关于修建车辆出入智能管理系统的请示

关于修建车辆出入智能管理系统的请示（共4篇）

篇1：关于修建车辆出入智能管理系统的请示

关于修建车辆出入智能管理系统的请示

公司领导：

根据2011年11月26日总经理办公会议精神，加强小区的车辆占道停放收费管理，杜绝外来车辆入内随意停放现象，严格车辆出入登记制度，确保小区道路畅通，车辆停放入位、出入有序，提升小区整体环境，提高小区品位。现拟定在进出小区大门修建车辆出入智能管理系统和在小区内规划停车位。此系统和停车位的建成共需人民币13.7万元。（具体方案见附件）

此请示妥否，请批示：

公司生活房产管理部 二0一二年三月二十日

公司小区大门修建车辆出入智能管理系统方案

为确保出入小区车辆的行驶安全和停放有序，规避车辆的无序停放赌塞消防通道，给小区业主的生命财产安全埋下隐患，根据国家相关交通管理办法，并通过对市区多家物业小区车辆停放、出入管理模式进行调研，借签其先进管理措施，结合本小区的实际情况，在小区大门建一套车辆出入、院内道路停车收费智能管理系统，具体设施方案如下：

一、拆除现有的岗亭和申缩门。在大门中间以内侧新建安全岛用于隔离进出单车道。面向大门：右侧为入口车道，左侧为出口车道。中间为安全岛。安全岛上由岗亭收费处、收费电脑、出入摄象机、蓝牙长距离读卡系统，入口出卡控制机和出口识别缴费情况控制机，道闸等组成。此管理系统通过市场调查，决定选用目前国内最先进，功能扩展强大，性能最稳定，市场占有率最高的深圳车安科技发展有限公司的产品，该系统建成后的工作流程：

入口流程

1固定卡持有者：将车辆驶至入口控制机旁，车辆感应器同时感应到，控制电脑自动显示该车辆图像，远距离读卡，若有效，则发出开信号；道闸自动升起来，同时该车图像被存入电脑，车辆入内后道闸自动关闭。

2临时停车者：车辆驶入口控制机前，感应器感应到车辆，电脑自动显示该车辆图像，入口控制机“取卡”灯亮，并给出文字、语音提示“取卡或读卡”，司机按动位于入口控制机盘面的”取卡”按钮取卡，电脑读卡后，入口控制机文字、语音提示“请取卡”，车辆的图像亦被存入电脑，司机取卡后，道闸杆自动开启，车辆进入小区。

出口流程

1固定卡持有者：将车辆驶至出口读卡机旁，车辆图像显示于电脑上，远距

离读卡，电脑自动记录并同时调出该车的进入时的图像，进行图像比对后，发出开闸信号，并存储该车的图像，道闸杆升起，车辆出门后道闸杆自动下落关闭。

2临时停车者：车辆驶出口处，车辆图像显示于电脑上，司机将票卡交给值班员读卡后，收费电脑根据收费程序自动计费，调出该车辆的进入图像供值班员比较；计费结果自动显示在电脑显示屏上并给出语音提示，司机缴费，电脑自动记录收款金额，值班员按下确认键后发出开信号，并存储该车的图像，道闸杆自动升起，车辆出门后道闸杆自动下落关闭。

二、在办公楼大门左右侧、围楼周边、1#楼后、35#楼前、老区（从6#到12#楼；27#到20#楼）东西两主道路，新区主道路上规划地面停车位，根据实地测量可规画150个停车位。楼栋之间道路原则上不准停车，若楼栋间道路宽的道路，经实地测试小桥车辆能同时相向行驶互不影响的楼栋间道路，可适当规画为临时停车位。

三、小区大门车辆出入管理系统建成后，24个小时值班，实行三班制，需要配备3名收费人员。要求收费人员必须具备吃苦耐劳、责任心强、会使用计算机，服务态度热情。

公司生活房产管理部

2012.03.20.

