一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统及方法

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，具体涉及一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统及方法。

背景技术

目前国内渣缓冷场大部分采用“电动平车运输-龙门吊倒运”工艺，设备操作多由人工随车进行，虽然已有遥控系统用于控制各项设备，仍然存在一定的安全性和可靠性问题，并且涉及电动平车、扳轨器、龙门吊等多种设备，其控制难度大，系统复杂；渣包车(又称抱罐车)是专为冶炼热渣无轨化运输工艺而开发的专用工程机械，具备自行装渣包、运渣包、卸渣包、倒渣为一体的作业能力，能够提升作业效率，降低使用成本，不过其也存在如下不不足：

1、人工作业存在作业时间长，驾驶员容易疲劳；

2、每个倒渣点的容积有限，驾驶员无法实时知道各个倒渣点的库容；

3、炉膛装渣点放渣时间较长，多辆车同时作业，易出现协调不畅排队现象；

4、不同驾驶员操作运渣车，装、运、卸、倒、返回整个流程时间差异较大；

5、多辆运渣车之间的任务安排重复低效，无法在线实时监测，实现高效调度。

发明内容

为此，本发明提供一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统及方法，以解决上述现有渣包车作业存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提出了一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统，所述系统包括炉膛放渣点监控单元、卸渣点喷淋水监控单元、倒渣点监控单元、车辆监控单元、渣缓冷场调度中心以及通讯网络，所述炉膛放渣点监控单元、卸渣点喷淋水监控单元、倒渣点监控单元、车辆监控单元均与所述渣缓冷场调度中心通信连接；

所述炉膛放渣点监控单元用于对多个炉膛放渣区放渣点的状态信息和位置信息进行监测并上报调度中心，根据调度中心的调度指令控制炉膛进行放渣作业，渣包装满后向调度中心发送装渣完毕信号；

所述卸渣点喷淋水监控单元用于对缓冷场渣包卸渣点位的状态信息、位置信息进行监测，对点位内卸渣的渣包进行空冷和水冷控制，测量冷却温度并记录冷却时间，并将监控信息上报至调度中心；

所述倒渣点监控单元用于对多个倒渣点的状态信息、位置信息进行监测，对渣包车进行限位和引导，获取每个倒渣点已倒渣包数量和剩余可承载包数，并将监控信息上报至调度中心；

所述车辆监控单元用于根据调度中心规划的作业路径控制渣包车执行无人驾驶的装渣包、运渣包、卸渣包、倒渣作业，并对渣包车的车辆运行状态信息、位置信息以及车载渣包状态信息进行实时监测并上报至调度中心；

所述渣缓冷场调度中心用于基于大数据分析和生产任务需求，结合各系统监控信息，实时优化调度策略，为各个渣包车安排作业任务并进行路线规划，发送调度指令控制各系统协调完成作业。

进一步地，所述通讯网络包括有线和无线基站，所述渣缓冷调度中心建立有由光纤为通讯介质的工业控制网络和视频传输网络，固定点位无线基站通过光纤连接，各系统控制器和摄像头通过网线连接到无线基站，将控制信号和视频信号上传至调度中心；渣包车通过车载无线基站连接运行区域上的固定点位无线基站实现自动控制。

进一步地，所述倒渣点监控单元还用于在每个倒渣点已倒渣包数量达到库容时进行声光报警，相关信息上传至调度中心后同时相应倒渣点的状态变成禁用。

进一步地，所述放渣点的状态信息包括空闲、使用中、待装车；调度中心根据各放渣点的状态信息采用不同的颜色对放渣点进行标识。

进一步地，所述缓冷场卸渣点的状态信息包括空冷中、水冷中、待装车、空闲以及对应状态的剩余时间；调度中心使用不同的颜色对缓冷场卸渣点不同状态的渣包进行标识，包括空冷高温渣包、水冷中温渣包、常温冷却渣包。

进一步地，所述倒渣点的状态信息包括空闲、使用中、禁用；调度中心根据各倒渣点的状态信息采用不同的颜色对倒渣点进行标识，并对倒渣点剩余可承载包数进行显示。

根据本发明实施例的第二方面，提出了一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统的调度方法，所述方法包括：

