CN117775780A - 煤矿铁路自动化定量装车系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及信息处理技术领域，提供了一种煤矿铁路自动化定量装车系统。通过获取车厢信息，利用定位单元测量得到火车车厢的车厢位置，为后续的装车控制提供准确的基础数据；利用溜槽控制单元基于车厢位置确定装车控制时机，利用装车控制模型基于车厢信息及装车控制时机输出闸板的开合时机、控制时长及溜槽的垂直位移，能够实现对定量仓中的煤矿进行自动化落煤控制，从而提高装车的准确性和效率；利用激光扫描装置对火车车厢中的煤堆进行扫描，得到煤堆点云数据；基于煤堆点云数据计算得到煤堆体积及煤堆高度信息；基于煤堆体积及煤堆密度计算得到车厢偏载重量，煤堆高度信息及车厢偏载重量能够判定是否符合装车要求，进一步提高了装车的准确性。

Description

煤矿铁路自动化定量装车系统

技术领域

本申请涉及信息处理技术领域，尤其是涉及一种煤矿铁路自动化定量装车系统。

背景技术

铁路货运因低成本、低污染、大运量且不受气候影响等优势，受到广泛运用，例如，煤炭运输等。其中，铁路装车系统，是铁路货运中的必要环节。

对于定量装车这样的操作来说，每一节车厢的精确识别是必须的，现有技术是通过射频识别技术来识别每节车厢的车厢信息，然而火车的工作环境是比较恶劣的室外环境，RFID标签的损坏或故障发生概率较高，当出现故障时，如不能及时被发现，则无法识别到车厢信息，这将给装车过程带来巨大的不便。例如，当某一节车厢被漏检后，在后续的自动装车过程中，要么将此节车厢误认为其它车厢而误装，要么由于缺乏信息而空置，但是由于火车由车头带动单向行驶的特点，一旦漏装之后，待全部装完后发现再重新装载将耗费极大的人力物力。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种煤矿铁路自动化定量装车系统，能够自动化且定量的进行装车，所述系统包括：火车识别子系统、跳车处理子系统及自动装车控制子系统，所述火车识别子系统用于获取火车车厢的车厢信息；所述跳车处理子系统用于接收工作人员输入的跳车信息，及接收车站管理员基于所述跳车信息输入的处理意见，根据所述处理意见自动配置跳车数据，并根据所述跳车数据进行跳车处理；所述自动装车控制子系统包括：

定位单元，用于测量得到所述火车车厢的车厢位置；

溜槽控制单元，用于基于所述车厢位置确定装车控制时机，利用装车控制模型基于所述车厢信息及所述装车控制时机输出闸板的开合时机、控制时长及溜槽的垂直位移，基于所述闸板的开合时机、所述控制时长及所述溜槽的垂直位移对定量仓中的煤矿进行自动化落煤控制；

安装在火车装车站上部的激光扫描装置，用于对所述火车车厢中的煤堆进行扫描，得到煤堆点云数据；基于所述煤堆点云数据计算得到煤堆体积及煤堆高度信息；基于所述煤堆体积及煤堆密度计算得到车厢偏载重量，所述煤堆高度信息及所述车厢偏载重量用于判定是否符合装车要求。

在一个可选的实施方式中，所述溜槽配备有二级防撞检测。

在一个可选的实施方式中，所述火车识别子系统包括：

射频识别单元，用于读取所述火车车厢底部的RFID标签，得到所述火车车厢的车厢信息；及视频采集单元，用于采集所述火车车厢的视频流，对所述视频流进行识别，得到所述火车车厢的车厢信息。

在一个可选的实施方式中，所述系统还包括：

防冻喷洒子系统，用于在火车没有进入所述火车装车站前，在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制防冻喷洒装置开启并喷洒防冻液，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述防冻喷洒装置关闭以停止喷洒所述防冻液。

在一个可选的实施方式中，所述防冻喷洒子系统，还用于：

获取拉运目的地的温度，获取拉运目的地的温度，根据所述火车装车站当前室外温度及所述拉运目的地的温度，控制防冻剂与水的混合比例，得到不同浓度的防冻液。

在一个可选的实施方式中，所述系统还包括：

整平压实子系统，用于在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制整平压实滚筒下落并进行整平压实操作，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述整平压实滚筒升起。

