天地（常州）自動化股份有限公司 劉建慶

?

煤炭物流信息系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

天地（常州）自動化股份有限公司 劉建慶

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以很好的提高煤炭物流方面的信息傳遞和收集，通大數(shù)據(jù)的實時采集，并通過各種通信方式傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，使用戶實時掌握煤炭物流情況。文章主要以煤炭物流為研究對象簡要探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭物流方面的實際應(yīng)用，以及目前煤炭物流在用作中存在的問題，通過采取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際解決策略。

【關(guān)鍵詞】煤炭；物流信息系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用

引言

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，在我國煤炭物流代化建設(shè)對物流方面的應(yīng)用變得越來越廣泛同時也變得越來越迫切。在當下物聯(lián)網(wǎng)觀念已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了充分的認識，人們對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也變得越來越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)將逐漸成為各種信息交流的平臺，其中使得港口的裝備，物流資源轉(zhuǎn)化等都實現(xiàn)了互通和互聯(lián)。煤炭行業(yè)作為一種重要的能源在物流轉(zhuǎn)化中亟待進行物聯(lián)網(wǎng)的合理分配和實際的物流處理來保證國家與國家以及國內(nèi)的現(xiàn)實使用，進行合理的物流分配后可以減少在物資運輸中的損耗，提高煤炭的實際使用率。同時實現(xiàn)煤炭物流信息系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可以加快煤炭行業(yè)的信息化和智能化的發(fā)展。

1 煤炭物流信息存在的問題

1.1 倉儲信息環(huán)節(jié)

在煤炭的物流中整個倉儲環(huán)節(jié)由于需要人為管理，所以會在很大程度上受到人為因素的干擾，這樣在實際的運輸中降低了煤炭的裝卸效率。根據(jù)調(diào)查顯示，我國很大一部分煤炭在倉儲環(huán)節(jié)信息的傳遞基本還是采用人工信息傳達的方式，還有各種數(shù)據(jù)單的處理上還比較的落后，導致在裝煤過程中浪費了大量的時間。在裝卸煤球中由于會涉及到人員的個人利益，一些倉儲管理人員會人為地將煤球質(zhì)量和裝煤時間進行調(diào)整，出現(xiàn)了一些違法操作的過程，使得整個倉儲環(huán)節(jié)效率低下。

1.2 現(xiàn)有系統(tǒng)獨立運行，協(xié)同性和共享性較差

煤炭物流信息化建設(shè)不是一蹴而就的而是一個漫長的過程，從最簡單的信息處理到到整個項目的信息交流和處理需要進行相關(guān)的系統(tǒng)應(yīng)用。由于信息處理和應(yīng)用采用不同的方式，在系統(tǒng)處理中就會缺乏統(tǒng)一性，這一樣整個大數(shù)據(jù)的信息收集和處理就會缺乏一定的可靠性和完整性，導致了大量的冗余數(shù)據(jù)產(chǎn)生。由于基礎(chǔ)信息的不同統(tǒng)一導致了系統(tǒng)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系出現(xiàn)斷層，各種信息成為一個個“信息孤島”，加大了數(shù)據(jù)分析和挖掘的難度，使得物流信息的整理跟新和維護出現(xiàn)嚴重問題。

1.3 平臺構(gòu)建缺少標準體系的支撐

在煤炭物流信息化構(gòu)建過程中，各個系統(tǒng)之間采用了不同的開發(fā)規(guī)范和技術(shù)標準同時采用不同的基礎(chǔ)代碼，這樣使得整個數(shù)據(jù)交換平臺沒有統(tǒng)一的標準。這些問題出現(xiàn)的原因是多樣的很多都是由于物流技術(shù)問題引起的。所以在當下的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及各種傳輸裝置的完備，進行技術(shù)統(tǒng)一和數(shù)據(jù)搜集處理將會達到實現(xiàn)，應(yīng)該加大基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系的平臺構(gòu)建。

2 煤炭物流信息系統(tǒng)框架設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)在我國的煤炭物流行業(yè)信息實際情況，在此基礎(chǔ)上進行物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，首先進行相關(guān)的煤炭物流信息系統(tǒng)框架的構(gòu)建。在構(gòu)建中主要進行了四個方面的構(gòu)建：應(yīng)用層構(gòu)建、數(shù)據(jù)處理層構(gòu)建、傳輸層的構(gòu)建、以及采集層的構(gòu)建。具體的構(gòu)建過程如下：

