GPS在露天煤矿智能化系统中的应用

杨柳

摘要：随阐述GPS技术、载波相位差技术的应用，基于GPS的露天煤矿智能化系统结构，探讨露天煤矿智能化系统的实施效果。

关键词：GPS技术，智能化系统，露天煤矿

如今，面对新的智能发展环境，国内科技整体发展水平落后于外国，数字化矿山的建设还处于初级阶段，设备的机械化程度不高；矿山的设计和经营信息化水平已经不能满足矿山的智能化发展要求。随着信息化和产业化的深入发展，各种新技术新理念的出现，给煤矿企业的发展提供了新的机会与新的挑战，为今后基于GPS的露天煤矿智能化系统长远发展夯实稳健的基础。

一、GPS与载波相位差技术的特点

（1）GPS测量技术的实现。目前 GPS定位的基本原则是：微距单点定位和载波相位定位，最初只在军用及其他领域使用，现在已经发展到了运输、地图等领域。随着技术的不断发展，"高精度、全天候"的导航与定位越来越为人们所接受， GPS系统已被广泛地应用于测量领域。GPS的发展使得GPS在很多方面都得到了广泛的应用，尤其是在复杂的地形条件下，GPS的应用更加广泛。本论文以GPSRTK为研究对象。此外，GPS还极大地改善了测量工作的效率，不管是海陆空大地测量还是工程测量，都能准确地获取测量结果。GPS系统具有定位精准，且全天候全球连续不断的导航能力，能够帮助勘测者直观得到精准数据。GPS技术的检测技术和功能，主要涉及对点(位)的测量功能，即根据软件功能对点(位)进行放样，并使之稳定的状态。通过简单的大数据分析，使用相关软件系统高效完成了三维矿山建模工作，并利用软件控制系统进行了作业指导书的显示与控制工作优化。

（2）载波相位差技术通过相应的载波相位差技术采集数据，根据煤矿工程现场三维示意图进行空间布局，动态构建两个站的载波相位点进行口供观测，并对采集到的数据进行实时传输，进一步进行高精度输出。此外，对载波的测量值进行优化，并将其实时传输到基站。

