摘要：近年来随着国家信息化的快速发展和市场环境的变化，企业间竞争越来越激烈，在市场竞争的大环境下，迫切需要企业提高生产效率，增强竞争力。随着数字化矿山理念的不断涌现和实施，围绕着如何提高矿山管理效率、生产效率和降低生产成本等做了大量研究。数字化矿山作为提高矿山生产力的重要组成部分，也成为我国各大露天矿提高竞争力进程中的重要研究内容。
关键词：露天矿；数字化；矿山管理；生产效率
一、系统组成
露天矿生产调度管理系统是一个集软硬件、人机互动于一体的智能化系统，由数据传输系统、调度系统和数据存储与统计系统组成。通过搭建基站塔、安装车载设备，实现数据传输局域网系统的部署，建立数据采集、传输并转入局域网系统；通过调度管理系统，实现实时监控与报警、自动调度、人机互动；达到数据存储分类存储的目的，方便查询。
1、数据传输系统
数据传输系统主要包括基站无线网络系统、车载数据采集系统和调度室实时通讯系统。
1）基站无线网络系统主要由基站塔和基站设备组成。根据露天矿采场实际地形情况，搭建相应的基站塔，各塔之间通过5.8G基站天线实现基站间数据的传输。
2）车载数据采集系统由GPS定位系统、2.4G信号传输系统和终端数据显示与采集系统组成。通过GPS实现各点设备的定位，从而实现模拟采场、道路划分和设备实时定位与监控；通过2.4G信号传输系统实现终端所采集数据的上传和通讯系统指令的下发；通过终端系统实现司机与系统的互动，司机可根据实际情况选择相应的设备状态并将实时状态上传到调度系统，调度系统下发的指令亦可通过终端系统实时传给司机，提醒司机根据指令完成相应的操作。
3）调度室实时通讯系统是上位机与下位机信息互传的中枢系统。主要功能包括数据实时上传和下发，并对数据进行解码、分类和记录，是数据传输的中间桥梁。
通过上述硬件设备的搭建，部署一个用于数据传输的局域网系统。通过2.4G信号传输完成数据与基站塔间的传输；各基站塔通过5.8G天线将数据汇总到落地点，将实时数据传输到调度室实时通讯系统；实时通讯系统将数据编译、解读并存储。
2、调度系统
调度系统是实现人机互动的关键，主要实现矿山基础数据的管理、采场设备实时调度和实时状态监控与报警。
系统主要包括基础数据模块、生产统计模块、实时监控与报警模块、采场设备实时状态查询模块和配车调度模块。
1）基础数据模块主要对矿山人员、设备、物料、故障等数据进行统计分类，便于相关人员查询、统计。
2）生产统计模块主要按类别和时间统计生产情况。包括设备的产量、运行状态、故障状态等，并按年、月、日形成对应报表，方便矿山管理人员及时了解当班情况，并根据产量及运行情况对生产作出合理的调整。
3）实时监控与报警模块对采场设备的状态改变作出回应，当设备状态异常，如超时停车、超速等异常状态，通过软件及时提醒调度人员作出处理。
4）采场设备实时监控模块对设备实时位置、运行状态、矿仓品位进行实时显示。
5）配车调度模块根据现场实际情况，调度人员可实现在线配车和人工发送指令实现人机互动，及时解决压车、怠工及采点分配不合理等影响生产效率的问题。
3、数据存储系统
系统数据最终存储于服务器SQLServer2005数据库中，便于数据的分类、查询和统计。服务器应用双机热备系统，在一个服务器崩溃的状况下自动切换到另一个服务器，确保系统正常运行。
二、使用效果
矿自生产调度管理系统实施以来，在数据统计、实时调度上效果明显。
1、数据统计
数据统计主要包括矿山设备、人员等的基础数据统计和设备运行状态、产量等生产数据统计。传统的矿山管理数据处理基本依赖人工统计并汇总成文档，其过程复杂，步骤繁琐，统计方法落后且数据汇总具有滞后性，不利于生产人员及时查询了解现场情况。
生产调度管理系统将基础数据全部录入数据库，并按照基础数据类别在软件中显示，方便生产人员按要求快速查询并直观的呈现给查询人员。减轻了统计人员负担，提高了数据查询的效率和准确性。设备状态和产量信息反馈给管理人员，管理人员可根据生产计划和实际生产情况及时调整生产计划，优化生产方案，避免实际采矿中方案优化滞后带来的产能浪费。
生产调度管理系统数据统计的优化大大减轻了设备部、移动作业区、采矿作业区和装备部相关人员的工作量，提升了数据统计的准确信，提高了数据查询的效率。
2、实时调度
实时调度主要包括实时监控、实时报警和在线调度。传统的矿山管理并没有实时监控和报警，调度也只能依靠人工事先安排，当生产工作已经开展，若想改变初始方案只能人工前往通知，耗时效率低下，且无法及时根据采场实际变化情况及时调整生产计划和更改配车，易造成采场压车、采场实际设备状态无法及时报告给管理人员等现象。生产产量的统计也依靠人工在矿仓处计数，效率低下。实时调度主要从以下3个方面提高工作效率：
实时监控。首先实时监控实现了对采场设备运行状态的监控，设备实时信息表如图1所示。
图1设备实时信息表
图1中显示运输、采装和辅助设备的实时状态，包括设备在线、异常下线、故障等不同状态的统计概况以及每台设备的设备号码、在线情况、设备工作状态、已运输车数、位置具体坐标、物料、卸点、最后一次在线时间、所配对的工作卡车或者挖机号码等。对设备操作人员起到良好的监督作用减少了由于操作人员懈怠所造成的产能损失和安全隐患，主要监督驾驶员超时停车、道路偏离、超速驾驶和实时生产情况等。其次，实现了对产量和品位的实时监测。
2）实时报警。实时报警与实时监控相结合，对设备隐患运行状态进行报警，及时通知调度员监督和检查。
此外，对设备故障和紧急情况进行报警，使调度人员及时了解设备故障原因联系修理和对紧急情况进行处理，不仅优化设备故障上报流程提高了故障处理效率，而且为设备操作人员人身安全提供了及时的保障。
3）在线调度。在线调度根据实时报警和实时监控反应的采场实际生产和设备运行情况，由管理人员做出反应并通过系统对采场设备发送指令，及时调整采场布置和设备安排。减少了由于采场情况上报不及时和管理人员指令下达滞后所造成的产能损失。生产调度管理系统实时调度有效的实现了对采场设备和产量的监控与报警，优化采场生产计划安排，加强了对生产的监督和管理，实现了计划产能实现率从85%到125%的提升，每班出矿车数实现了从340车到500车的提升。
结束语
综上所述，露天矿数字化管理系统结合矿山实际生产情况，实现了矿山设备、人员等的基础数据统计，减轻了关联部门的工作压力，提升了数据查询的效率，提高了数据统计的准确性，提高了管理人员的工作效率；实现了采场设备状态、卸点品位和生产产量的实时监控和报警，减少了不必要的生产懈怠和故障处理时间，并根据管理人员优化方案及时上传和下达指令，避免了信息传递的滞后，整体上提高了矿山管理的生产效率。
参考文献：
［1］何帅.国外某露天矿GPS生产调度系统建设［J］.露天采矿技术，2016，31（5）：34-36.
论文作者:吴少龙
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/30
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