在一个可选的实施方式中，所述系统还包括：

抑尘喷洒子系统，用于在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制抑尘喷洒装置开启并喷洒抑尘剂，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述抑尘喷洒装置关闭以停止喷洒抑尘剂。

在一个可选的实施方式中，所述系统还包括：

智能指挥调度终端，用于实现火车司机与所述煤矿铁路自动化定量装车系统的交互。

在一个可选的实施方式中，所述系统还包括：

监控画面显示子系统，用于显示圆筒仓煤位、定量仓煤量、给煤机状态、闸门状态、皮带机状态、故障信息中的一种或多种的组合。

本申请通过火车识别子系统获取火车车厢的车厢信息，利用定位单元测量得到火车车厢的车厢位置，为后续的装车控制提供准确的基础数据；利用溜槽控制单元基于所述车厢位置确定装车控制时机，利用装车控制模型基于所述车厢信息及所述装车控制时机输出闸板的开合时机、控制时长及溜槽的垂直位移，基于所述闸板的开合时机、所述控制时长及所述溜槽的垂直位移，能够实现对定量仓中的煤矿进行自动化落煤控制，从而提高装车的准确性和效率；利用激光扫描装置对火车车厢中的煤堆进行扫描，得到煤堆点云数据；基于所述煤堆点云数据计算得到煤堆体积及煤堆高度信息；基于所述煤堆体积及煤堆密度计算得到车厢偏载重量，所述煤堆高度信息及所述车厢偏载重量能够判定是否符合装车要求，进一步提高了装车的准确性。整体上实现了从火车位置的感知到煤堆扫描再到装车的全过程自动化，有助于提高作业效率，减少人为错误，并使装车过程更加智能和可控。

附图说明

图1是本申请实施例示出的煤矿铁路自动化定量装车系统的结构示意图；

图2是本申请实施例示出的火车识别子系统的应用环境示意图；

图3是本申请实施例示出的自动装车控制子系统的拓扑图；

图4是本申请实施例示出的激光扫描装置的应用环境图；

图5是本申请实施例示出的防冻喷洒子系统的应用环境图；

图6是本申请实施例示出的防冻液配比的示意图；

图7是本申请实施例示出的整平压实子系统的应用环境图；

图8是本申请实施例示出的抑尘喷洒子系统的应用环境图。

附图标记说明

10、火车识别子系统；20、自动装车控制子系统；201、定位单元；202、溜槽控制单元；203、激光扫描装置；30、跳车处理子系统；40、防冻喷洒子系统；50、整平压实子系统；60、抑尘喷洒子系统；70、监控画面显示子系统；80、智能指挥调度终端。

具体实施方式

本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，本申请中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个所列出项目的任何或所有可能组合。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

煤矿铁路自动化定量装车系统（下文简称为自动装车系统）应用于混凝土结构筒仓式装车站，混凝土结构筒仓直径为φ21m，仓下两股道装车，股道间距8280mm，仓内设置两套装车系统。适用的火车车厢：C80、C70、C70E、C64、C62BK、C62AK、C90。其中，装车速度：≤60s/节（62t）；装车能力：5400t/h；装车精度：单车厢±0.1% ，整车±0.05%；适应火车速度：0.8～2.0km/h；适应煤粒度：0～50mm；定量仓：圆锥形结构，锥角≥60°；有效盛煤量≥100吨；装车溜槽：具有自动平煤功能的液压伸缩装车溜槽；装车方式：通过式；牵引形式：内燃机车，通过高度≥5.5m；工作电压：380V/220V；防震等级：6级；运行噪音：≤85dB；工作环境：-30～40℃。动力电缆和控制电缆分开铺设，采用桥架、穿管固定，模拟信号控制电缆采用屏蔽电缆，控制电缆采用软芯电缆。控制器设计时预留有在线灰分仪、皮带等接口。

装车站的操作台提供装车模式切换按键，操作人员可以通过装车模式切换按键切换自动装车模式和手动装车模式。当切换为自动装车模式时，运行煤矿铁路自动化定量装车系统进行自动化定量装车。当切换为手动装车模式时，关闭煤矿铁路自动化定量装车系统进行人工装车。

