CN108563194A - 露天矿燃油智能管控系统 - Google Patents

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CN108563194A CN201810006100.3A CN201810006100A CN108563194A CN 108563194 A CN108563194 A CN 108563194A CN 201810006100 A CN201810006100 A CN 201810006100A CN 108563194 A CN108563194 A CN 108563194A
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Abstract

一种露天矿燃油智能管控系统，露天采矿数字化燃油管控技术领域。包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件。管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上。燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上。优点在于，充分利用GPS北斗卫星定位导航技术、数字仪表技术与现代通讯技术相结合，有效地监控油罐车、加油站成品油输出和各种内燃设备燃油消耗的实时状况，还能为内燃设备提供最优的加油方案。

Description

露天矿燃油智能管控系统
技术领域
本发明属于露天采矿数字化燃油管控技术领域，具体涉及一种露天矿燃油智能管控系统，用于露天采矿行业燃油输出、消耗环节实时管控，并能为燃油消耗设备提供最优的加油方案，实现节能降耗和降低碳排放的目的。
背景技术
目前，国内大多数露天采矿在矿物运输过程中使用重型卡车，为保证生产安全有序，同时还需要大量的大型内燃工程机械，在采矿生产成本中燃油消耗所占比重在30％以上。然而，企业在燃油使用、管理环节还存在着管控不科学、能源浪费等现象。燃油管理水平的高低，关系到企业的直接经济效益和经营生产安全，露天矿燃油智能管控系统为节能环保，降低碳排放提供了科学的管控手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种露天矿燃油智能管控系统，专门针对露天矿山企业油罐车、加油站成品油输出以及各种内燃设备燃油消耗过程实时管控而开发的一套监控管理系统。它充分利用GPS北斗卫星定位导航技术、数字仪表技术与现代通讯技术相结合，有效地监控油罐车、加油站成品油输出和各种内燃设备燃油消耗的实时状况，还能为内燃设备提供最优的加油方案。
本发明的具体技术方案是，通过安装在油罐车、加油机(简称：燃油输出设备)上的燃油输出管控装置和采矿内燃设备(简称：受油设备)上的燃油消管控装置。在加油过程对受油设备身份进行识别，只有通过有效身份识别后，才能完成一次加油，否则系统控制燃油不从油枪流出。如果燃油意外从燃油输出设备或受油设备异常流失，自动启动燃油输出管控装置，避免了燃油的非正常损失。同时通过无线传输网络，将输报警结果、以及正常情况下的燃油输出量、消耗量的实时传到管控中心平台，管控中心软件自动记录各报警数据、燃油输出设备的燃油输出量，内燃设备的加油数量、加油时间、消耗量等信息，生成电子报表。
本发明的露天矿燃油智能管控系统包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件。
管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上；
燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集控块、罐体油位监控模块。车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接。
燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上。燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置；车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与油消耗监控报警装置连接；油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与车载终端连接。
车载终端装载油罐车、采矿内燃设备上，车载终端软件安装在车载终端上。车载终端通过无线网络与管控中心软件平台交换数据；
管控中心硬件平台
管控中心硬件平台安装在管理中心机房内。管控中心硬件平台包括管控中心的计算机设备、管控中心的网络设备。
管控中心计算机设备包括数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机。
管控中心的网络设备包括网络交换机、无线通讯网络模块。无线通讯网络模块通过RJ45网络接口与网络交换机连接，通过通讯服务器与燃油输出管控装置、燃油消管控装置交换数据。
数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机、网络交换机、无线通讯网络模块通RJ45网络接口与网络交换机相连接，组成管控中心的计算机网络。车载终端通过无线通讯网络与管控中心硬件平台进行通讯，采集的数据存储在数据库服务器。系统结构(见图1所示)。
管控中心软件平台
管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上。管控中心软件平台包扩智能加油调度软件、数据统计分析软件、通讯管理软件、电子地图软件。智能加油调度软件安装在信息管理计算机上；数据统计分析软件安装在WEB服务器上；通讯管理软件安装在通讯服务器上；电子地图软件安装在网络用户计算机上。通过管控中心硬件平台进行数据交换，实现数据共享。
A、智能加油调度软件
智能加油调度是露天矿燃油智能管控系统的核心之一。加油调度有其特殊性，即油罐车不能作为固定点目标来处理，在加油调度中受油设备的目标终点既不能是油罐车也不能是某一固定目标地点，必须是将油罐车与某一固定目标点绑定。因此，在加油调度中要实时掌控油罐车的空间地理位置和当前状态，才能实现加油调度。
1)油罐车与固定目标地点绑定
油罐车是一种快速运动的设备，在进行车流规划时不能将油罐车本身作为路径的起点或终点，要实现最终的车流规划，必须根据油罐车的定位坐标来确定油罐车的空间地理位置，然后根据油罐车的空间地理位置与固定目标地点绑定，最终实现车流规划。油罐车与固定目标绑定数学模型：
首先，将采集采场控制区域内的固定目标点的坐标，并根据固定目标点的实际情况确定该目标点的作业范围。然后，根据计算结果S值与固定目标点范围值进行比较，当S值小于固定目标点范围值，同时运行速度等于零时，表示油罐车进入该目标，与该目标进行绑定，实现采矿内燃设备加油调度的路径优化和车流规划。
2)路径优化
路径优化采用Dijkstra标号算法。Dijkstra标号算法的基本算法是，假设每个节点j都有一对标号(dj，pj)，其中dj是从起始点s到节点j的最短路径的长度(路径的的长度按采矿内燃设备在该路段上的运行时间来计算)，pj则是从s到j的最短路径中j节点的前一节点的下标。计算流程见图8所示。
3)车流规划系统的更新条件