在炉膛放渣区，实时监测炉膛放渣区各个放渣点的状态，当监测到放渣时间到，提示系统渣包已装满，同时控制关闭炉膛放渣口，并安排就近泊车位的空闲渣包车进行装渣作业，待装渣包结束即渣包装满高温炉渣，则控制无人驾驶渣包车按照制定的路线从放渣区前往缓冷场卸渣点空包位进行卸渣包作业；

在缓冷场卸渣点，控制对卸下的渣包进行空冷和水冷作业，当系统监测到点位内渣包水冷结束，调度中心则会安排就近的渣包车进行装渣包作业，并控制无人驾驶渣包车按照制定的路线从缓冷场前往倒渣区倒渣点进行倒渣作业；

在倒渣区，当系统监测到渣包车已倒完渣包，渣包为空包状态，调度中心则会安排渣包车到炉膛放渣区装载新的渣液，并为其规划从倒渣区到目的地炉膛放渣区的路线。

本发明具有如下优点：

本发明提出的一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统及方法，所述系统包括炉膛放渣点监控单元、卸渣点喷淋水监控单元、倒渣点监控单元、车辆监控单元、渣缓冷场调度中心以及通讯网络，所述炉膛放渣点监控单元、卸渣点喷淋水监控单元、倒渣点监控单元、车辆监控单元均与所述渣缓冷场调度中心通信连接。基于各监控系统对各作业环节进行实时监控，对各点位状态信息进行实时掌握，通过调度中心对各个车辆的作业任务和行驶路线进行统一调度和规划，智能化控制各系统相互协作完成作业，车辆无人驾驶，有效节省人力成本，显著提高整体工作效率，实现高效调度和智能化作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例1提供的一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统的调度方法示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提出了一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统，系统包括炉膛放渣点监控单元、卸渣点喷淋水监控单元、倒渣点监控单元、车辆监控单元、渣缓冷场调度中心以及通讯网络，炉膛放渣点监控单元、卸渣点喷淋水监控单元、倒渣点监控单元、车辆监控单元均与渣缓冷场调度中心通信连接。

炉膛放渣点监控单元用于对多个炉膛放渣区放渣点的状态信息和位置信息进行监测并上报调度中心，根据调度中心的调度指令控制炉膛进行放渣作业，渣包装满后向调度中心发送装渣完毕信号。放渣点的状态信息包括空闲、使用中、待装车；调度中心根据各放渣点的状态信息采用不同的颜色对放渣点进行标识。

卸渣点喷淋水监控单元用于对缓冷场渣包卸渣点位的状态信息、位置信息进行监测，对点位内卸渣的渣包进行空冷和水冷控制，测量冷却温度并记录冷却时间，并将监控信息上报至调度中心。缓冷场卸渣点的状态信息包括空冷中、水冷中、待装车、空闲以及对应状态的剩余时间；调度中心使用不同的颜色对缓冷场卸渣点不同状态的渣包进行标识，包括空冷高温渣包、水冷中温渣包、常温冷却渣包。

倒渣点监控单元用于对多个倒渣点的状态信息、位置信息进行监测，对渣包车进行限位和引导，获取每个倒渣点已倒渣包数量和剩余可承载包数，并将监控信息上报至调度中心。倒渣点监控单元还用于在每个倒渣点已倒渣包数量达到库容时进行声光报警，相关信息上传至调度中心后同时相应倒渣点的状态变成禁用。倒渣点的状态信息包括空闲、使用中、禁用；调度中心根据各倒渣点的状态信息采用不同的颜色对倒渣点进行标识，并对倒渣点剩余可承载包数进行显示。

车辆监控单元用于根据调度中心规划的作业路径控制渣包车执行无人驾驶的装渣包、运渣包、卸渣包、倒渣作业，并对渣包车的车辆运行状态信息、位置信息以及车载渣包状态信息进行实时监测并上报至调度中心。车辆上装有GPS定位系统和速度、加速度、雷达等传感器，按照调度系统给出路线进行无人驾驶，并实时监测车辆的实时状态、运行方向、运行速度、坐标等参数，并上传调度中心。

渣缓冷场调度中心用于通过网络接收车辆端、放渣点、倒渣点、卸渣点喷淋水等系统的信息，经过大数据分析和月度、周、天生产任务需求，结合当前缓冷场的运营状况，实时优化调度策略，发送调度指令，为各个渣包车安排相应的工作任务，并规划相应的线路，同时协调炉膛放渣、喷淋水等协助工作，提高整体的工作效率。