参阅图1所示为铁路自动化定量装车系统的结构示意图。

所述煤矿铁路自动化定量装车系统1可以包括，但不限于：火车识别子系统10、自动装车控制子系统20、跳车处理子系统30、防冻喷洒子系统40、整平压实子系统50、抑尘喷洒子系统60、监控画面显示子系统70及智能指挥调度终端80。

所述火车识别子系统10、自动装车控制子系统20、跳车处理子系统30、防冻喷洒子系统40、整平压实子系统50、抑尘喷洒子系统60等采用一套人机交互（Human-MachineInterface，HMI）系统。将所有系统整合为统一组态画面和分画面，在同一台电脑上进行显示和操作，实现全站系统的管理统一化。统一组态画面指的是采用一致的整体设计，以形成一个集成的、一体化的用户界面，有助于操作人员更容易理解系统的工作状态，减少学习成本，提高操作效率。由于每个子系统有其独特的功能和任务，因而每个子系统对应一个独立的、局部的分画面，分画面的存在使得操作人员可以集中关注特定任务或区域，而无需在整个系统中浏览。

下面逐一描述本申请实施例中的各个子系统。

参阅图2所示，为火车识别子系统的应用环境示意图。

火车识别子系统10包括射频识别单元和视频采集单元。

射频识别单元，用于读取火车车厢底部的RFID标签，得到火车车厢的车厢信息。火车的每节车厢底部安装有射频识别（Radio-Frequency Identification，RFID）标签，火车轨道枕木间安装有RFID读写器，通过RFID读写器识别RFID标签，可以获得RFID标签中携带的车厢信息，包括车厢型号、每节车皮的类型、车厢高度、载重量、煤炭类型、是否装载煤炭等信息。但由于RFID标签易脱落，RFID读写器易损坏或发生故障，从而导致无法获得车厢信息，本申请实施例结合射频识别单元和视频采集单元来共同获取火车车厢的车厢信息。

视频采集单元，用于采集所述火车车厢的视频流，对所述视频流进行识别，得到所述车厢信息。视频采集单元可以包括视频采集装置、控制器等。视频采集装置可以为高清摄像机，用于采集火车车厢的视频流，可以设置在火车装车站的入口处。控制器可以利用机器学习技术对视频流进行识别，得到车厢型号、每节车皮的类型、车厢高度、载重量、煤炭类型、是否装载煤炭等信息。

火车识别子系统将射频识别单元获取得到的车厢信息及视频采集单元获取得到的车厢信息关联存储在数据库中。同时采用射频识别单元和视频采集单元获取车厢信息，能够更全面和准确的获取车厢信息。车厢信息的准确获取，是自动化定量装车的前提，有助于提高自动化定量装车的智能化、精确性和效率，使自动化定量装车更加可控和可管理。

参阅图3所示，为自动装车控制子系统的拓扑图。

自动装车控制子系统20采用智能体架构，智能体架构指的是一个系统或软件的设计结构，其中包含一个或多个智能体，这些智能体可以独立地、协同地或与环境互动地执行任务。采用智能体架构的目的是为了模拟或实现某种形式的智能行为。

本申请实施例中自动装车控制子系统包括：感知执行层、协同控制层和应用辅助层。

感知执行层可以包括高精度的称重系统，车辆跟踪识别系统以及液压系统等。自动装车控制子系统基于物料信息和车厢状态信息分析装车执行结构的下一步动作。所述装车执行结构可以包括液压系统、电控单元以及各种伺服油缸。根据现场实际情况，进行局部的精细化控制，针对关键位置，如溜槽升降伸缩控制、缓冲仓配料精度控制等处的液压元件，控制精度达到10mm。溜槽作为重要的执行机构，在自动化的生产过程中也需要控制定位传感器，增加多级的防碰撞和配套传感器系统，实现设备的精准位置控制。火车的跟踪与车号识别设备，用于在自动化装车过程中对火车进行识别和动态跟踪，火车的跟踪精度需要达到厘米级，具备自动化分析判断车型及其位置的能力。