2.1 采集層

數(shù)據(jù)采集層主要實現(xiàn)的方式是通過各種傳感器來完成成，對于信息的收集包括了各個港口的煤炭交接處、收集煤炭的機器、抓斗機這些實物進行RFID實現(xiàn)電子標簽管理，在同構(gòu)各種傳感器時間數(shù)據(jù)的收集。

2.2 傳輸層

這里的傳輸層主要是對現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境進行各種信息的傳輸，對于信息的傳輸主要利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息完成這些信息可以是有線的數(shù)據(jù)收集也可以通過無線的數(shù)據(jù)收集，但是要保證的是整個過程一定要實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)傳輸，從最初的數(shù)據(jù)采集層到相關(guān)的數(shù)據(jù)處理層。

2.3 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理是真?zhèn)€物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)也是其發(fā)揮作用的關(guān)鍵所在，對于數(shù)據(jù)的處理是一個非常復雜的過程，數(shù)據(jù)處理繁雜，數(shù)據(jù)量大同時正確的要求性很高。所以整個過程要對各個環(huán)節(jié)進行把關(guān)包括了數(shù)據(jù)的儲存，數(shù)據(jù)的現(xiàn)場查詢，重要數(shù)據(jù)分析，同時還要對數(shù)據(jù)進行相關(guān)的挖掘和理解，只有這樣才能保證數(shù)據(jù)處理具有實際意義。

2.4 應(yīng)用層

這里的應(yīng)用層主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和處理，在分析中有價值的物流信息，將這些信息應(yīng)用到實際的煤炭運輸中保證煤炭物流信息暢通同時指導煤炭的運輸。應(yīng)用層的表現(xiàn)形式主要體現(xiàn)在各個系統(tǒng)的子系統(tǒng)當中。在各個子系統(tǒng)中實現(xiàn)信息的交換和共享，使得有效信息得到最充分的應(yīng)用，這樣就可以很好的解決和消除各個信息系統(tǒng)之間出現(xiàn)的信息孤島問題，提高了整體信息利用效率。

3 煤炭物流信息系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計

要想實現(xiàn)煤炭信息系統(tǒng)的實現(xiàn)，必須要結(jié)合實際現(xiàn)狀設(shè)計出符合實際情況的煤炭物流信息系統(tǒng)。這些模塊要實現(xiàn)信息傳輸?shù)陌踩院褪褂眯?，切實提高煤炭物流信息的利用率，實現(xiàn)煤炭運輸?shù)目茖W、合理。

3.1 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)在這里我們主要采取了RFID的采集層設(shè)備，這里的數(shù)據(jù)采集是一個自動化信息收集的過程，對各個數(shù)據(jù)低端的標簽信息做好數(shù)據(jù)收集、處理和過濾。之后對數(shù)據(jù)存儲的樣式進行規(guī)范化處理，再次進行數(shù)據(jù)存取操作。這樣一個過程可以很好的對外部煤炭物流的物流鏈進行實時查詢同時根據(jù)數(shù)據(jù)來源進行對貨物的運輸軌跡進行跟蹤，對于外部可以實現(xiàn)對煤炭現(xiàn)場進行管理，特別是對于運輸?shù)墓芾磉@里的子系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息可以作為最重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.2 物流跟蹤管理子系統(tǒng)

所謂物流跟蹤就是要進行各個出入口的實施監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，在系統(tǒng)的設(shè)計中同樣還是采用了RFID的采集設(shè)備。信息采集地點包括煤炭礦場的各個出入口、電廠入口以及煤炭運輸鐵路到站地點，這樣就可以很好的保證從礦場、船舶、港口、鐵路以及各個大小電廠煤炭物流節(jié)點的數(shù)據(jù)跟蹤。在以上各個信息匯集點安裝上閱讀器、在機車上安裝標簽讀取器，實現(xiàn)火車上信息以及在車廂內(nèi)的物品信息獲取，信息獲取后借助于物聯(lián)網(wǎng)或者是互聯(lián)網(wǎng)將信息傳遞到信息處理中心，對過去信息進行更新。煤炭的管理人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)的權(quán)限了解煤炭的運輸情況，具體的路線、位置和需要運輸?shù)臅r間。

3.3 智能閘口管理子系統(tǒng)