油罐车加入系统；
油罐车退出系统；
剩余燃油状况；
燃油输出能力。
4)实时调度
车流规划得到的是每条道路上的目标流率，可以转化为目标车数N＝X×((V+
F)÷C)。
其中N为道路上的目标车数，X为道路的目标流率，V,F分别为道路运行时间和
油罐车输出能力时间，C为相应的受油设备油箱容积。
如果想要使各油罐车尽量高效率工作，那么控制受油设备在每条道路上的间隔是很
重要的，每条道路的受油设备间隔的计算公式其中T为道路目标间隔，C为受
油设备油箱容积，X为道路的目标流率。
内燃设备加油调度路径指示见图9。
B、数据统计分析软件
数据统计分析软件实时自动生成各种生产数据统计报表，并能在有办公网络的任意地点通过计算机查看，极大的降低生产数据的统计难度和工作量。该系统数据的及时、准确、全面性为分析生产组织和进行数据挖掘提供了基础。
C、通讯管理软件
通讯管理软件负责管控中心与各移动设备之间进行实时数据交换。
D、电子地图软件
电子地图软件根据GPS北斗定位数据，实时掌控移动设备在采场中的动态位置和实时状态信息，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据。彻底改变了管理人员只有到现场才能够获取这些信息的现状，大大提高指挥系统的反应速度。
燃油输出管控装置(图5、6)
燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。
燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块。
组件之间的连接关系：
车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接；燃油输出量采集仪表通过标准RS485接口与车载终端连接；罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接。
本发明燃油输出管控装置是露天矿燃油智能管控系统的核心部分之二。由受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集模块和罐体油位监控模块四个部分结合车载终端和车载终端软件组成。(见图5)。
受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后的受油设备，启动燃油输出控制，允许加油；
燃油输出控制模块在受油设备通过合法身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC 24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀；
燃油输量出采集模块采用椭圆齿轮流量计，计量受油设备的本次加油量数据；
罐体油位监控模块用电容式液位计，将电容式油位计安装在油罐车的罐体和地下储油罐体中，实时监控罐体燃油剩余量。罐体油位监控一方面为加油员提供罐体燃油剩余量，避免人工检查导致的安全隐患；另一方面为后续加油调度指派车辆控制流率；
位置地理信息由于提供油罐车所在的空间地理位置，为加油调度模型提供地理位置信息；路由器的作用是将相关的信息传送到管控中心。
燃油输出管控主要控制燃油输出设备的加油流程，本系统设计了加油管理流程，监控管理整个加油过程(见图6)。
燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上，各部分之间连接关系如下：
(1)受油设备身份识别模块(见图15)
为识别受油车的车辆信息，在燃油输出设备上加安装RFID读卡器，RFID读卡器通过RS485接口与车载终端RS485接口连接。读取受油车的车辆信息，在受油设备上安装身份识别卡。在受油设备加油时，燃油输设备上的燃油输出管控装置读取受油设备的身份信息，通过身份识别后，启动燃油输出控制，为系统管控车辆正常加油。
(2)燃油输出控制模块
受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC 24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀。
燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接。所述的燃油输出控制模块是一个高电平有效的电磁阀。针对油罐车、加油机的加油业务，设计了加油管理流程，通过身份识别的受油设备，启动加油允许。加油允许是一个DC24开关量，该开关量为高电平时开启燃油输出电磁阀，低电平时关闭燃油输出电磁阀。该电磁阀与车载终端的开关量接口连接。
(3)燃油输出量采集控块
为了计量受油设备的加油量，在油罐车、加油机的出油管管路上加装型椭圆齿轮流量计，流量计本身带有RS485接口。流量计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接，采集受油设备的加油量，车载终端实时读取流量计的瞬时流量、本次加油量和累计输出油量。
本次加油量是每台受油设备当次的加油量，该数据于考核受油设备的燃油消耗情况；
累计输出量是油罐车、加油机的总输出油量，该数据用于考核油罐车加油机的总进厂油量与输出油量的差值，差值越小损耗越低。
燃油输出量采集模通过标准RS485接口与车载终端连接。所述的燃油输出量采集模块采用一台具备RS485接口的椭圆齿轮流量计。椭圆齿轮流量计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接。车载终端实时读取椭圆齿轮流量计的瞬时流量、本次加油量和累计输出油量。合法的受油设备加完燃油后，将本次加油量、累计输出油量、罐体油位数据通过无线网络传送到管控中心，为计算受油设备油耗、智能加油调度提供数据。
(4)罐体油位监控模块
罐体油位监控采用电容式液位计，将电容式油位计安装在油罐车的罐体和地下储油罐体中，实时监控罐体燃油剩余量。罐体油位监控一方面为加油员提供罐体燃油剩余量，避免人工检查导致的安全隐患；另一方面为后续加油调度指派车辆控制流率。
罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接。所述的罐体油位监控模块是一根电容式油位计。该油位计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接，实时采集油罐车、加油站罐体剩余燃油情况。
罐体油位监控模实时采集罐体油位的方式，第一免去了加油员人工方法检查油罐剩余油量的不安全隐患；另一方面为加油调度的车流规划提供规划数据。
燃油消耗管控装置(图7、图16)
燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上。
燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置。
组件之间的连接关系：
车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与燃油消耗量采集装置连接。
燃油消耗管控是露天矿燃油智能管理系统的核心部分之三。由燃油燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置两个部分结合车载终端和车载终端软件组成。