装车站在实现自动化时，针对易损坏和误报的传感器部分进行冗余设计。例如关键闸板位置使用光电开关检测等。

协同控制层对装车过程中的物料特性变化，火车位置状态等容易出现变化和干扰的地方进行识别和判别，直接接入装车过程逻辑的执行和运转。协同控制层一方面保证装车站内部各部分传感器和执行设备的合理有效运作，另一方面在与外部衔接的过程中，须实现装车系统与配套的整平压实子系统和防冻喷洒子系统、抑尘喷洒子系统同步完成作业。

应用辅助层采用了辅助用计算软件和数据服务系统。辅助用计算软件负责处理来自感知执行层的大量传感器的数据信息，感知装车站情况及周围环境，计算分析，规划卸料和装车流程，并根据车厢动态信息的变化，为控制装车执行机构的动作提供相应的支持。

为实现火车的自动定量装车，所述自动装车控制子系统20包括：定位单元201，溜槽控制单元202，激光扫描装置203。定位单元201用于精准定位火车，溜槽控制单元202用于精准控制闸板溜槽，激光扫描装置203用于智能监测车厢偏载重量。

定位单元201用于根据标志性节点测量得到火车车厢的车厢位置。具体实施时，当火车经过标志性节点时，可以采用信标系统以此进行车厢区域划分和逻辑起始判定，从而准确的测量到车厢的前沿和车厢的后沿，进而实现对火车的车厢位置的定位，通过在火车装车站内安装高精度光栅，实时检测车厢位置，检测范围涵盖火车驶入火车装车站到装载完成的全过程。同时，根据车厢位置和行驶时间，计算得到火车的行驶速度。

溜槽控制单元202，用于基于所述车厢位置确定装车控制时机，利用装车控制模型基于所述车厢信息及所述装车控制时机输出闸板的开合时机、控制时长及溜槽的垂直位移，基于所述闸板的开合时机、所述控制时长及所述溜槽的垂直位移对定量仓中的煤矿进行自动化落煤控制。具体实施时，先获取人工装车时的车厢信息、装车控制时机、控制时长、溜槽的垂直位移、闸板的开合时机等数据，基于这些获取的数据，通过人工智能学习算法进行学习，得到装车控制模型。将车厢信息及装车控制时机输入至装车控制模型中，装车控制模型即可输出对应的控制时长、溜槽的垂直位移、闸板的开合时机等数据，从而实现对定量仓中煤矿下落的自动化控制。

火车装车站的自动控制器所控制的液压系统，能可靠实现对缓冲仓配仓闸门、定量称重仓给料闸门、装车溜槽等装车全过程的自动控制，系统参数能够自适应调整。装车溜槽不装车时置于安全位置，火车头通过后，溜槽移动至装车位，可自动调节溜槽高度，满足不同高度的装车，装车时最大限度的接近车厢。溜槽装车的同时可自动整平压煤，具体参见图7及其相关描述。

设置了溜槽的垂直位移控制设备，使溜槽能够连续闭环可控。溜槽的位置伸缩控制精度能够达到±10mm，并配备二级防撞检测，保证全自动状态下溜槽与车厢之间的安全性，第一级为电气防撞检测，第二级为机械防撞检测。

设置了溜槽油缸垂直位移检测设备，能够准确连续测量溜槽位置，并且有效扛振动，将数据传递至自动控制器，并在上位机画面中进行显示。

如图4所示，激光扫描装置203安装在火车装车站的上部，用于对所述火车车厢中的煤堆进行扫描，得到煤堆点云数据；基于所述煤堆点云数据计算得到煤堆体积及煤堆高度信息；基于所述煤堆体积及煤堆密度计算得到车厢偏载重量，所述煤堆高度信息及所述车厢偏载重量用于判定是否符合装车要求。具体实施时，使用拟合分析技术（如最小二乘拟合）或曲面重建算法基于煤堆点云数据进行拟合，得到煤堆表面。同时，获取煤堆点云数据中每个点云数据在垂直方向上的坐标，从而得到煤堆的高度信息。基于拟合的煤堆表面及煤堆的高度信息进行积分计算，得到煤堆体积。结合煤堆的高度信息及车厢偏载重量来共同判断是否符合装车要求。当煤堆表面平整、车厢前后部分的煤堆重量不存在偏差，则符合装车要求。

