一、系統(tǒng)架構(gòu)
露天煤礦土石方剝離方量智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用B/S結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)使用Linux操作系統(tǒng)，支持PC端、安卓App端、IOS端APP,系統(tǒng)技術(shù)框架應(yīng)采用SOA軟件架構(gòu)，同時(shí)支持MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)以及目前主流數(shù)據(jù)庫(kù)，具有清晰合理的技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃，滿(mǎn)足資源層、系統(tǒng)層、表示層等的技術(shù)分層要求。
服務(wù)器部署通過(guò)采購(gòu)阿里云服務(wù)器，全都部署在云服務(wù)器上,使用阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、負(fù)載均衡服務(wù)、云服務(wù)、分布式存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)，其中數(shù)據(jù)緩存每個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)庫(kù)實(shí)例、數(shù)據(jù)庫(kù)也是每個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)庫(kù)實(shí)例，Web服務(wù)集群：部署多個(gè)實(shí)例集群，每個(gè)項(xiàng)目通過(guò)子域名訪問(wèn)，對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)實(shí)例，寫(xiě)入數(shù)據(jù)服務(wù)，每個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。
監(jiān)測(cè)硬件采用北斗先進(jìn)的GNSS高精度定位技術(shù)，集成北斗實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，壓實(shí)傳感器和溫度傳感器技術(shù)，高精度測(cè)量技術(shù)輔助測(cè)量，挖掘機(jī)安裝傳感器和液壓控制閥等裝置，實(shí)時(shí)對(duì)鏟刀位置姿態(tài)進(jìn)行三維自動(dòng)控制等硬件技術(shù)等。
二、系統(tǒng)組成
露天礦土石方量剝離智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括車(chē)載應(yīng)用、監(jiān)控平臺(tái)、移動(dòng)APP三部分組成，車(chē)載應(yīng)用監(jiān)測(cè)和引導(dǎo)機(jī)械施工，提高工作效率，監(jiān)控平臺(tái)是信息化綜合展示平臺(tái)，數(shù)據(jù)統(tǒng)一展示分析和預(yù)警，移動(dòng)APP是移動(dòng)化管理平臺(tái)。
三、功能結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)包括六大模塊：監(jiān)控信息大屏、剝離管理、運(yùn)輸管理、排土管理、剝離量管理，安全生產(chǎn)管理等模塊，實(shí)時(shí)直觀的展示當(dāng)前礦區(qū)的生產(chǎn)作業(yè)情況，提升監(jiān)管水平，防患于未然。
1.綜合監(jiān)控大屏
綜合監(jiān)控大屏展示重要數(shù)據(jù)信息，展示的內(nèi)容依據(jù)需求可進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，展示的內(nèi)容包括煤礦統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)能情況、生成數(shù)據(jù)、近七日數(shù)據(jù)變化、安全管理、天氣預(yù)報(bào)、進(jìn)度管理、剝離計(jì)算、從業(yè)人員信息圖標(biāo)和展示等。土石方剝離智能化監(jiān)測(cè)大屏：根據(jù)剝（采）-運(yùn)-排，各環(huán)節(jié)過(guò)程管理，形成一套露天礦土石方剝離的軟硬件設(shè)備集成管理系統(tǒng)，可視化、智能化的直觀顯示現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度和場(chǎng)景，提升了施工的安全性。
2.剝離過(guò)程管理
對(duì)挖掘機(jī)加裝高精度北斗定位系統(tǒng)，并在車(chē)身和大臂、小臂、挖斗等部位加裝傾角傳感器，可以自動(dòng)采集挖掘機(jī)的鏟斗實(shí)時(shí)高精度三維位置信息，引導(dǎo)操作手精確開(kāi)挖邊坡施工。對(duì)剝離作業(yè)面高精度三維坐標(biāo)、進(jìn)度、工作時(shí)長(zhǎng)等信息進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于位置異常、停留等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等情況進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。實(shí)現(xiàn)覆蓋在礦石表面的土、石等非礦物質(zhì)去除的過(guò)程管理，按照設(shè)計(jì)規(guī)劃剝離方法和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化統(tǒng)計(jì)剝離面積、剝離深度、剝離速度，管理人員需要對(duì)剝離過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，確保剝離的質(zhì)量和效率，為加強(qiáng)剝離作業(yè)期間各人員設(shè)備之間配合，加強(qiáng)作業(yè)人員及設(shè)備操作人員安全意識(shí)。