篇2：关于修建车辆出入智能管理系统的请示

RFID智能化小区车辆出入管理系统, 能够随时检测出进出小区车辆的动态, 可以准确的记录出入情况, 做到精准度高、高效的管理。在现代的小区中, 有很多莫名的私家车辆随意进出各个小区, 小区的警卫室的工作人员不能很好的对车辆进行判断, 是否为本小区的车辆, 是否可以进出本小区, 这些问题极大的反应了现代的小区的车辆出入系统不健全。本文介绍的是基于RFID的智能化小区车辆出入管理系统的研究, 本系统应用RFID射频识别技术, 这个技术广泛应用于工业制造、商业管理、身份识别等领域。射频技术一般应用于远距离识别和跟踪等方面, 这个技术应用在小区的车辆管理上能够很好的做到检测车辆的进出情况, 可以在很大程度上提高小区的安全, 而且能够可以减少人力的使用, 做到了精准的统计, 因此这个技术可以很好的应用在小区车辆的出入管理上。

2 射频识别技术

射频识别技术RFID (Radio Frequency Identification Tech-nology) 是从八十年代起走向成熟的一种非接触式的自动识别技术, 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它相对于条形码技术存在以下优势:有非接触式、非视线识别、可擦写信息、更大的读写距离、大容量 (相对条形码) 、可多个识别等, RFID技术代表着自动识别领域的前进方向, 对现代工业生产与服务将产生革命性影响。已经在物流供应链管理、生产管理与控制、资产管理等领域获得了大量应用。

3 智能车辆出入管理系统结构

基于RFID技术的智能车辆出入管理系统的各个关键环节全部无缝纳入小区管理部门的整体信息化管理流程中, 可以实时监控每个车辆进出小区的状态, 真正实现管理信息化动态管理。基于RFID技术的智能车辆出入管理系统可以实现对小区进出车辆管理、小区车辆管理的信息化、网络化、自动化、在提高效率的同时, 加大管理的力度。系统自动识别小区车辆的信息, 包括车牌号、车辆类型等信息, 此信息可通过Web Service接口小区管理现有的信息系统提供数据, 以实现信息共享, 提高工作效率。

系统的结构如图1 所示。

此系统包括以下几个子系统:

(1) 数据库管理子系统

负责小区射频识别安全防范系统数据库的集中管理与维护。

(2) 基础数据管理子系统

车队及车辆信息的录入、更新等功能 (该部分功能根据实际情况, 可能会有所调整) 。对系统用户进行管理。设置系统的工作参数。

(3) 标签发行子系统

负责标签的发行工作。

(4) 门禁管理子系统

负责监控车辆的进出情况, 自动识别车内标签, 并记录车辆进出的时间, 发生异常情况时给出报警提示。

(5) 车辆标签监控子系统

(6) 视频监控子系统

4 系统的流程

在每台车辆上安装识别标签, 通过每一辆车上的唯一性电子标签, 以及各个主要出入口处进行车辆标签射频识别, 通过天线发出的射线检测周围是否有车辆到来, 如果有车辆到来, 小区门口可以提前做出指示, 迎接车辆的到来, 并且天线对车辆到来的信息传播给读写器, 读写器根据检测到的信息, 存入到数据库, 需要存入的为车牌号, 车主姓名, 车主联系方式, 进车时间, 出车时间, 是否符合进出条件, 这几个方面会跟数据库中的信息, 做比对, 并进行记录。车辆是否进出的判断结果显示在门口的电子显示屏上, 如果可以进入, 电子显示屏显示可以进入, 否则, 显示不可以进入, 并连接管理员。在本系统中射频识别技术主要用在当车进入门岗前, 通过天线发出的无线电波接收车辆上的电子标签信息, 将车要来的信息, 传送到读写器中, 记录进入的时间, 进入的车辆的车主信息, 是否有违规的记录。如果车辆上没有电子标签, 或者电子标签有破损等, 不能被放行。当车辆到达门岗时, 会有一个电子显示屏是否可以进入的标识, 可以进入, 或者不可以进入。如果一切检查都正常, 系统将车辆放行。

5 系统性能

(1) RFID标签识读系统速度快, 正常车速下可在0.1 秒内识别标签。

(2) 识别距离远。出入口处可以达到3-10米。

(3) 可同时对多个目标进行快速识别。

(4) 数据识别安全, 标签不怕污染。当标签表面受到污染时, 不影响系统对它的识别。

(5) 人机界面良好, 操作方便, 使用简单。

(6) 系统扩展性好。系统提供开放性接口, 方便将来数据可以与其他应用系统对接。

6 总结

本文应用射频识别技术设计了智能化的小区出入管理系统, 此系统的应用使得小区车辆出入管理简洁化, 车主进出的省时化, 查询进出车辆的方便化, 减少了因人工失误造成公司损失的情况。通过引用射频识别技术的使得用户得到了最大的效益, 会有很好的发展前景。从系统应用的结果上看, 大体上解决了小区的进出车辆的登记的便捷率, 准确率, 方便率, 省时率。提高了公司管理的精准度, 减少了因人力登记带来的错误, 大大增强了公司的效益。大范围的应用, 可以是效果更加明显, 公司的发展更美好, 越来越壮大。

参考文献

[1]黄玉兰.物联网射频识别 (RFID) 核心技术详解[M].北京:人民邮电出版社.2010:12-15.