燃油消耗监控报警装置具备上、下限报警功能，当油罐车给受油设备加油超过高限时，报警器自动报警，避免溢油导致燃油非正常损失；在车辆运行时，燃油低于低限时，自动报警，避免因燃油不足导致的设备故障。
燃油报警器具备油量骤然下降报警，当受油设备燃油消耗超出正常消耗范围时，报警器自动报警，避免燃油非正常损耗。
燃油消耗管控装置安装在采矿内燃设备上，各部分之间连接关系如下：
燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与燃油消耗监控报警装置连接。燃油燃油消耗量采集装置由一个电容数字油位传感器构成，通过标准RS485接口与燃油消耗监控报警装置下行RS485接口连接，以50ms周期采集电容数字油位传感器数据。
燃油消耗监控报警装置块通过上行RS485接口与车载终端RS485接口连接，车载终端以20m的周期读取燃油消耗监控报警装置的数据。
燃油消耗监控报警装置具备上、下限报警功能，当燃油输出设备给受油设备加油超过高限时，自动报警，避免溢油导致燃油非正常损失；在车辆运行时，燃油低于低限时，自动报警，避免因燃油不足导致的设备故障。
燃油消耗监控报警装置具备油量骤然下降报警，当受油设备燃油消耗超出正常消耗范围时，报警器自动报警，避免燃油非正常损耗。
车载终端(图2所示)
车载终端软件安装在车载终端上，车载终端安装在燃油输出设备和受油设备上；利用所安装的车载终端软件，首先通过无线通讯网络与管控中心的相应计算机建立连接后，再通过安装在相应计算机上的控制中心软件进行数据交换；GPS、北斗联合卫星定位模块安装在车载终端内部，通过此模块对采场内控制设备进行空间地理位置的定位；无线通讯网络是车载终端与控制中心的各相应终端计算机之间交换数据的载体；控制中心的有线局域网络将各相应终端计算机连接在一起，是控制中心软件运行的硬件环境。
车载终端安装在燃油输出设备和受油设备上，由嵌入式工控机、GPS北斗定位导航模块、无线通讯模块、标准RS485接口、RJ45网络接口、开关量接口组成。各部分之间采用相应的高强度电缆连接，外壳采用全封闭金属结构进行封装。主要完成受油设备身份识别、燃油输出控制、燃油输出采集、燃油消耗量采集、燃油消耗异常报警、位置定位导航、与地面调度控制中心通讯功能。
车载终端内置嵌入式工控机。嵌入式工控机包含1个以太网接口、1个VGA接口、1个RS485接口、2个USB接口。车载终端显示器通过VGA接口与车载终端连接；双频GPS模块通过RS232接口与嵌入式工控机连接；穿孔深度测量模块与扩展RS485接口相连；以太网接口与无线通讯模块相连接。
(1)嵌入式工控机(图3所示)
车载终端采用REAL210V2嵌入式工控机，内核为ARM Cortex-A8，它体积小、发热低、抗干扰能力强，具有1个RJ45以太网接口、4个RS232接口、1个RS485接口、2个USB接口、2路扩展开关量输出接口和一个VGA接口，各接口功能如下：
所述的RJ45以太网接口与路由器连接，通过自建的MESH网络或4G TD-LET公网或4GTD-LTE转网完成与调度控制中心的数据交换。
所述的RS232接口1用于采集GPS北斗定位数据；
所述的RS485接口用于采集受油设备身份、罐体油位、燃油输出量、燃油消耗量；
所述开关量输出接口的其中1路用于控制燃油输出电磁阀；
所述的VGA接口用于车载终端与车载终端显示器之间的连接；
所述的USB接口用于安装操作系统及调试应用程序；
(2)GPS北斗定位导航模块
GPS北斗定位导航模块安装在车载终端内，用RS232方式与嵌入式工控机通讯。本系统采用GPS北斗双系统定位，定位精度达到水平±2.5m，高程±5m。为移动设备定位空间地理位置提供依据。
(3)无线通讯模块
无线通讯模块采用无线路由器方式通过RJ45网口，实现移动设备与管控中心的数据交换，包含以下功能：
接收控制中心指令；
接收调度指令；
上传移动设备坐标位置数据；
上传移动设备的燃油出量、消耗量；
(4)标准RS232接口
标准RS232接口1用于接收GPS北斗定位导航数据；
(5)标准RS485接口
用于受油设备身份识别、罐体油位监测、燃油输出控制、燃油输出量数据、燃油消耗报警；
(6)开关量输出接口
开关量输出接口的其中第1路，输出DC24控制信号，用于控制燃油输出电磁阀；
燃油输出控制电磁阀的控制口与车载终端的开关量输出接口连接。
车载终端软件(图4)
车载终端软件安装在车载终端内，负责接收、解析调度控制中心的各种指令、罐车、加油机油量的采集、受油设备的身份识别，实时与管控中心进行数据交换，基本功能如下：
1)自动采集各种信息：
自动采集GPS、北斗的定位信息，确定油罐车在采场的具体位置，判断油罐车的运行状况。
自动采集燃油输出量、罐体油位、受油设备身份等信息。
2)岗位通过触摸屏输入各种信息：
输入接班以后的岗位注册信息：在岗位接班时，通过屏幕输入岗位的编码和班次，屏幕自动显示该编码的名称。确认以后，自动向控制中心发送。
输入岗位向控制中心请求各种工作的信息：由于现场生产条件或生产需求的变化，岗位需要向控制中心请示进行其他作业、停机等待或其他生产准备工作时，可以通过屏幕选择并向控制中心发送请求事件。为控制目标的自动调度提供原始信息。
输入设备故障和需要修理地点的信息：当控制目标由于自身故障或外部原因引起不能继续当前的工作时，可以通过屏幕选择并向控制中心发送岗位临时判断的故障类型。同时装卸目标选择发送预计影响停机的时间类型(临时、长期故障)；矿车发送故障以后的修理地点(原地、返回修理)。为控制目标退出自动调度系统提供原始信息。
输入故障处理以后的故障确认信息：为了满足系统对设备管理的需求，当控制目标发生故障以后，岗位可以通过屏幕选择确认该故障的最终类型向控制中心发送。为设备管理提供准确的信息。
3)系统建立终端与控制目标的关系：为了提高车载终端的通用性，受油设备与燃油输出设备采用统一的硬件结构。通过软件设定车载终端与控制目标对应关系。在开始安装新终端或更换终端时，可以通过系统建立设置终端对应的目标编码和类型。
4)定位状态检测故障告警：当车载终端的卫星定位检测出现故障时，终端可以自动向岗位发出告警信号并向中心发送定位故障信息。
5)无线通讯故障告警：当车载终端无线通讯出现故障，不能与控制中心进行信息交换时，终端自动向岗位发出告警信息。
本发明的创新：
本发明在以下五个方面实现创新，对露天矿燃油从输出到消耗环节实施管控。
第一、油罐车与固定目标绑定，油罐车是一种快速运动的设备，在进行车流规划时不能将油罐车本身作为路径的起点或终点，要实现最终的车流规划，必须根据油罐车的定位坐标来确定油罐车的空间地理位置，然后根据油罐车的空间地理位置与固定目标地点绑定，最终实现车流规划；
第二、燃油输出管控，采用受油设备身份识别的检测方式识别受油设备的合法身份，通过身份识别后的受油设备，启动燃油输出控制，允许加油，在成品油输出环节管控燃油的非正常流失；
第三、燃油消耗管控，受油设备燃油消耗管控主要是通过控制加油量、消耗量来实现燃油的管控。通过给受油设备配备身份识别卡，在需要加油时通过身份卡识别来启动油罐车、加油机的加油过程。在燃油消耗方面通过对燃油消耗实时采集和报警器，杜绝燃油非正常消耗。
第四、采用GPS北斗联合定位的方式，动态掌握油罐车与燃油消耗设备的空间地理位置，根据受油设备燃油剩余量和燃油输出设备罐体油位情况自动安排燃油消耗设备加油，避免排队加油、空跑的问题，提高设备作业效率，降低燃油消耗，减少碳排放量；
