煤礦膠輪車系統(tǒng)信息集成的研究與設(shè)計(jì)

李晨雨

摘要：本文對煤礦膠輪車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了膠輪車系統(tǒng)集成的觀點(diǎn)，介紹了一種煤礦無軌膠輪車運(yùn)行管理監(jiān)測平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，并對數(shù)據(jù)采集協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：無軌膠輪車;集成系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集;

第1章 概述

現(xiàn)階段，各煤礦為了提升井下膠輪車的運(yùn)輸效率及管控水平都建立了膠輪車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對自家煤礦車輛的有效管控。但在車輛集中管控上，還沒有有效的手段，也不能為監(jiān)管部門提供監(jiān)管依據(jù)來實(shí)現(xiàn)分級(jí)管控，無法滿足各級(jí)安監(jiān)部門的要求，缺少一個(gè)統(tǒng)一管理監(jiān)測系統(tǒng)。

但目前各膠輪車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)多為封閉系統(tǒng)，互不兼容，缺乏統(tǒng)一的通信及信息交換標(biāo)準(zhǔn)。因此便需要一個(gè)統(tǒng)一的聯(lián)網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，保證膠輪車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性及準(zhǔn)確性。

第2章 具體應(yīng)用

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司所屬10對礦井建設(shè)了無軌膠輪車監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對井下共計(jì)1544臺(tái)的無軌膠輪車進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度。10對礦井的系統(tǒng)分別由3個(gè)不同廠家承建，分別為KJ150A、KJ650和KL353系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)采集協(xié)議，來幫助上傳程序，部署至各礦的服務(wù)器中，完成數(shù)據(jù)采集的工作，過程如下圖1。

圖1詳細(xì)的展示了無軌膠輪車運(yùn)行管理監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、上傳、集成、展示的過程。

1、使用煤礦井下無軌膠輪車運(yùn)行管理監(jiān)測平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，定時(shí)生成文本文件;

2、無軌膠輪車監(jiān)控近端解析程序通過讀取文本文件，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳;

3、無軌膠輪車監(jiān)控遠(yuǎn)端接收程序接收礦端上傳數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)類型送到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等;

4、根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，構(gòu)建統(tǒng)一的業(yè)務(wù)邏輯層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢;

5、發(fā)布統(tǒng)一的WEBAPI、WCF接口;

6、PC端應(yīng)用、大屏幕顯示終端及移動(dòng)應(yīng)用根據(jù)需求調(diào)用數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)界面層的業(yè)務(wù)展示。

第3章 協(xié)議設(shè)計(jì)及分析

本章具體介紹協(xié)議的設(shè)計(jì)思路及協(xié)議內(nèi)容。

3.1 協(xié)議類型

文本文件型。

3.2 數(shù)據(jù)格式要求

以文件的方式上傳數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一使用分隔符的方式，具體的規(guī)則如下：

（1）單個(gè)文本文件用“||”表示結(jié)束;

（2）每個(gè)測點(diǎn)一行記錄，用“～”表示結(jié)束;

（3）不能出現(xiàn)全角的符號(hào);

（4）每項(xiàng)屬性描述通過英文“;”隔開，如果某個(gè)描述項(xiàng)沒有，則留空，分隔符“;”必須有，最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)后沒有“;”;

（5）數(shù)據(jù)文件的格式為文本文件，擴(kuò)展名采用“.txt”，文件編碼為 UTF-8（無 BOM 頭）編碼。

3.3 協(xié)議設(shè)計(jì)

根據(jù)各礦膠輪車監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類型及各項(xiàng)參數(shù)，將數(shù)據(jù)分為五個(gè)類型進(jìn)行分類，分別為：

1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類：主要包括車輛基礎(chǔ)信息、通訊設(shè)備信息、分站信息、信號(hào)燈信息、讀卡器信息、區(qū)間信息。

2、車輛調(diào)度任務(wù)信息：主要包括駕駛員信息及車輛調(diào)度任務(wù)信息。

3、系統(tǒng)實(shí)時(shí)過程信息：主要包括井下車輛實(shí)時(shí)信息、井下車輛精確定位信息、井下車輛實(shí)施工況信息、分站實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、信號(hào)燈實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、讀卡器實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、區(qū)間實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。