[2]杨清娜, 李有谋, 葛茂.智能停车场管理系统的设计与实现[J].物联网技术.2011 (01) :72-75.

[3]杨清娜, 李肴谋, 葛茂.智能停车场管理系统的设计与实现[J].物联网技术.2011 (l) :72.

篇3：关于修建车辆出入智能管理系统的请示

【关键词】出入段线 ； 拉弧；分断绝缘器；双边联跳；定值修改

一、问题的提出

开通初期，蛇口西车辆段出入段线分段绝缘器曾发生过拉弧严重导致滑靴电气磨耗异常，后经过更换分段绝缘器及调整工作方向，拉弧减弱，但是由于出入段线分段绝缘器处于不同的供电分区会有电压差的存在，受电弓经过仍有轻微的拉弧现象。

拉弧打火现象较为普遍，主要是发生在车辆段的薄弱环节——出入段线。出入段线连接着正线，一旦分断绝缘器烧伤、损伤甚至被拉断造成弓网事故，就将直接影响正线行车。到目前为止，车辆段柔性接触网分断绝缘器异常主要表现为拉弧烧损，主绝缘烧黑、导流板烧出铜瘤，更严重的是导流板直接烧断。

为什么会出现拉弧现象，和怎样减少拉弧现象？

二、问题的分析

（一）供电分区两端电压差

同一电压下基本不存在拉弧现象。而蛇口西车辆段出入段线由蛇口西车辆段和赤湾站提供供电，必然导致两者电压不同；当列车负载通过该有较大电压差的分断绝缘器时，拉弧打火是不可避免的。

（二）受电弓碳滑板的磨耗对分段绝缘器的影响

分段绝缘器调整标准，工作状态良好，但是对于那些磨耗严重的受电弓来说依旧产生拉弧。检查受电弓时发现，受电弓经过长期磨耗，存在间隙，严重影响弓网关系。

（三）出入段线通车密度大

出入段线行车密度大，整个车辆段的车辆是经过出入段线进出车厂，行车密度大，加剧了导流板受撞击与磨损的程度，进而增加了打火拉弧的可能性。

（四）杂散电流的泄露

在系统正常运行方式下，单二极管防护分段方式不可避免地要增加系统的杂散电流，具体分析如下。在双边供电情况下，当列车运行到靠近车辆段附近的出入段线时，正线的钢轨电位为负值，车辆段内的钢轨电流流到正线钢轨。当列车运行到靠近正线附近的出入段线时，正线的钢轨电位为正值，正线钢轨电流流到车辆段钢轨。无论是从正线钢轨流到车辆段的电流，还是车辆段钢轨流到正线钢轨的电流，都会入地后回到钢轨，增加了车辆段与赤湾站区间的杂散电流。

三、解决方案

（一）方案一（从结构上分析）

1.缩短检修作业周期，频繁更换分断绝缘器，以消除分断绝缘器磨耗严重的产生拉弧。

2.购买高电压差的分段绝缘器。可以从分断绝缘器材质和结构要求考虑：

（1）材质要求

①绝缘体应采用高强度聚合材料，其强度随时间的衰减每10年不得大于8%；其金属连接件及各种附件、紧固件等均应为轻型耐腐蚀材料。

②分断绝缘器本体和承力索绝缘元件的绝缘体的自洁性和憎水性应良好。

③分断绝缘器各部件的材料应有优良的耐弧性。

（2）结构要求

①分断绝缘器允许受电弓双向以80km/h速度通过，其结构应有较高的耐弧性外，并具有消弧能力，不允许发生电弧烧损分断绝缘器各部件的情况。

②分断绝缘器不应存在任何击伤受电弓滑板和其他部件的不良结构。在曲线区段安装时不应有打弓现象。

③分断绝缘器本体的绝缘体与受电弓非直接滑动接触，滑动时不允许存在断电间隙。

④分断绝缘器与接触线或承力索线夹在线材额定张力3倍的情况下，不应发生线材与线夹之间的滑移。

⑤刚性悬挂分断绝缘器自带汇流排面应与正常悬挂用的汇流排断面一致。

⑥分断绝缘器的使用寿命大于20年。

3.去除分段绝缘器，增加锚段关节。能使地铁高速、平稳、安全地从一个锚段过渡到另一个锚段，而不会因电压差产生拉弧现象。

（二）方案二（从技术上分析）

更改原供电方式

为了消除电气拉弧烧伤，在高峰期发车或收车时段将出入段线分段绝缘器对应的联络开关（赤段联1、赤段联2）进行闭合。具备以下条件，方可投入出入段线联络开关，车辆段与赤湾站构成双边供电：