第五、自动采集燃油输出设备与受油设备的空间地理位置，运用固定目标地点绑定算法实现燃油输出设备与固定目标地点的绑定，结合Dijkstra算法，实现受油设备的运行路径最优，减少不必要燃油消耗，降低碳排放量。
附图说明
图1为系统网络结构图。
图2为车载终端结构图。
图3为车载终端设备嵌入式工控机接口图。
图4为油罐车、加油机终端软件界面。
图5为燃油输出管控组成图。
图6为燃油输出管控流程图。
图7为燃油消耗管控组成图。
图8为路径优化流程图。
图9为内燃设备加油调度路径指示图。
图10为受油司机加油量综合统计表图。
图11为受油设备加油量综合统计表图。
图12为单位班次用油量综合统计表图。
图13为燃油报警器参数配置图。
图14为燃油报警器接口图。
图15受油设备身份识别读写器图。
图16为受油设备身份识别卡图。
具体实施方式
1.实施露天矿燃油智能管控系统的环境
露天矿燃油智能管控系统已经应用于生产实际中，其生产能力为矿岩总量1.41亿吨/年，铁矿石1500万吨/年，采矿区作业面长约4.7公里，宽1.4公里，目前处在深凹开采阶段。主要设备包括铲装设备18台，运输设备74台,推土机、平路机等工程机械37台，辅助车辆188辆，20吨油罐车5台，10吨油罐车2台。
2系统总体架构
露天矿燃油智能管控系统由管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件组成，网络结构如下图1所示。
3露天矿燃油智能管控系统的组成
露天矿燃油智能管理系统主要由油罐车、加油机的燃油输出管控装置、采矿内燃设备上的燃油消耗管控装置、车载终端、数据传输网络和管控中心软件平台组成。系统可通过MESH网络、3G/4G公网、3G/4G专网实时传输相关管控过程数据，实现加油站、油罐车、采矿内燃设备的油料流动和消耗的实时跟踪，能够有效防止燃油输出设备的燃油的非正常损耗和受由设备的燃油异常消耗。
4系统解决方案
系统主要通过安装在燃油输出设备上的燃油输出管控装置和受油设备上燃油消耗管控装置，经加油员和受油设备的身份识别的双重识别，完成一次有效加油。否则可以控制燃油不会从油枪流出。如果燃油意外从燃油输出设备或受油设备异常流失，安装在燃油输出设备和受油设备上的声光报警器将会自动报警，有效地避免了油料的非正常损失。同时该系统通过无线网络传输，能够实时准确的记录油料的实时消耗情况，并在管控中心生成日、月、年电子记录报表，准确记录燃油输出设备和受油设备的输出量、加油数量、加油时间、加油班次、车号、消耗量数据。
4.1管控中心软件平台
管控中心软件平台的主要作用是通过对现场控制设备的实时数据采集，运用科学的管理手段，实时管控燃油的输出与消耗，提升企业的油料管理水平，降低燃油消耗，达到节能减排的目的。
管控中心硬件平台与管控中心软件平台构成整个系统的数据中心和信息管理中心，包括数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机。数据库系统安装在数据库服务器中；WEB服务器为网络用户查询服务，通讯服务器与燃油输出管控装置和燃油消耗管控装置进行数据交换，采集到的现场过程数据存储在数据库服务器中；信息管理计算机运行智能加油调度软件；网络用户计算机为其他系统客户端提供各种业务报表和电子地图查询，实现管理信息统计分析功能。
露天矿燃油智能管控系统可实现与企业MES系统/物资管理系统的数据共享，省却了原始管理过程中的手动下单机的操作，大大减轻了油料核算员和财务人员的工作量。
4.2管控中心硬件平台
控制中心硬件是由数数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机机组成。
1)数据库服务器：存储所有直接采集的原始有数据和信息并且按照管理需求，存储统计计算以后的小时、班、日、月等各种数据。
2)WEB服务器：为网络用户提供WEB查询服务。
3)通讯服务器：根据无线覆盖网络的不同，分解采集MESH网络、4G TD-LTE网络等其他无线网络中的终端原始信息；组合下发的指令、信息。
4)信息管理计算：运行智能加油调度软件，为管理人员提供编制和修改生产计划、运行计划，直接下达各种调度指令和维护系统运行的基础信息。
5)网络用户计算机：为各专业随时提供各种管理数据和电子地图查询。
4.3开发工具
智能燃油管控系统的开发主要利用SQL_Server2008、Delphi、Mapx和MFC语言作为开发车载终端软件、管控中心软件平台等相关软件的开发。
4.4智能加油调度软件
智能燃油管控系统中的加油调度有其特殊性，即油罐车不能作为固定点目标来处理，在加油调度中受油设备的目标终点既不能是油罐车也不能是某一固定目标地点，必须是将油罐车与某一固定目标点绑定。因此，在加油调度中要实时掌控油罐车的空间地理位置和当前状态，才能实现加油调度。
4.4.1油罐车与固定目标绑定
油罐车是一种快速运动的设备，在进行车流规划时不能将油罐车本身作为路径的起点或终点，要实现最终的车流规划，必须根据油罐车的定位坐标来确定油罐车的空间地理位置，然后根据油罐车的空间地理位置与固定目标地点绑定，最终实现车流规划。油罐车与固定目标绑定数学模型。
1)确定两个点的南北跨度(纬度差)
比较两个点GPS坐标的纬度差，纬度小的点靠南，纬度大的点靠北。不同区域纬度差距离是固定的。纬度与距离换算为1秒等于30.8米
2)确定两个点的东西跨度(经度差)
比较两个点GPS坐标的经度差，经度小的点靠西，经度大的点靠东。与纬度不同，不同区域经度差距离是变化的，离赤道越远距离越短。北纬40度附近的经度与距离换算为1秒等于23.69米。
3)确定两个点的高度跨度(海拔差)
需要比较两个点GPS坐标的海拔差。
4)计算油罐车与固定目标的线距离
根据计算的S值的大小，实现与固定目标绑定，进行最优路径规划和车流规划。
4.4.2最优路径规划
道路网络图中已知每段路径的平均运行时间、固定目标点坐标、油罐车空间地理位置等相关参数。采用改进的Dijkstra标号算法。
Dijkstra标号算法的基本算法是，假设每个节点j都有一对标号(dj，pj)，其中dj是从起始点s到节点j的最短路径的长度，pj则是从s到j的最短路径中j节点的前一节点的下标，计算流程如图8所示。
4.4.3车流规划数学模型
目标函数为：
其中：Li为油罐车的优先系数；
yij是从当前地点j到所有油罐车i最优路径上的流率。
i＝1,2,…,(k+r)；j＝1,2,…,m,yij的单位为升/分钟；
车流规划系统的更新条件
1)油罐车加入系统；
2)油罐车退出系统；
3)剩余燃油状况；
4)燃油输出能力。
4.4.4实时调度
车流规划得到的是每条道路上的目标流率，可以转化为目标车数N＝X×((V+F)÷C)。
其中N为道路上的目标车数，X为道路的目标流率，V,F分别为道路运行时间和油罐车输出能力时间，C为相应的受油设备油箱容积。
如果想要使各油罐车尽量高效率工作，那么控制受油设备在每条道路上的间隔是很重要的，每条道路的受油设备间隔的计算公式其中T为道路目标间隔，C为受油设备油箱容积，X为道路的目标流率。
受油设备加油调度显示见图9
4.5数据统计分析软件
系统可根据各燃油输出设备、燃油消耗设备终端主机提供的原始操作数据，自动生成各种管理分析报表，对油料相关管理指标进行统计分析。主要有以下报表：
1)油料加油明细；
2)油罐车进出油量综合统计；
3)加油员提加油量综合统计；
4)受油司机加油量综合统计；
5)受油设备加油量综合统计；
6)单位班次用油量综合统计；
7)单位班组用油量综合统计；
8)受油设备吨公里单耗；