根据不同车厢类型、煤种、车厢高度、煤重量等数据建立车厢的装车模型，监测火车装车进程，获取车厢高度，将车厢高度输入车厢的装车模型中，通过车厢的装车模型预测得到目标重量，将实时计算得到的煤堆重量与目标重量进行比较，根据比较结果进行装车控制。例如，实时计算得到的煤堆重量接近目标重量时，可以控制装车速度减小或者停止装载，确保装车高度不超限，防止超载或引起其他安全问题。

自动装车控制子系统20存储了煤炭数据库，煤炭数据库中记录了不同的煤炭性质信息，例如密度、颗粒大小、流动性等特性。根据煤炭数据库中的煤炭性质信息，自动装车系统能够自适应地调整在配料和卸料过程中的参数，例如，从煤炭数据库中匹配出与煤炭性质信息对应的流量控制、输送速度、料槽位置等参数，确定最佳的溜槽控制策略，确保卸料过程中不发生物料撒落或偏载的情况，以最佳化装车和卸料的效率和稳定性。

所述跳车处理子系统30，用于在火车捆绑加固时，由工作人员对车皮进行检查，人工判断哪一节车厢需要进行跳车处理，并通过跳车处理子系统对应的应用程序输入跳车信息。所述跳车信息可以包括：需要跳车的车厢号。

车站管理员收到跳车信息后，针对所述跳车信息在所述应用程序中输入处理意见，例如，停车、解绑、脱轨等。跳车处理子系统可以根据处理意见自动配置跳车数据，并将跳车数据同步至工作人员和自动装车系统中。所述跳车数据可以包括：跳车时间、跳车处理方式等。自动装车系统在装车过程中根据跳车数据自动进行跳车处理，无需人工介入。

执行跳车操作后，跳车处理子系统可以记录跳车操作数据，例如，跳车操作的时间、车辆状态等。

参阅图5所示，防冻喷洒子系统40可以安装在装车站前的进出口道路的一侧，防止火车在进入装车站前被冻结。防冻喷洒子系统40可以包括：防冻喷洒装置、火车识别传感器、车厢前后缘检测传感器及控制器。防冻喷洒装置可以包括喷嘴、管道系统及防冻液储罐。喷嘴用于将防冻液均匀地喷洒在车厢的表面上。管道系统用于将防冻液从防冻液储罐输送到喷嘴。火车识别传感器可以设置在火车装车站前方预设距离，用于检测火车是否经过特定的位置。车厢前后缘检测传感器用于检测车厢的前缘和车厢的后缘的位置，并将检测到的车厢的前缘和车厢的后缘的位置信号反馈给控制器。控制器用于根据传感器的反馈信号，控制防冻喷洒装置的开启和关闭。具体实施时，在火车经过火车识别子系统的识别后，没有进入所述火车装车站前，在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制防冻喷洒装置开启并喷洒防冻液，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述防冻喷洒装置关闭以停止喷洒所述防冻液。所述防冻喷洒装置，还用于在检测到车厢的接缝处，或者在检测到空车厢（即，未装载的车厢）时不进行防冻液的喷洒。

在一个可选的实施方式中，所述防冻喷洒子系统，还用于获取拉运目的地的温度，获取拉运目的地的温度，根据所述火车装车站当前室外温度及所述拉运目的地的温度，控制防冻剂与水的混合比例，从而得到不同浓度的防冻液，并输入到防冻喷洒装置的防冻液储罐中，以供防冻喷洒子系统使用。

防冻剂的主要成分为一水氯化钙（CaH2O），防冻液由防冻剂和水进行混合而成，根据不同的温度，使用不同的防冻液配比，具体可以参照如图6所示的标准进行配比。

冬季为防止气温过低导致煤炭粘贴在车厢上，在火车经过火车识别子系统的识别后，没有进入所述火车装车站前，需要对空车厢进行防冻液喷洒。防冻喷洒装置可以有效防止火车和设施在低温条件下结冰，确保其正常运行和安全；通过对火车和车厢的实时检测，可以智能地调整防冻液的喷洒时机，提高效率；根据需要进行喷洒，可以减少防冻液的浪费，提高资源利用率。