1.手动投入单相导通装置隔离开关。

运行在出入段线的列车通过接触网接受车辆段和赤湾两个方向的电能。同样，负电流分别向车辆段和赤湾站流回。这就要求钢轨中电流正反两个方向都可以流动，而单相导通装置具有二极管的单相导通特性，所以必须手动闭合单相导通装置内隔离开关，使其二极管旁路。

2.闭锁关系。

正常运行时，联络隔离开关与车辆段直流馈线开关、赤湾站直流馈线开关之间需存在闭锁关系，即在闭合联络隔离开关之前，先将车辆段直流馈线开关柜213、214和赤湾站直流开关柜211、212断开。

当赤湾牵引变电所解列时，闭合赤湾站越区隔离开关，由海上世界向联络开关支援供电，与车辆段构成大双边供电。联络隔离开关与车辆段、海上世界之间需存在闭锁关系，即在闭合联络隔离开关之前，先将车辆段直流馈线开关柜213、214和海上世界直流开关柜213、214断开。

综上所述，赤段联1和赤段联2的闭锁条件如下图所示：

3.双边联跳。

投入出入段线隔离开关，车辆段与赤湾站构成双边供电。为了确保满足GB50517-92<<地下铁道设计规范>>的第8.2.21条“在事故状态下接触网短路电流的保护，应保证单边供电接触网区段一条馈线的开断和双边供电接触网区段两条馈线的开断”，车辆段与赤湾站应增加双边联跳保护功能。

4.定值修改。

（1）直流开关柜保护整定值修改

正常运行时，车辆段向接触网区域采用单边供电，现将车辆段与赤湾区间联络开关投入，构成双边供电。因此，在双边供电或大双边供电情况下，保护整定值不一定能满足现场要求，则需重新计算各种保护整定值。

（2）钢轨电位整定值修改

赤湾站钢轨电位整定值为90V，而车辆段钢轨电位整定值为60V。因此要修改车辆段钢轨电位整定值，否则车辆段钢轨限制装置OV1、OV2、OV3经常合闸并闭锁，会导致杂散电流增加；赤湾站钢轨电位限制装置（OV1、OV2）不起作用。

四、结论

为了减少接触网出入段线拉弧，甚至消除拉弧，不应采用方案二，因为要增加双边联跳保护、定值修改，任务重、困难比较大；应采用方案一，最好采用绝缘锚段关节，能减少车辆段与赤湾站接触网电压差。

参考文献：

[1]郑瞳炽，张明锐.城市轨道交通牵引供电系统[M].北京：中国铁道出版社，2002.

[2]张少强.城市轨道交通钢轨电位研究与抑制[D].徐州：中国矿业大学。2012.

[3]李国欣.直流牵引回流系统分析及轨电位相关问题研究[D]. 徐州：中国矿业大学。2010.

篇4：关于修建车辆出入智能管理系统的请示

露天矿日常生产中出入采场的车辆大致分为两类:主运输车辆和辅助运输车辆, 前者主要运输矿石和岩石, 后者运输人员和物料。两类车辆在露天生产工艺中承担了主要的运输任务, 起着至关重要的作用。露天矿运输卡车的起点通常在采区内部, 而有些终点 (如选矿厂和存矿场) 往往部署在采区外部。由于车辆驾驶人员受利益驱动, 在运往采区外的地点途中, 偷矿现象屡见不鲜, 个别运矿卡车在运矿过程中还存在乱拉乱跑、乱停乱倒现象。另外, 进入矿区的辅助运输车辆也存在着严重的盗矿现象。如以钼矿为例, 据统计, 自2002年至今, 我国钼资源露天矿由于该现象造成的平均财产损失达人民币2千万元每年。