部分统计分析报表见图10、图11、图12
4.6燃油输出管控装置(图5)
油罐车、加油机燃油输出管控的主要方法是利用现场检测仪表等检测手段实现加油输出的有效的监管。针对油罐车、加油机加油燃油输出业务，设计了加油管理流程。加油管理流程的主要目的是通过油罐车、加油机上安装的车载终端、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集模块、罐体油位监控模块实现对整个加油过程的实时监视和控制，控制流程见图6。
为保证油料安全，油罐车司机自身无法打开油罐车燃油输出口，只有用通过身份认证的受油设备才能打开智能加油模块，进行加油操作。加油流程能够记录本次加油司机、受油司机姓名、受油设备号、加油开始、结束时间、本次加油量等信息，用于记录原始加油数据。4.6.1受油设备身份识别模块(见图15)
为识别受油车的车辆信息，在燃油输出设备上加安装长距离读卡器RFID读卡器，RFID读卡器通过RS485接口与车载终端RS485接口连接。读取受油车的车辆信息，在受油设备上安装身份识别卡。在受油设备加油时，燃油输设备上的燃油输出管控装置读取受油设备的身份信息，通过身份识别后，启动燃油输出控制，为系统管控车辆正常加油。
RFID读卡器特征
识别距离：0～80米半径；
识别速度：200公里/小时；
识别能力：同时识别500张以上的标签；
长距离读卡器如图15所示。
长距离读卡器通过RS485接口与燃油输出设备车载终端连接，车载终端实时读取受油设备的身份信息，通讯协议为自定义协议。
协议规则
引导码：0x02,0x03,0x04,0x05
数据长度：0x00 0x1A
设备ID：(2Byte)＝0-65535
GAIN1：＝0-3(发送增益)
GAIN2：＝0-31(接收增益)
AirBaudrate：＝0-2(0＝250K,1＝1M,2＝2M)
BAUDRATE：＝0-6(0＝4800,..6＝115200)
BUZZTYPE：＝0-1(0＝关,1＝开)
IO_INPUT：＝0-1(0＝无地感，1＝有地感)
Critical：＝0-8(两秒内接收到的同一个ID的次数阀值)
Filter_Tag_Time：＝0-250(单位秒,同一个ID的过滤时间)
Send_Interval：＝0-250(单位0.1秒,两个韦根数据的发送间隔)
TagType：＝2-255
Crc_En：＝0-1
Reserve(1Byte)：＝任意
CheckSum(1Byte)：前面所有字节的累加和模256的值.
4.6.2燃油输出控制模块
受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC 24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀。
燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接。所述的燃油输出控制模块是一个高电平有效的电磁阀。针对油罐车、加油机的加油业务，设计了加油管理流程，通过身份识别的受油设备，启动加油允许。加油允许是一个DC24开关量，该开关量为高电平时开启燃油输出电磁阀，低电平时关闭燃油输出电磁阀。该电磁阀与车载终端的开关量接口连接。
4.6.3燃油输量出采集模块
为了计量受油设备的加油量，在燃油输出设备的出油管管路上加装型椭圆齿轮流量计，型椭圆齿轮流量计本身带有RS485接口，终端通过RS485接口采集输出油量数据。
型椭圆齿轮流量计通过RS485接口与车载终端连接，车载终端实时读取型椭圆齿轮流量计的瞬时流量、本次加油量和累计输出油量。
本次加油量是每台受油设备当次的加油量，该数据于考核受油设备的燃油消耗情况；
累计输出量是油罐车、加油机的总输出油量，该数据用于考核油罐车加油机的总进厂油量与输出油量的差值，差值越小损耗越低。
型椭圆齿轮流量计与车载终端间的通讯采用MODBUS RTU协议。
下行数据格式(功能号03H)：
上行数据格式：
4.6.4罐体油位监控模块
罐体油位监控模块主要的采集原件是电容式液位计，将电容式油位计安装在油罐车的罐体和地下储油罐体中，实时监控罐体燃油剩余量。罐体油位监控一方面为加油员提供罐体燃油剩余量，避免人工检查导致的安全隐患；另一方面为后续加油调度指派车辆控制流率。
罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端的RS485接口连接，车载终端软件实时读取电容式液位计高度数据，监测油管中的燃油剩余量。
电容式液位计采用自定义协议与车载终端通讯，
车载终端发送的数据协议如下
包头：2个字节，固定为0x24 0x21；
命令：2个字节，0x44 0x4F；
ID号：2个字节，ASCII表示的序列号，如01(0x30 0x31)；
较验：2个字节，采取较验和方式，为从包头到ID号的所有字符的相加和的低8位；
包尾：2个字节，0x0D 0x0A；
电容式液位计回复数据协议:
ASCII:CFV0100FA32B6
00FA32为当前AD值，00为不足6个字节补0代替，FA32为当前油
位AD值ASCII表示的十六进制，即表示当前油位值为0xFA32。
4.7燃油消耗管控装置
4.7.1燃油消耗量采集装置
采矿内燃设备燃油消耗管方法主要是通过控制加油量、消耗量来实现燃油的管控。通过给受油设备配备身份识别卡，在需要加油时通过身份卡识别来启动油罐车、加油机的加油过程。在燃油消耗方面通过对燃油消耗实时采集和报警器，杜绝燃油非正常消耗。
采矿内燃设备燃油消耗采量集采用电容数字油位传感器，数字油位传感器基于射频电容测量原理，采用断层扫描技术,动态分析传感器在介质中各种参数，自动进行精确补偿，输出信号随液位高度改变呈线性连续变化。传感器本身无任何弹性部件和可动部件，满足设备在运行过程中的冲击，可以精确测量当前燃油消耗量，数字油位传感器安装方式如图7所示。
电容数字油位传感器通过RS485接口与燃油报警器连接，燃油报警器以50ms周期采集电容数字油位传感器数据。电容数字油位传感器采用自定义协议，其中包头2个字节，固定为0x24、0x21；命令字2个字节，读取液位命令为0x44、0x4F；ID号2个字节，为ASCII表示的序列号；较验位2个字节，是从包头到ID号的所有字符的累加和的低8位转为ASCII表示的十六进制方式；包尾2个字节，固定为0x0D、0x0A。
4.7.2燃油消耗监控报警装置
采矿内燃设备燃油消耗监控报警装置置具备上、下限报警功能，当油罐车给受油设备加油超过高限时，报警器自动报警，避免溢油导致燃油非正常损失；在车辆运行时，燃油低于低限时，自动报警，避免因燃油不足导致的设备故障，参数设置见图13。
燃油消耗监控报警装置具备油量骤然下降报警，当受油设备燃油消耗超出正常消耗范围时，报警器自动报警，避免燃油非正常损耗。
燃油消耗监控报警装置通过RS485接口与车载终端相连接，车载终端以50m的周期读取燃油报警器数据。燃油报警上行数据采用MODBUS RTU协议，接口见图14。
主机发送数据协议如下(功能号03H)：
地址：1个字节
功能码：1个字节
数据起始地址：2个字节
寄存器个数：2个字节
CRC校验：2个字节
从机相应数据协议如下：
地址：1个字节
功能码：1个字节
数据长度：1个字节
数据高八位：4个字节
数据低八位：4个字节
CRC校验：2个字节
4.8车载终端
4.8.1车载终端硬件组成
