shù)那疤嵯?，?duì)運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)備過(guò)程、運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)過(guò)程、運(yùn)輸?shù)臋z驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，不僅加強(qiáng)了煤炭物流運(yùn)輸?shù)倪h(yuǎn)程監(jiān)控和管理能力，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤炭運(yùn)輸?shù)牧鞒袒刂坪鸵?guī)劃化檢驗(yàn)，為煤炭運(yùn)輸智能化應(yīng)用提供了新的思路。

作者單位：陜西省能源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所