目前, 国内外露天矿山运输车辆的管控方案主要有跟踪定位、道闸控制和视频监控等手段, 跟踪定位技术应用方面[1,2,8], 如美国Moduler公司的Dispatch调度系统、国内丹东测控公司开发的露天矿GPS车辆智能调度系统和西安建筑科技大学开发的卡车电铲智能调度与监控系统等。该类系统可对车辆进行实时定位 (如GPS定位、WIFI定位或RFID定位等[3,4]) , 调度人员可实时掌握运矿卡车的行驶轨迹, 并可查询其历史行驶轨迹, 可以有效避免卡车乱拉乱跑现象, 但由于仅监测其运输路线, 如在正常路线中存在偷矿行为, 仍无法准确地进行有效控制;视频监控的典型应用主要通过在关键点安装摄像头, 将这些点一定视线范围以内的实时画面传往监控中心, 监控人员需要对全部运输路线的所有关键点进行全面、全过程、全天候地监视, 这样劳动力成本较大, 且往往在运输线路中存在监控盲区, 如要减少盲区则软硬件成本随着运输路线的增长 (或增多) 而增大;起降道闸方案包括手动型和自动型两种[5,6,7], 手动型是在采区进出口安设起降道闸, 起降道闸值班人员通过检查票据, 结合主观辨识手动放行车辆, 车辆能否通行由值班人员决定, 无法保证车辆通行的客观性和公正性;自动型系统由闸杆、道闸驱动器、驱动控制器、射频读卡器、射频卡和服务器组成。每个车辆各自配备射频卡并注册入库, 运矿卡车通行时首先扫描射频卡号, 系统根据数据库中信息自动分析该卡号的权限类型, 符合权限时, 向驱动控制器发送开闸指令, 驱动器便将闸杆开起并放行车辆。该类系统的权限分析需要操作人员事先指定, 车辆的出入控制最终没有摆脱人为干预, 且道闸控制为单点控制, 出去的车辆在运输途中有无盗矿, 无法获知。

针对以上问题, 本文提出将基于3PGS (Three Points Guarding System) “三点有序管控法”和GPS定位跟踪技术相结合的露天矿出入车辆智能管控系统。该系统无人值守, 全自动化管控, 能够有效控制卡车运矿过程中的盗矿、乱拉乱跑等现象, 实现运输过程全程监测与控制和事后评价与分析, 为露天矿山避免不必要的财产损失。

1 三点有序管控策略模型

1.1 基础理论

整个策略围绕“一次运输过程中卡车负载的矿石重量在起点与终点相等”理论展开, 设T代表卡车, W代表矿石重量, S代表起点, E代表终点, 第i辆卡车的第j次负载矿石重量表示为, 起点:S_W (i, j) , 终点:E_W (i, j) 。

推论1 任一车辆Ti, 在第j次运送过程中, 若起点运量等于终点运量即:

则该车辆Ti在第j次运送过程中不存在盗矿现象, 否则存在。

推论2 任一车辆Ti, 在所有n次运送过程中, 若所有起点运量之和等于所有终点运量之和即:

则该车Ti在所有n次运送过程中不存在盗矿现象, 否则存在。

推论3 所有m个车辆T1, T2, …, Tm, 在所有n次运送过程中, 若所有起点的总运量之和等于所有终点运量之和即:

则所有m个车辆在所有n次运送过程中都不存在盗矿现象, 否则存在。

在实际生产运输过程中, 由于一方面称重测量误差, 另一方面车辆运输途中矿石轻微损耗等现象, 再加上计算机浮点型数据本身浮动原因, 起点矿量与终点矿量的测量值不可能完全相等, 在一定的误差范围内, 认为不存在盗矿现象, 实际应用中如式 (2) 可演变为:

其中0<δ<1, δ是可以接受的误差范围, 具体根据测量器材、矿石种类和运输环境等客观条件, 视情况而定。

1.2 三点管控机制

基于以上推论, 本文提出“3点有序管控模型”, 即区内过磅点-通行验证点-卸车过磅点有序配合模式, 其基本思想是:在采区内部署电子磅秤 (区内过磅点) , 对外出主运矿车辆进行自动称重;采区进出口部署通行验证机制 (通行验证点) , 对进出的所有车辆进行自动通行验证;在卸车点部署电子磅秤 (卸车过磅点) , 对卸载车辆进行自动称重。借助以太网, 将三点有机配合, 对车辆运输进行事先预防、过程监测与控制、事后全面评价与分析等。其设备布置图如图1所示。