车载终端是安装在油罐车、加油站、采矿内燃设备上的专用计算机。由中央微处理机、触摸屏、显示屏、卫星定位采集、无线收发、受油设备身份识别、罐体油位监控、燃油输出采集等组成。各部分与主体之间采用相应的高强度电缆联接。主体设备外壳采用全封闭金属结构，天线与相应设备固定方便、牢固并抗振动，组成结构见图2。
1)卫星定位：自动采集GPS、北斗定位信息，确定车辆的具体位置；
2)无线网络收发：实现终端与控制中心的数据通讯；
3)受油设备身份识别：识别加油设备的合法身份；
4)固体油位监控：监控油罐车、加油站油罐内的剩余油量；
5)燃油输出量采集：采集受油设备的本次加油量；
6)触摸屏：岗位通过触摸屏向中心发送各种生产、运行信息；
7)显示屏：显示指令和与生产相关的信息；
8)微处理器：终端的中央处理器。
4.8.2车载终端软件
油罐车、加油机终端主要负责燃油输出控制、燃油输出油量的采集、受油设备的身份识别，实时与管控中心进行数据交换，主要软件界面见图4所示。
根据控制系统的总体设计，在确定车载终端硬件基本结构的基础上，开发了车载终端软件。为了满足系统不同控制目标的需求，车载终端软件又分为油罐车、加油机和其他采矿设备终端，油罐车车载终端软件的基本功能如下：
1)自动采集各种信息：
A.自动采集GPS北斗的定位信息，确定油罐车在采场的具体位置，判断油罐车的运行状况。
B.自动采集燃油输出量、罐体油位、受油设备身份等信息。
2)岗位通过触摸屏输入各种信息：
A.输入接班以后的岗位注册信息：在岗位接班时，通过屏幕输入岗位的编码和班次，
屏幕自动显示该编码的名称。确认以后，自动向控制中心发送。
B.输入岗位向控制中心请求各种工作的信息：由于现场生产条件或生产需求的变化，
岗位需要向控制中心请示进行其他作业、停机等待或其他生产准备工作时，可以通过屏幕选择并向控制中心发送请求事件。为控制目标的自动调度提供原始信息。
C.输入设备故障和需要修理地点的信息：当控制目标由于自身故障或外部原因引起不能继续当前的工作时，可以通过屏幕选择并向控制中心发送岗位临时判断的故障类型。同时装卸目标选择发送预计影响停机的时间类型(临时、长期故障)；
矿车发送故障以后的修理地点(原地、返回修理)。为控制目标退出自动调度系统提供原始信息。
D.输入故障处理以后的故障确认信息：为了满足系统对设备管理的需求，当控制目标发生故障以后，岗位可以通过屏幕选择确认该故障的最终类型向控制中心发送。
为设备管理提供准确的信息。
3)系统建立终端与控制目标的关系：为了提高车载终端的通用性，受油设备与燃油输出设备采用统一的硬件结构。通过软件设定车载终端与控制目标对应关系。在开始安装新终端或更换终端时，可以通过系统建立设置终端对应的目标编码和类型。
4)定位状态检测故障告警：当车载终端的卫星定位检测出现故障时，终端可以自动向岗位发出告警信号并向中心发送定位故障信息。
5)无线通讯故障告警：当车载终端无线通讯出现故障，不能与控制中心进行信息交换时，终端自动向岗位发出告警信息。
4.9管控中心的网络
管控中心的网络设备包括网络交换机、无线通讯网络模块。无线通讯网络模块通过RJ45网络接口与网络交换机连接，通过通讯服务器与燃油输出管控装置、燃油消管控装置交换数据。
4.9.1无线通讯网络模块
无线通讯网络模块与网络交换连接，负责与车载终端之间的数据传输；通讯服务器采集每台车载终端数据，分析通讯故障和误码，组织发送控制中心的指令和其他信息。
无线通讯网络，根据系统应用的具体情况，可采用MESH网络，公网4G网络以及专网4G网络。无论是何种网络形式，均采用固定IP的方式，实现与移动设备之间的通讯，接收和发送生产过程的各种数据。
4.9.2通讯管理软件
控制中心与各车载终端之间，采用无线通讯方式进行双向数据交换。为了提高系统的通讯速度，无线通讯采用DUP方式采车载终端的定位数据，采用TCP方式与车载终端交换数据。车载终端自动登录管控中心的ftp服务器，更新应用程序及管控系统所需的基础数据。无线通讯管理软件包括以下功能：
1)按照协议向终端发送控制中心提供的各种指令和其他信息。同时采集终端向控制中心发送的各种信息；
2)判断接收的终端信息是否出现误码，如果判断出现通讯故障或误码，补充发送上一次发送的信息内容；
3)向车载终端发送更新的基础数据和升级后的应用程序。
为了提高无线通讯的速度,系统将车载终端向控制中心发送的数据分为31种类型和格式；控制中心向车载终端发送的数据分为25种类型和格式。采用数据打包的形式进行双向传输。
4.10电子地图软件
电子地图软件根据GPS北斗定位数据，实时掌控移动设备在采场中的动态位置和实时状态信息，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据。彻底改变了管理人员只有到现场才能够获取这些信息的现状，大大提高指挥系统的反应速度。

Claims (4)

1.露天矿燃油智能管控系统，其特征在于，包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件；
管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上；
燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上；燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集控块、罐体油位监控模块；车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接；
燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上，燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置；车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与油消耗监控报警装置连接；油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与车载终端连接；
车载终端装载油罐车、采矿内燃设备上，车载终端软件安装在车载终端上；车载终端通过无线网络与管控中心软件平台交换数据；
管控中心硬件平台安装在管理中心机房内，管控中心硬件平台包括管控中心的计算机设备、管控中心的网络设备；
管控中心计算机设备包括数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机；
管控中心的网络设备包括网络交换机、无线通讯网络模块，无线通讯网络模块通过RJ45网络接口与网络交换机连接，通过通讯服务器与燃油输出管控装置、燃油消管控装置交换数据；
数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机、网络交换机、无线通讯网络模块通RJ45网络接口与网络交换机相连接，组成管控中心的计算机网络；车载终端通过无线通讯网络与管控中心硬件平台进行通讯，采集的数据存储在数据库服务器；
管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上，管控中心软件平台包扩智能加油调度软件、数据统计分析软件、通讯管理软件、电子地图软件；智能加油调度软件安装在信息管理计算机上；数据统计分析软件安装在WEB服务器上；通讯管理软件安装在通讯服务器上；电子地图软件安装在网络用户计算机上；通过管控中心硬件平台进行数据交换，实现数据共享；