参阅图7所示，整平压实子系统50，用于在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制整平压实滚筒下落并进行整平压实操作，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述整平压实滚筒升起。所述整平压实子系统，还用于在检测到空车厢（即，未装载的车厢）时不进行整平压实操作。

在一个可选的实施方式中，整平压实子系统50可以包括整平压实滚筒、车厢前后缘检测传感器及控制器。整平压实滚筒通常位于装车站的地面上。车厢前后缘检测传感器用于检测车厢的前缘和车厢的后缘的位置，并将检测到的车厢的前缘和车厢的后缘的位置信号反馈给控制器。控制器用于根据传感器的反馈信号，控制整平压实滚筒的升起或下降。具体实施时，在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制整平压实滚筒下落并进行整平压实操作，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述整平压实滚筒升起。

在装车过程中，通过整平压实子系统对煤炭进行整平和压实，确保煤炭在车厢中的均匀分布，以最大程度地利用车厢的空间，减少空隙，提高装车密度，从而在每次运输中装载更多的煤炭；整平和压实后，还有助于减少在运输过程中煤炭发生倾斜或移动的可能性，提高运输安全性；整平和压实后，煤炭形状更加紧凑，降低了在运输过程中空气流动的阻力，减少阻力有助于降低能耗，提高了火车的运行速度和燃油效率。

参阅图8所示，抑尘喷洒子系统60用于在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制抑尘喷洒装置开启并喷洒抑尘剂，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述抑尘喷洒装置关闭以停止喷洒抑尘剂。抑尘喷洒子系统60还用于在检测到车厢的接缝处，或者在检测到空车厢（即，未装载的车厢）时不喷洒抑尘剂。

在一个可选的实施方式中，抑尘喷洒子系统60可以包括：安装在铁路轨道一侧或者两侧位置的抑尘喷洒装置、车厢前后缘检测传感器及控制器。抑尘喷洒装置可以包括喷嘴、抑尘剂储液罐和泵。喷嘴用于将抑尘剂均匀地喷洒到车厢中。抑尘剂储液罐用于存储抑尘剂，抑尘剂是一种特殊的液体，如化学抑尘剂。泵用于将抑尘剂从储液罐输送到喷嘴，确保稳定的供液。车厢前后缘检测传感器用于检测车厢的前缘、车厢的后缘以及车厢接缝处的位置，并将检测到的车厢的前缘、车厢的后缘以及车厢接缝处的位置信号反馈给控制器。控制器用于根据传感器的反馈信号，控制抑尘喷洒装置的启停和喷洒量。

监控画面显示子系统70，用于显示圆筒仓煤位、定量仓煤量、给煤机状态、闸门状态、皮带机状态、故障信息等中的一种或多种的组合。圆筒仓煤位是指圆筒仓中煤炭的储存高度或水平，表示了圆筒仓内煤炭的当前储存情况，可以帮助监控储煤量和预测储煤能力。定量仓煤量是指定量仓中已经或即将装载的煤炭数量，表示着装车系统当前正在处理的煤炭量，有助于确保装车的精准度和控制装车量。给煤机是用来供给煤炭的装载设备，给煤机状态包括运行状态、停止状态等，以便及时监测和管理给煤机的工作状况。闸门是用于控制煤炭流动的设备或装置，监测闸门状态可以帮助确认装载过程中闸门的开启或关闭状态，确保煤炭流动的准确性和控制。皮带机是用来输送煤炭的设备，负责将煤炭从一个地点输送到另一个地点。监测皮带机的运行情况、速度、故障信息等，有助于保障输送过程的顺畅性和稳定性。故障信息包括各种设备或系统的故障、警报或异常信息，使操作人员能够迅速采取措施解决问题，确保系统正常运行。

在一个可选的实施方式中，自动装车系统在接收到装车完成指令后，自动生成装车报表，便于查询和统计装车信息。所述装车报表可以包括：车厢编号、每节车厢的毛重、皮重、额定装载重量、实际装载重量、装车实际累计总重量、装车日期和时间、操作人员姓名、操作人员签名、备注等。