根据车辆的运输业务不同, 有些车辆由采区过磅点和通行验证点管控, 有些车辆由通行验证点管控, 有些车辆需要3点共同管控。所以可将车辆划分为以下三类:类型I:区内主运输车辆, 该类车辆只能在区内运输, 禁止外出, 有特殊情况需要外出时, 需经多级部门电子审核。类型II:辅助运输车辆, 该类车辆不需要过磅, 只由通行验证点管控, 外出时需要相关电子审核。类型III:区外卸车主运车辆, 该类车辆由3个点共同管控。该类车辆外出时, 当且仅当其在区内过磅后方可通过通行验证点。

运输车辆在三点处的称重数据、验证信息同步传回数据中心, 数据中心实时显示各通行验证点的通行情况, 并根据推论, 系统实时统计单车单次、单车多次运输状态, 也可对整个运输情况进行事后验证分析。通行验证点的验证机制较为复杂, 使用UML活动图对其进行描述, 如图2所示。

2 GPS运矿过程跟踪策略

GPS运矿过程跟踪机制主要针对采场内和出入采场的运矿车辆进行实时定位跟踪, 首先在运矿卡车上安装GPS定位终端, 终端实时接收全天候接收GPS卫星信号, 能实时反映该运矿卡车的实时位置。主要数据有经度、纬度、高度、速度、时间等信息, 该位置信息可以通过GPRS网络或覆盖运输路程的自组无线局域网实时传回数据中心。通常卡车定位信息可以选择10~15秒传输一次, 数据中心可在GIS电子地图上对某一段时间内任一卡车的运输路径进行历史轨迹回放, 并显示所在位置的速度, 或者可在电子地图上设置围栏区域。若运矿卡车超出围栏区域, 系统自动记录并报警提示, 据此可准确判断运矿卡车是否存在乱拉乱跑的现象。如图3为GPS运矿过程跟踪系统结构图[6,7,8]。

3 基于3PGS和GPS露天矿车辆运输智能管控系统

3.1 系统设计与组成

系统的主要设计思想是一方面利用3PGS技术实现对露天矿出入车辆运输矿石的质量数据的管理, 实现对运矿矿量的动态跟踪, 并在此基础上自动管控露天矿车辆的进出。另一方面是利用GPS定位技术实现对露天矿出入车辆运输路线的动态跟踪, 系统通过将3GPS和GPS两种技术相互结合、相互补充对露天矿出入车辆及运输情况的有效管理。

从系统组成主要分为硬件部分和软件部分组成。其中硬件部分主要包括:磅秤、磅秤数据采集器、RFID读卡器、RFID卡、LED电子显示屏、道闸控制器、起降闸杆、GPS移动终端、数据库服务器、通信服务器、工业用PC机等组成。软件部分主要依据上述设计利用C#.net、串口通信、Map X控件技术、数据库技术开发了3PGS车辆通信监测与自动控制客户端、3PGS远程授权客户端、3PGS数据采集与分析服务器、GPS车辆跟踪定位客户端 (此客户端与矿区现有卡车调度客户端共享) 。如图4所示。

3.2 系统结构及模块关系

基于3PGS和GPS车辆运输智能管控系统从系统模块上主要分为:自动磅秤称重模块、道闸自动控制模块、车辆自动识别模块和GPS跟踪定位模块, 各模块在结构上相互衔接、相互配合。

车辆自动识别模块主要利用RFID车辆自动识别技术实现车辆在磅房称重处和采场出入控制口车辆的远距离自动识别, 并将识别车辆信息与其它模块对接;自动磅秤称重模块主要是完成采场内和采场外磅房称重数据的自动采集, 并将数据传回到数据库服务器;道闸自动控制模块主要利用提前注册设置的权限分类, 并与车辆称重数据相结合, 实现对出入矿区采场内运输矿车、从采矿到选矿厂运输矿车、一般通勤出入车辆及其它采场内服务的社会车辆的自动出入控制管理;GPS跟踪定位模块主要实现对车辆整个运输路线的跟踪定位, 并将数据实时返回到数据库服务器。如图5所示。

3.3 主要功能实现

(1) 自动磅秤称重

自动磅秤称重部分主要实现磅秤传感器称重数据与车辆的RFID自动识别。称重传感器与RFID读卡器分别通过串口COM1和COM2与PC机相连, 前者用于称重, 后者用于车辆识别, 两者配合使用, 数据采集软件可自动采集具有身份信息的车辆称重数据。系统借助C#.net与Serial Port技术实现称重点串口通信、借助ADO.NET完成数据的存储与上传。

称重传感器、RFID读卡器与上位机 (PC机) 的数据通信是数据采集软件的重点和难点所在。对于不同厂家不同型号的称重传感器, 其通信方式和协议封装各不相同, 为了能够适应千变万化的传感器, 设计通用的称重传感采集软件尤为重要, 借助C#语言的接口技术可解决该问题。首先定义解析接口如下:

该接口规定了解析方法Translate的解析结果为decimal型数字 (带小数的十进制数) , 参数buff为原始待解析的字节数组, index为buff的起始位置, count为buff中数据实际存储的长度。根据每一种称重设别的型号可设计一个解析类实现Itranslator接口。

(2) 道闸自动控制

在采矿进出口控制点的构成主要有:进口RFID读卡器、出口RFID读卡器、道闸控制器、道闸、自动通行控制软件和SQLServer数据库软件。如图6所示, 采场出入口分别装有进口道闸和出口道闸, 默认情况下, 两个道闸均为红灯亮且闭合状态。车辆申请进入采场时, 首先由RFID读卡器扫描该车的卡信息, 然后根据数据库中车辆权限类型进行验证, 验证通过后进口闸门绿灯亮, 开闸放行, 地感线圈监测车辆通过后立即闭合闸门, 同理可知车辆的外出申请验证顺序。

每一个采场进出口只需一个道闸控制器, 多个采场进出口的多个道闸控制器要通过以太网互联, 然后每个道闸控制器通过COM1口与上位机相连, 该控制器同时控制进口道闸和出口道闸, 进口RFID读卡器和出口RFID读卡器分别通过COM2和COM3与上位机相连。RFID读卡器与上位机的通信根据RFID通信协议通过串口进行解析。道闸控制器与上位机的通信主要体现在:上位机发送指令, 进出口道闸便做出相应的回应。指令格式主要由字节数组构成, 即{闸门地址, 指令}, 如{0x02, 0x BF, 0x01}, 其中0x02表示出口闸门地址, 0x BF, 0x01表示亮红灯, 其整体含义为出口闸门亮红灯, 只需通过Serial Port控件向COM1输出以上格式的指令数据即可控制道闸。

特殊情况下, 通行验证点的进口和出口分别装有远距离自动RFID读卡器, 如距离控制不当, 可能造成误扫描现象, 如车辆出去时被进口读卡器扫到, 以至于进口闸杆被打开。该问题即可以根据采场周围环境设置适当隔离距离, 也可通过软件解决, 即:开闸前首先判断该车的上次进出的数据类型, 在上次数据中如标注该车的上次为进, 则认为此次数据为误扫, 这个方法称为“进出类型辨别机制”。由于距离设置不当, 该车出去时由于距离进口扫描卡较近, 将继续面临被进口读卡器扫到的可能, 此时该车的进出类型为出, 出口闸杆抬起后, 随后被进口读卡器读到, 进口闸杆也将被打开, 这不符合实际需求, 所以可引进“重复刷卡忽略机制”, 即成功起杆后开始累积记录上次刷卡时间, 距离上次刷卡时间小于指定时间段 (如3 min) 的刷卡信息将被忽略。这样, 只要初始化好各车辆的进出类型后, 通过这两个机制即可解决误扫描卡问题。

系统涉及的GPS定位跟踪部分, 在课题组的其它文献中已经论述, 在此不作详细介绍[1,4]。

4 系统在三道庄露天矿的应用

(1) 系统部署情况

三道庄露天矿区地处河南省栾川县赤土店镇和冷水镇交汇处, 为栾川钼钨矿田三大矿区之一, 是洛阳栾川钼业集团股份有限公司的主要原矿开采基地, 生产规模为3万吨/天, 年采剥总量达5000万吨, 属特大型有色金属露天开采矿山。钼矿由于为稀有金属矿, 一直以来矿区时有偷矿行为发生, 矿区实行三班工作制, 尤其在夜间发生偷矿行为较多, 有时也存在将矿石乱拉乱倒等行为。目前矿区现有各类主运输车辆210辆, 其中40吨自卸运矿卡车40辆, 32吨自卸运矿卡车5辆, 40吨斯太尔运矿卡车152辆, 服务班车8辆, 其他车辆5辆, 其中有部分车辆将矿石破碎后直接从采场运输到采矿外面的选矿一公司。其他车辆基本在采场内进行运输, 但也经常存在出入矿区的情况。由于车辆较多, 且进出矿区情况复杂, 一直以来出入及运矿车辆的管理是矿区日常生产管理中的一项重要工作。针对上述情况, 课题组于2012年研发完成基于3PGS和GPS的露天矿车辆运输智能管控系统, 并得到了成功的应用。如图7所示。