智能加油调度软件能实现加油调度；
数据统计分析软件实时自动生成各种生产数据统计报表，并能在有办公网络的任意地点通过计算机查看，极大的降低生产数据的统计难度和工作量；
通讯管理软件负责管控中心与各移动设备之间进行实时数据交换；
电子地图软件根据GPS北斗定位数据，实时掌控移动设备在采场中的动态位置和实时状态信息，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据；
燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块；
车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接；燃油输出量采集仪表通过标准RS485接口与车载终端连接；罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集模块和罐体油位监控模块四个部分结合车载终端和车载终端软件组成；
受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后的受油设备，启动燃油输出控制，允许加油；
燃油输出控制模块在受油设备通过合法身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC 24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀；
燃油输量出采集模块采用椭圆齿轮流量计，计量受油设备的本次加油量数据；
罐体油位监控模块用电容式液位计，将电容式油位计安装在油罐车的罐体和地下储油罐体中，实时监控罐体燃油剩余量；罐体油位监控一方面为加油员提供罐体燃油剩余量，避免人工检查导致的安全隐患；另一方面为后续加油调度指派车辆控制流率；
位置地理信息由于提供油罐车所在的空间地理位置，为加油调度模型提供地理位置信息；路由器的作用是将相关的信息传送到管控中心；
燃油输出管控控制燃油输出设备的加油流程，监控管理整个加油过程；
燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上；
为识别受油车的车辆信息，在燃油输出设备上加安装RFID读卡器，RFID读卡器通过RS485接口与车载终端RS485接口连接；读取受油车的车辆信息，在受油设备上安装身份识别卡。在受油设备加油时，燃油输设备上的燃油输出管控装置读取受油设备的身份信息，通过身份识别后，启动燃油输出控制，为系统管控车辆正常加油；
受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC 24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀；
燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接，的燃油输出控制模块是一个高电平有效的电磁阀；针对油罐车、加油机的加油业务，设计了加油管理流程，通过身份识别的受油设备，启动加油允许；加油允许是一个DC24开关量，该开关量为高电平时开启燃油输出电磁阀，低电平时关闭燃油输出电磁阀；该电磁阀与车载终端的开关量接口连接；
在油罐车、加油机的出油管管路上加装型椭圆齿轮流量计，流量计本身带有RS485接口。流量计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接，采集受油设备的加油量，车载终端实时读取流量计的瞬时流量、本次加油量和累计输出油量；
燃油输出量采集模通过标准RS485接口与车载终端连接，所述的燃油输出量采集模块采用一台具备RS485接口的椭圆齿轮流量计，椭圆齿轮流量计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接，车载终端实时读取椭圆齿轮流量计的瞬时流量、本次加油量和累计输出油量。合法的受油设备加完燃油后，将本次加油量、累计输出油量、罐体油位数据通过无线网络传送到管控中心，为计算受油设备油耗、智能加油调度提供数据；
罐体油位监控模块：罐体油位监控采用电容式液位计，将电容式油位计安装在油罐车的罐体和地下储油罐体中，实时监控罐体燃油剩余量。罐体油位监控一方面为加油员提供罐体燃油剩余量，避免人工检查导致的安全隐患；另一方面为后续加油调度指派车辆控制流率；
罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接，所述的罐体油位监控模块是一根电容式油位计。该油位计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接，实时采集油罐车、加油站罐体剩余燃油情况；
罐体油位监控模实时采集罐体油位的方式，免去了加油员人工方法检查油罐剩余油量的不安全隐患；为加油调度的车流规划提供规划数据。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上；燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置；
车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与燃油消耗量采集装置连接；
燃油消耗监控报警装置具备上、下限报警功能，当油罐车给受油设备加油超过高限时，报警器自动报警，避免溢油导致燃油非正常损失；在车辆运行时，燃油低于低限时，自动报警，避免因燃油不足导致的设备故障；
燃油报警器具备油量骤然下降报警，当受油设备燃油消耗超出正常消耗范围时，报警器自动报警，避免燃油非正常损耗；
燃油消耗管控装置安装在采矿内燃设备上，燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与燃油消耗监控报警装置连接。燃油燃油消耗量采集装置由一个电容数字油位传感器构成，通过标准RS485接口与燃油消耗监控报警装置下行RS485接口连接，以50ms周期采集电容数字油位传感器数据；
燃油消耗监控报警装置块通过上行RS485接口与车载终端RS485接口连接，车载终端以20m的周期读取燃油消耗监控报警装置的数据；
燃油消耗监控报警装置具备上、下限报警功能，当燃油输出设备给受油设备加油超过高限时，自动报警，避免溢油导致燃油非正常损失；在车辆运行时，燃油低于低限时，自动报警，避免因燃油不足导致的设备故障。
燃油消耗监控报警装置具备油量骤然下降报警，当受油设备燃油消耗超出正常消耗范围时，报警器自动报警，避免燃油非正常损耗。
车载终端软件安装在车载终端上，车载终端安装在燃油输出设备和受油设备上；利用所安装的车载终端软件，首先通过无线通讯网络与管控中心的相应计算机建立连接后，再通过安装在相应计算机上的控制中心软件进行数据交换；GPS、北斗联合卫星定位模块安装在车载终端内部，通过此模块对采场内控制设备进行空间地理位置的定位；无线通讯网络是车载终端与控制中心的各相应终端计算机之间交换数据的载体；控制中心的有线局域网络将各相应终端计算机连接在一起，是控制中心软件运行的硬件环境。
车载终端安装在燃油输出设备和受油设备上，由嵌入式工控机、GPS北斗定位导航模块、无线通讯模块、标准RS485接口、RJ45网络接口、开关量接口组成。各部分之间采用相应的高强度电缆连接，外壳采用全封闭金属结构进行封装。主要完成受油设备身份识别、燃油输出控制、燃油输出采集、燃油消耗量采集、燃油消耗异常报警、位置定位导航、与地面调度控制中心通讯功能。