当前火车的指挥是通过人工对讲的方式进行，需要消耗大量的人力资源，并且控制也不够精准。本申请实施例，在火车上安装智能指挥调度终端80，通过Wifi、5G等通信方式，实现司机与自动装车系统的交互，将当前火车行进的速度实时传输给指挥调度终端，在超速情况下对司机进行提醒；对于装车过程中出现的异常情况，及时对司机进行告警，采取相应的火车控制操作；当前装车实时视频也可以实时传送到指挥调度终端，火车司机可以观看装车实时视频了解当前装车过程，从而及时的对火车采取相应的操作。

智能指挥调度终端80是用来指导火车司机控制火车速度的软硬件系统，以配合自动装车运行，包含界面和语音提示功能，数据时延不大于1s，保证数据的稳定可靠和及时。

本申请通过建立一套高度自动化的煤炭铁路定量装车系统，在使用现有装车站硬件设备的前提下实现铁路定量装车的自动化、智能化、精细化和无人值守。该系统能极大的减少煤炭铁路装车操作人员的工作量，降低劳动强度；降低人为操作失误，消除影响生产安全隐患；提升现有火车装车的效率，做到增产增收。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台智能设备（可以是个人计算机，智能设备，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的部分。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

Claims (9)

1.一种煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述系统包括：火车识别子系统、跳车处理子系统及自动装车控制子系统，所述火车识别子系统用于获取火车车厢的车厢信息；所述跳车处理子系统用于接收工作人员输入的跳车信息，及接收车站管理员基于所述跳车信息输入的处理意见，根据所述处理意见自动配置跳车数据，并根据所述跳车数据进行跳车处理；所述自动装车控制子系统包括：

定位单元，用于测量得到所述火车车厢的车厢位置；

溜槽控制单元，用于基于所述车厢位置确定装车控制时机，利用装车控制模型基于所述车厢信息及所述装车控制时机输出闸板的开合时机、控制时长及溜槽的垂直位移，基于所述闸板的开合时机、所述控制时长及所述溜槽的垂直位移对定量仓中的煤矿进行自动化落煤控制；

安装在火车装车站上部的激光扫描装置，用于对所述火车车厢中的煤堆进行扫描，得到煤堆点云数据；基于所述煤堆点云数据计算得到煤堆体积及煤堆高度信息；基于所述煤堆体积及煤堆密度计算得到车厢偏载重量，所述煤堆高度信息及所述车厢偏载重量用于判定是否符合装车要求。

2.根据权利要求1所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述溜槽配备有二级防撞检测。

3.根据权利要求1所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述火车识别子系统包括：

射频识别单元，用于读取所述火车车厢底部的RFID标签，得到所述火车车厢的车厢信息；及

视频采集单元，用于采集所述火车车厢的视频流，对所述视频流进行识别，得到所述火车车厢的车厢信息。

4.根据权利要求3所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述系统还包括：

防冻喷洒子系统，用于在火车没有进入所述火车装车站前，在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制防冻喷洒装置开启并喷洒防冻液，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述防冻喷洒装置关闭以停止喷洒所述防冻液。

5.根据权利要求4所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述防冻喷洒子系统，还用于：

获取拉运目的地的温度，根据所述火车装车站当前室外温度及所述拉运目的地的温度，控制防冻剂与水的混合比例，得到不同浓度的防冻液。

6.根据权利要求5所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述系统还包括：

整平压实子系统，用于在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制整平压实滚筒下落并进行整平压实操作，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述整平压实滚筒升起。

7.根据权利要求6所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述系统还包括：

抑尘喷洒子系统，用于在检测到所述火车车厢的前缘到达时控制抑尘喷洒装置开启并喷洒抑尘剂，并在检测到所述火车车厢的后缘时控制所述抑尘喷洒装置关闭以停止喷洒抑尘剂。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述系统还包括：

智能指挥调度终端，用于实现火车司机与所述煤矿铁路自动化定量装车系统的交互。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的煤矿铁路自动化定量装车系统，其特征在于，所述系统还包括：

监控画面显示子系统，用于显示圆筒仓煤位、定量仓煤量、给煤机状态、闸门状态、皮带机状态、故障信息中的一种或多种的组合。