目前, 矿山已组建了企业以太网络, 成功部署了区内自动过磅电子称和区外卸车点自动过磅电子称等, 采场内在各个破碎站设有破碎前电子磅称10套, 1号破碎站溜井出口设有电子磅秤1套, 该电子称主要负责对运出采场的矿石进行称重, 在采场外各个主要卸车点设置电子称3套;将采区共设置两个进出口:309出口和1801出口, 两个出口分别对进出车辆通过RFID技术进行进出权限自动判断, 对符合进出条件的车辆自动放行, 共安装道闸4台, SuperRFID读卡器4台, RFID射频卡210张;对采场内的运输车辆共安装GPS定位终端205套 (5辆未装) , 实现了对每一辆车的实时跟踪定位;数据中心安装IBM 3500M4服务器两台, 一台用于数据库服务器, 一台用于通信服务器。该系统自2012年3月至今, 系统运行稳定可靠。

(2) 系统应用情况

系统在应用后实现了三道庄露天矿的出入车辆的自动管控, 并且该系统依据车辆运输的流程进行设计, 实现了车辆在各个主要关键点, 如称重点、采场出入口等的自动远距离无线识别;卡车称重数据的自动采集与分析;对进出采场车辆的类别分类和出入控制和对车辆运矿过程和运矿矿量的实时监测。

系统成功之处在于一方面利用3PGS技术将车辆进出采场的管理由原来的人为管控改为系统自动管控车辆通行, 这样大大减少为人因素对进出采场车辆的影响, 并通过这种监测机制杜绝了卡车运矿过程中的偷矿行为;另一方面利用GPS跟踪定位技术实现了对车辆运输路径的动态跟踪, 杜绝了运矿车辆的乱拉乱跑行为。

当然在系统应用过程中, 也存在一些改进之处, 但都已在不断进行完善。如在过磅点、通行验证点和数据中心都分别部署SQL server, 这样一方面本地存储较快, 软件运行效率较高;另一方面一旦网络发生故障, 在授权部门本地授权情况下, 软件便自动切换到本地方式运行, 而不至于由于网络问题而造成系统瘫痪。另外系统支持应急开闸授权, 一旦采区内发生重大灾情, 通过各级快速电子授权, 系统将自动切换到应急开闸状态, 闸杆持续升起, 且自动记录进出车辆信息, 直到关闭应急状态。目前该系统运行状态良好, 通过系统的应用三道庄矿区运输车辆矿石偷盗、乱拉乱跑问题得到了有效解决, 运输车辆的管理得到了进一步加强。

5 结语

(1) 3PGS管控模型使区内过磅点、通行验证点和卸车过磅点三点对立统一、缺一不可, 且其涉及技术成熟可靠, 它的应用能够有效管控露天矿车辆运输人为盗矿问题, 将给矿山企业带来较大的使用价值。

(2) GPS定位跟踪技术发展已很成熟, 将其与3PGS结合使用, 3PGS完成了对运矿卡车运输结果的监测, GPS完成了对运矿卡车运输过程的监测, 两者相辅相成, 共同完成对露天矿出入车辆的运输管理。

(3) 基于3PGS和GPS的露天矿车辆运输智能管控系统不仅可应用于露天矿山, 满足如下条件的场景实例皆可来进行车辆管控:车辆往返于区内区外;区内和区外之间进出口数量有限;需要实时监测车辆运输货物。

参考文献

[2]Olson R, Hahn D I, Buckert A.Predictors of severe trunk postures among short-haul truck drivers during non-driving tasks:An exploratory investigation involving video-assessment and driver behavioural selfmonitoring[J].Ergonomics, 2009, 52 (6) :707-722.

[3]吴文君, 井石滚, 顾清华.基于Wi Fi技术的露天矿数字化生产调度系统[J].金属矿山, 2010 (8) :132-126.

[4]卜艳阁.RFID技术在露天矿卡车运输中的应用[D].西安:西安建筑科技大学, 2008.

[5]郭稳涛, 何怡刚.基于RFID的智能停车场管理系统的研究与设计[J].自动化技术与应用, 2010, 29 (6) :60-64.

[6]赵泰洋, 郭成安, 金明录.一种基于RFID原理的交通信息获取系统与车辆定位方法[J].电子与信息学报, 2010, 32 (11) :2612-2617.

[7]赵琨, 卢才武.车联网中基于GPSONE的露天矿车辆监控定位系统[J].计算机应用与软件, 2012, 29 (12) :225-228.