车载终端内置嵌入式工控机，嵌入式工控机包含1个以太网接口、1个VGA接口、1个RS485接口、2个USB接口；车载终端显示器通过VGA接口与车载终端连接；双频GPS模块通过RS232接口与嵌入式工控机连接；穿孔深度测量模块与扩展RS485接口相连；以太网接口与无线通讯模块相连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，车载终端软件安装在车载终端内，负责接收、解析调度控制中心的各种指令、罐车、加油机油量的采集、受油设备的身份识别，实时与管控中心进行数据交换，功能如下：
自动采集各种信息：自动采集GPS、北斗的定位信息，确定油罐车在采场的具体位置，判断油罐车的运行状况；自动采集燃油输出量、罐体油位、受油设备身份等信息；
岗位通过触摸屏输入各种信息：
输入接班以后的岗位注册信息：在岗位接班时，通过屏幕输入岗位的编码和班次，屏幕自动显示该编码的名称。确认以后，自动向控制中心发送；
输入岗位向控制中心请求各种工作的信息：由于现场生产条件或生产需求的变化，岗位需要向控制中心请示进行其他作业、停机等待或其他生产准备工作时，通过屏幕选择并向控制中心发送请求事件，为控制目标的自动调度提供原始信息；
输入设备故障和需要修理地点的信息：当控制目标由于自身故障或外部原因引起不能继续当前的工作时，通过屏幕选择并向控制中心发送岗位临时判断的故障类型；同时装卸目标选择发送预计影响停机的时间类型；矿车发送故障以后的修理地点，为控制目标退出自动调度系统提供原始信息；
输入故障处理以后的故障确认信息：为了满足系统对设备管理的需求，当控制目标发生故障以后，岗位可以通过屏幕选择确认该故障的最终类型向控制中心发送。为设备管理提供准确的信息；
系统建立终端与控制目标的关系：为了提高车载终端的通用性，受油设备与燃油输出设备采用统一的硬件结构。通过软件设定车载终端与控制目标对应关系；在开始安装新终端或更换终端时，可以通过系统建立设置终端对应的目标编码和类型；
定位状态检测故障告警：当车载终端的卫星定位检测出现故障时，终端能自动向岗位发出告警信号并向中心发送定位故障信息；
无线通讯故障告警：当车载终端无线通讯出现故障，不能与控制中心进行信息交换时，终端自动向岗位发出告警信息。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110264134A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 郑州永邦测控技术有限公司 成品油二次配送管理系统
CN111754172A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 全球一家电子商务(北京)股份公司 一种工地智慧用油系统
CN112684769A (zh) * 2020-12-24 2021-04-20 三一重型装备有限公司 采矿装载运输设备调度控制方法及装置
CN113060694A (zh) * 2021-03-29 2021-07-02 广西大学 一种撬装式隔舱北斗智能汽车加油装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201622613U (zh) * 2010-03-30 2010-11-03 上海强控设备工程有限公司 企业车辆油料监控管理系统
CN102616722A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 侯振岐 工程车燃油加注装置及其燃油加注管理系统
CN203502795U (zh) * 2013-09-12 2014-03-26 智能航空系统有限公司 加油车现场监控系统
CN104537508A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 武汉飞恩微电子有限公司 移动加油网络系统及方法
CN104635681A (zh) * 2014-12-24 2015-05-20 深圳市远航机电有限公司 燃油监控系统及方法
CN206039664U (zh) * 2016-08-31 2017-03-22 杭州朗米冷链科技有限公司 一种车辆监控设备
US20170148231A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 Geotab Inc. Big telematics data constructing system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201622613U (zh) * 2010-03-30 2010-11-03 上海强控设备工程有限公司 企业车辆油料监控管理系统
CN102616722A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 侯振岐 工程车燃油加注装置及其燃油加注管理系统
CN203502795U (zh) * 2013-09-12 2014-03-26 智能航空系统有限公司 加油车现场监控系统
CN104537508A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 武汉飞恩微电子有限公司 移动加油网络系统及方法
CN104635681A (zh) * 2014-12-24 2015-05-20 深圳市远航机电有限公司 燃油监控系统及方法
US20170148231A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 Geotab Inc. Big telematics data constructing system
CN206039664U (zh) * 2016-08-31 2017-03-22 杭州朗米冷链科技有限公司 一种车辆监控设备

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110264134A (zh) * 2019-06-13 2019-09-20 郑州永邦测控技术有限公司 成品油二次配送管理系统
CN111754172A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 全球一家电子商务(北京)股份公司 一种工地智慧用油系统
CN112684769A (zh) * 2020-12-24 2021-04-20 三一重型装备有限公司 采矿装载运输设备调度控制方法及装置
CN112684769B (zh) * 2020-12-24 2022-03-22 三一重型装备有限公司 采矿装载运输设备调度控制方法及装置
CN113060694A (zh) * 2021-03-29 2021-07-02 广西大学 一种撬装式隔舱北斗智能汽车加油装置
CN113060694B (zh) * 2021-03-29 2022-07-15 广西北能智控能源有限公司 一种撬装式隔舱北斗智能汽车加油装置

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