本实施例中，通讯网络包括有线和无线基站，渣缓冷调度中心建立有由光纤为通讯介质的工业控制网络和视频传输网络，固定点位无线基站通过光纤连接，各系统控制器和摄像头通过网线连接到无线基站，将控制信号和视频信号上传至调度中心；渣包车通过车载无线基站连接运行区域上的固定点位无线基站实现自动控制。为保证远程操控的稳定可靠，对无线基站进行统一规划，使其组成环网，消除信号盲区和信号弱的区域，增加无线通讯稳定性。

具体调度流程实例如图2所示：

1、调度系统会实时监测炉膛放渣区各个放渣点的状态，分别用空闲、使用中、待装车三种状态，并用带绿色、红色、黄色三种颜色的方块标识，当监测放渣时间到，提示系统渣包已装满，同时关闭炉膛放渣口，调度系统经过数据分析安排就近泊车位的车辆(5#渣包车)进行装渣作业，待装渣包(渣包装满高温炉渣，颜色由白色变成红色)结束，系统会安排其到缓冷场相应的空包位(缓冷场1#东区1#-04)进行卸渣包作业。

2、装渣包完成后，系统会规划出发地(炉膛放渣区1#-05)到目的地(缓冷场1#东区1#-04)的线路，(5#)运渣车按照制定的路线自动驾驶到相应的目的地，并将渣包放入相应的卸渣点(缓冷场1#东区1#-04)。

3、在缓冷场卸渣点，有红色、黄色、绿色三种颜色圆形分别标示渣包的状态，即空冷高温渣包、水冷中温渣包、长温冷却渣包；同时表明其卸渣点的编号、坐标，另外还表示卸渣点的状态，即空冷中、水冷中、待装车、空闲及对应状态剩余时间；当系统监测到相应的渣包水冷结束，对应的渣包颜色会变成绿色(缓冷场1#东区2#-05)，同时调度中心会安排就近的(3#)运渣车进行装渣包。

4、装渣包完成后，系统根据倒渣点的情况，找出合适的空闲状态倒渣点，规划出发地(缓冷场1#东区2#-05)到目的地(2#倒渣区2#-N)的线路，(3#)运渣车按照制定的路线自动驾驶到相应的目的地，并将渣包放入相应的倒渣点(2#倒渣区2#-N)。

5、在倒渣区，带绿色、黄色、红色三种颜色的方块代表倒渣点空闲、使用中、禁用三种状态；同时表明其倒渣点的编号、坐标，另外还标识出倒渣点剩余库容渣包数；当系统监测到(4#)运渣车已倒完渣包，其渣包颜色由绿色变成白色(1#倒渣区1#-01)，即为空包状态，同时调度中心会安排其到空闲状态的(炉膛放渣区1#-01)，装载新的渣液，并为其规划从出发地(1#倒渣区1#-01)到目的地(炉膛放渣区1#-01)相应的路线。

6、(4#)运渣车到达炉膛放渣区，将渣包放在(炉膛放渣区1#-01)对应放渣口，卸下渣包，并到就近空闲泊车位等候，调度系统安排相应放渣点进行放渣作业。

实施例2

与上述实施例1相对应的，本实施例提出了一种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统的调度方法，该方法包括：

在炉膛放渣区，实时监测炉膛放渣区各个放渣点的状态，当监测到放渣时间到，提示系统渣包已装满，同时控制关闭炉膛放渣口，并安排就近泊车位的空闲渣包车进行装渣作业，待装渣包结束即渣包装满高温炉渣，则控制无人驾驶渣包车按照制定的路线从放渣区前往缓冷场卸渣点空包位进行卸渣包作业；

在缓冷场卸渣点，控制对卸下的渣包进行空冷和水冷作业，当系统监测到点位内渣包水冷结束，调度中心则会安排就近的渣包车进行装渣包作业，并控制无人驾驶渣包车按照制定的路线从缓冷场前往倒渣区倒渣点进行倒渣作业；

在倒渣区，当系统监测到渣包车已倒完渣包，渣包为空包状态，调度中心则会安排渣包车到炉膛放渣区装载新的渣液，并为其规划从倒渣区到目的地炉膛放渣区的路线。

本发明实施例提供的种智能化渣缓冷场无人驾驶渣包车调度系统的调度方法中各步骤所执行的功能均已在上述实施例1中做了详细介绍，因此这里不做过多赘述。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。