4、實(shí)時(shí)報(bào)警信息：主要包括闖紅燈報(bào)警信息、超速報(bào)警信息、超時(shí)（長時(shí)間井下逗留）報(bào)警信息、車輛違章信息、其他異常報(bào)警信息。

5、車輛保養(yǎng)、維修、租賃信息：主要包括車輛保養(yǎng)信息、車輛維修信息、車輛租賃信息、車輛加油登記信息。

3.4 協(xié)議文件結(jié)構(gòu)

每項(xiàng)信息由三部分構(gòu)成，分別為數(shù)據(jù)項(xiàng)說明、文件格式說明及接入頻率說明，以車輛基礎(chǔ)信息為例如下所示：

例：車輛基礎(chǔ)信息

描述礦井所有車輛的基礎(chǔ)信息，提供購入時(shí)間及落地價(jià)格以供集團(tuán)公司合算成本。

1）需要包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)說明

序號(hào) 字段名稱 說明

1 車輛編號(hào) 必填項(xiàng)

2 車牌號(hào) 必填項(xiàng)

3 車輛類型 必填項(xiàng) 貨車、人車、特種車等文字描述

4 車輛型號(hào) 必填項(xiàng) 按實(shí)際填寫

5 車輛限速值 必填項(xiàng) 浮點(diǎn)型 描述車輛限速值

6 所屬部門 必填項(xiàng)

7 是否租賃 必填項(xiàng) 1 是 0 否

8 生產(chǎn)商 非租賃時(shí)填寫

9 購入時(shí)間 非租賃時(shí)填寫 時(shí)間類型 yyyy-MM-dd

10 落地價(jià)格 非租賃時(shí)填寫

11 使用年限 整型 車輛預(yù)計(jì)使用年數(shù)

12 備注

2）文件格式說明

a）文件名

煤礦編碼_CLXX_數(shù)據(jù)上傳時(shí)間.txt

b）文件內(nèi)容

文件內(nèi)容包括兩部分：文件頭和文件體。

文件頭包括煤礦編碼，礦井名稱，數(shù)據(jù)上傳時(shí)間，車輛總數(shù)。這四個(gè)字段都是必填項(xiàng)。數(shù)據(jù)上傳時(shí)間是指生成該數(shù)據(jù)文件的時(shí)間。

c）數(shù)據(jù)格式示例

編碼為 140121020034 的礦井膠輪車系統(tǒng)在 2020年8月26日8點(diǎn)57分24秒生成車輛基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件，文件名為 140121020034_CLXX_20200826085724.txt，內(nèi)容為：

140121020034;XXX 煤礦;2020-08-26 08：57：24;2～

10001;紅WB-3013;貨車;防爆貨車;25;外委租賃車隊(duì);1;;;;～

10002;紅W-80023;人車;防爆人車;25;運(yùn)輸二隊(duì);0;xx公;20190201;1000000;15;～||

3）接入頻率說明

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件啟動(dòng)時(shí)立即發(fā)送一次全量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)至集團(tuán)。采集系統(tǒng)，如果接入系統(tǒng)數(shù)據(jù)有變化時(shí)即刻上傳全量數(shù)據(jù)，至少每天10點(diǎn)上傳一次。

協(xié)議中其他信息均由此結(jié)構(gòu)構(gòu)成，此處不再展示。

第4章 應(yīng)用效果

國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限公司使用此聯(lián)網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)集成各礦膠輪車數(shù)據(jù)，建立了無軌膠輪車運(yùn)行管理監(jiān)測系統(tǒng)。將各礦膠輪車數(shù)據(jù)集成至一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無軌膠輪車運(yùn)輸調(diào)度的管理精細(xì)化，對10對礦井入井車輛的信息記錄、車輛派遣、井下紅綠燈狀態(tài)、車輛定位、超速報(bào)警、運(yùn)行軌跡查詢、車輛基礎(chǔ)信息、使用記錄等信息進(jìn)行統(tǒng)一集成。既為各級(jí)安監(jiān)部門提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，又為相關(guān)業(yè)務(wù)管理部門提供有效的無軌膠輪車運(yùn)行管理監(jiān)測平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)礦井車輛資源使用的最優(yōu)化。

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