挖機(jī)數(shù)據(jù)
預(yù)警預(yù)測(cè)
3.運(yùn)輸過(guò)程管理
對(duì)剝離土方運(yùn)輸車(chē)加裝北斗定位系統(tǒng)，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并對(duì)車(chē)輛行駛軌跡、是否到達(dá)排土場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，對(duì)于偏航、未在指定時(shí)間到達(dá)指定地點(diǎn)等情況進(jìn)行及時(shí)預(yù)警、及時(shí)糾偏。記錄行車(chē)視頻，出現(xiàn)安全事故便于追溯。
車(chē)輛軌跡：通過(guò)GIS地圖直接點(diǎn)擊查看車(chē)輛模型，通過(guò)時(shí)間檢索查詢(xún)車(chē)輛軌跡，并對(duì)車(chē)輛軌跡進(jìn)行播放
車(chē)輛定位（車(chē)輛狀態(tài)離線(xiàn)/在線(xiàn)，車(chē)輛總數(shù)，在線(xiàn)/離線(xiàn)總數(shù)）
4.排土過(guò)程管理
對(duì)排土機(jī)械推土機(jī)安裝高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傾角等傳感器，實(shí)時(shí)顯示和記錄推土機(jī)作業(yè)的高精度三維坐標(biāo)、設(shè)計(jì)作業(yè)水平、方位、俯仰角、速度、航向等精確數(shù)據(jù)，引導(dǎo)機(jī)手進(jìn)行排土場(chǎng)平整施工和機(jī)道施工？梢詫⑼仆翙C(jī)的設(shè)備型號(hào)進(jìn)行記錄、顯示和存儲(chǔ)，以及推土機(jī)的位置信息與施工過(guò)程數(shù)據(jù)，并且可以將這些信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式上傳至管理中心； 礦山開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物和土石方，排土是指將這些廢棄物和土石方從礦山中運(yùn)輸出去的過(guò)程。排土過(guò)程管理主要包括排土路線(xiàn)規(guī)劃、運(yùn)輸設(shè)備選擇、土方開(kāi)挖和運(yùn)輸?shù)膮f(xié)調(diào)等。管理人員需要對(duì)排土過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，確保排土的安全和效率。
推土施工
預(yù)警預(yù)測(cè)
5.剝離量的管理
通過(guò)建立露天礦剝離數(shù)字化監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)三維監(jiān)控圖以及二維數(shù)字監(jiān)控圖對(duì)比分析、聯(lián)合互動(dòng)，對(duì)數(shù)據(jù)整合分析及判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)施工機(jī)械設(shè)備的工作運(yùn)行軌跡和狀態(tài)指標(biāo)信息進(jìn)行有效監(jiān)控管理。使管理者可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各施工作業(yè)面的剝離量和施工質(zhì)量情況、實(shí)時(shí)糾偏、交互管控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦山開(kāi)采過(guò)程中的問(wèn)題并及時(shí)處理，全面提升礦山剝離工程質(zhì)量，提高管理水平。可以將開(kāi)采面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到軟件系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件以三維數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)在顯控終端上，并且可以實(shí)時(shí)的顯示鏟刀的三維空間位置與鏟刀到施工設(shè)計(jì)面的位置高差，引導(dǎo)施工人員進(jìn)行施工，為加強(qiáng)剝離作業(yè)期間各人員設(shè)備之間配合，加強(qiáng)作業(yè)人員及設(shè)備操作人員安全意識(shí)，保證安全生產(chǎn)特制定本作業(yè)規(guī)程。
數(shù)據(jù)計(jì)算
6.安全生產(chǎn)管理
智慧礦山安全管理的監(jiān)測(cè)和預(yù)警主要包括以下幾個(gè)方面，監(jiān)測(cè)礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地形變化，預(yù)警礦山的地質(zhì)災(zāi)害，如地震、滑坡、山體崩塌等。監(jiān)測(cè)礦山的氣象環(huán)境，預(yù)警氣象災(zāi)害，如暴雨、雪災(zāi)、高溫等。監(jiān)測(cè)礦山內(nèi)部和周?chē)h(huán)境的氣體濃度、溫度、濕度等參數(shù)，預(yù)警火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)事件。監(jiān)測(cè)礦山的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)警設(shè)備故障或潛在故障，如軸承損壞、電氣故障等。監(jiān)測(cè)礦山的人員活動(dòng)軌跡，預(yù)警人員的異常行為或活動(dòng)，如進(jìn)入禁區(qū)、越界等。通過(guò)安裝監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控車(chē)輛的形式狀態(tài)和工作狀態(tài)，確保司機(jī)是否疲勞駕駛，工作效率和監(jiān)督司機(jī)，保障公司運(yùn)輸產(chǎn)品的合法質(zhì)量。
救援預(yù)警：以該設(shè)備為中心，半徑R米（R的范圍從1~30可調(diào)）的范圍內(nèi)，形成防撞報(bào)警區(qū)