二、 基于GPS的露天煤矿智能化系统结构

GPS智能化排班系统是为露天矿山的生产组织设计开发的一种智能化的管理体系，它的核心功能是：采装以及其他的生产设施的全面、即时的监测和优化。主要包括：（1）智能汽车智能指挥是 GPS车辆智能调度系统的核心。在汽车信息的采集、传输、处理等方面，要围绕企业信息化的需要，构建一个完整的汽车信息系统。通过对汽车的配置进行分析，为制造企业制定出一套合理、高效的调度计划，从而保证其安全可靠地运行。（2）通过实时监控和状态识别实现对设备的监控状态进行自动识别，辅助矿山管理人员及时掌握设备运行情况，合理安排生产组织。（3）现场实时监视是矿山自动化的一个关键环节，采用 GIS技术对矿山内各类开采设施进行实时监测。（4）报警功能和管理露天煤矿智能化系统可生成设备状态图、曲线图、趋势图和直方图。日常值班情况管理(日期、值班人员、值班班次、部门等)、应急计划管理、发生紧急事件时，专家可以在网页上注册（可以修改删除）并记录在案。可以准确调出类似事故的预案。（5）生产数据管理和查询露天煤矿智能化系统实时收集和管理维护本系统中工程项目的基本信息，包括各单元项目的产值输入和各分部项目的产值输入。智能化的维护管理系统，维护管理的智能化，维护信息的传递。当设备发生故障时，司机要向生产调度中心报告，经调度中心确认后，再将其交还给相应的检修人员。维修后，维修人员应向维修计划主管报告维修进度。检修计划人员在得到确认后，将设备的返工情况汇报给生产计划。该流程以维护管理体系为中心，实现了对设备的故障检修。本系统以B/S模式为基础，以Access数据库为后台，利用SQLServer2000构建了一套完整的维护管理体系。并将相关的资料收集起来，以图形的方式显示，方便了调度人员对所有设备的运行状况的监测。维护管理体系的一个重要特点是：（1）故障库标准化。维护工作中常常会出现不明确的故障现象和原因，要靠自己的经历来做出判定。通过对该问题的分析，可以利用该方法对其进行快速、精确的定位。故障数据库由专门人员进行维修，并采用了规范化的方法，降低了模糊性，并使工作更加高效。智能化系统可以跟踪设备的使用寿命，从计划、接收、运行、维护、检修、事故、故障、报废对设备进行动态跟踪和管理。其中，维护检修的具体流程为：①认真观察设备故障发生的位置，总结故障现象的变化情况；②根据初期的设计线路图和说明，寻找故障原因，确定故障发生的正确位置；③对设备故障部位的零件进行再分解，全面细致检查，确保故障诊断无误，最终进行零部件更换等修理工作，消除故障，重新安装部件，重新运行设备，确认能正常工作。（2）维护管理流程。通过建立车辆维修信息系统（LMIS)，实现了对煤矿内各车辆的统一监测与统一调度。该软件具有数据统计和故障诊断等特点，能够实时、精确地显示故障的状态。维护的效果得到改善。司机要从故障资料库中进行设备的故障甄别与报告。并将相关的调速资料回馈给矿方，实现闭环故障检修目标。（3）进行车辆维修从车辆维修结束算起车辆运行时间，准确计算车辆下次维修时间，并提醒统计人员在维修前将信息发送到维修中心。管理员还负责分配项目各学科的主要生产任务，其他生产任务根据整个项目中的比例自动分配。（4）设备运行图是对设备运行状况进行查询的一种方式，它可以对设备的运行状况、内部故障状况、故障原因、故障状况、故障原因等进行查询。并可以根据用户的要求，对其进行相应的调整。采用自动生成图表取代了以前手工描述和录入原因的方法，降低了人工干预和防止了人为错误。（5）该装置在发生故障或恢复后，能够及时掌握该装置的具体位置，方便维修工人进行维修。通过对矿山机械、电气、机械等进行遥控和管理，并在煤矿生产中得到了广泛的运用，值得在实际生产中进行推广。用户界面非常的人性化。经理可以随时掌握系统中各个设备的运行状况。

三、露天煤矿智能化系统的实施效果

智能化的系统有利于整体生产效率的提升。具体研究内容如下：（1）根据露天煤矿的整体生产计划和整体设备条件，对全系统进行了优化控制、并根据自动铲斗结构实施配合管控，从而确保以最小的时间和物力完成了相应的生产相关配套任务。（2）保证整个智能化系统正常运行系统应用程序的过程中，如果有必要可以自动控制和优化铲斗的程度，根据露天煤矿的产量情况和整体设备工作状况，从而进行控制系统的自动识别，以提高或降低车辆。最终目的，是为了提高铲斗的应用效率，以及对整个系统运营的优化管理。（3）快速适应设备状态的变化当设备状态发生变化时，如土铲故障、土铲延时、卸料过程等，需要根据系统调度控制自动对调配车辆进行管理，从而实现对设备系统和状态变化的独立控制。（4）控制卸货点的故障卸货点的控制延误信息和系统的控制管理，从而实现车辆的自动配置流和自适应的优化管理能力和速度，以提高设备的优化管理。

四、结语

基于GPS的露天煤矿智能化管理系统已经设计和使用在作业管理流程中，要重视统计整合、统计数据分析，形成实用的统计分析信息平台与算法，对优化企业生产经营方向、提高工业生产质量充分发挥作用。本文先是概述了GPS技术以及载波相位差技术，基于GPS的露天煤矿智能化系统主要结构，分析露天煤矿智能化系统的实施成效，为基于GPS的露天煤矿智能化系统长远发展夯实基础。

参考文献

[1] 王忠鑫,赵明,赵丹丹,辛凤阳,王金金,曾祥玉.露天煤矿绿色矿山建设支撑保障体系[J].露天采矿技术,2021,36(03):1-7.

[2] 刘海锋.煤矿智能化升级平台建设及运维保障研究[J].工矿自动化,2021,47(S1):32-35.

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