在煤炭的運輸中不僅會在國內(nèi)進行物流還要進行國際之間的煤炭交易，所以要考慮到各個港口的煤炭運輸。在用火車運輸中一旦火車進入到預定的港口后，在預訂位置的線圈就會被觸發(fā)，這時的視頻識別系統(tǒng)就可以進行電子車牌的自動讀取和識別，同時對火車內(nèi)部的貨物信息進行檢測和識別（這里包括了煤炭的種類、運貨人、收貨人等），進行先關(guān)信息的調(diào)度和信息的核對，然后才可以選擇正確軌道進入到翻車機房，這樣做可以減少機車的等待時間，提高了貨物的運輸效率，減少出錯的可能，提高了業(yè)務(wù)管理水平。

3.4 煤炭倉儲管理子系統(tǒng)

由于前期的煤炭倉儲管理中，人為影響比較大直接影響到煤炭實際物流的效率，同時也提高可人為煤炭處理中出現(xiàn)錯誤的可能。所以要在煤炭倉儲在物聯(lián)網(wǎng)管理的基礎(chǔ)上要進行比較大的調(diào)整。在此次的煤炭倉儲管理中要實現(xiàn)煤炭堆料現(xiàn)場的可視化還增加了地基沉降等建筑的檢測，在堆料和取料中實現(xiàn)了自動化的管理。對于煤炭可能出現(xiàn)的發(fā)熱問題，在子系統(tǒng)處理中要在煤炭堆的關(guān)鍵位置安裝上自動預警設(shè)備，實現(xiàn)實時預警的目的。將全站定位儀（TPS）安裝在堆料機器的頂部，這樣就可以實現(xiàn)對堆料現(xiàn)場三維重建和現(xiàn)場實時掃描。這樣就可以將現(xiàn)場的煤炭堆放情況進行輪廓掃描，再通過網(wǎng)絡(luò)攝像機將收集到的圖像信息傳遞到中央處理器上，這樣煤炭倉儲管理人員以及物資調(diào)度室人員就可以很好地了解到煤炭堆放情況和數(shù)量變化情況。在接下來的管理中做到心里有數(shù)，對于前來取料的機車進行正確的路線選取以及對堆放煤炭處理，這樣就可以改變過去操作人員對倉儲室內(nèi)的煤炭隨意管理的形勢，使得煤炭的堆放更加合理，不管是取料還是接受物料都更加的科學合理，提高了整體的生產(chǎn)運營效率。同時在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中還進行了煤炭垛位的溫度測量采用熱感攝像對煤炭內(nèi)部以及表面溫度進行實時數(shù)據(jù)收集，可以控制倉儲內(nèi)煤炭的溫度，保證了煤炭堆放的安全，最大限度的減少可能出現(xiàn)的異常問題。

3.5 智能裝卸管理子系統(tǒng)

智能裝卸管理的實現(xiàn)要需要的系統(tǒng)包括激光掃描儀、全站儀定位系統(tǒng)（TPS）以及實時數(shù)據(jù)庫等。其工作原理是將TPS安裝在裝卸機械的機械臂上設(shè)定好裝配的流程程序。可以實現(xiàn)對堆料點的自動尋找，其中的抓斗機和裝卸臂實現(xiàn)自動化的操作，將機車或者其他運輸設(shè)備中的煤炭進行裝卸和對應(yīng)堆放，這樣可以保證煤炭的裝卸更加高效同時還能進行遠程監(jiān)控，提高整個物流效率。

4 結(jié)語

煤炭物流信息系統(tǒng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以很好的提高煤炭在實際運輸中的效率，同時為相關(guān)的管理人員提供了科學、真實數(shù)據(jù)，為煤炭運輸管理起到了積極的作用。在物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)收集中保證了煤炭物流各個環(huán)節(jié)的安全可靠，需要加大對這方面的研究和對物聯(lián)網(wǎng)在煤炭物流信息系統(tǒng)的應(yīng)用。

參考文獻

[1]宓翠,袁旭梅.基于物聯(lián)網(wǎng)的秦皇島港煤炭物流信息系統(tǒng)的設(shè)計與實施[J].中國煤炭,2013,39.

[2]崔曼,盧建軍,趙安新,等.基于物聯(lián)網(wǎng)的煤炭企業(yè)物流信息平臺應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù),2011,30:243-245.

[3]譚章祿,蔡新偉,史后波,等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭物流中的應(yīng)用[J].中國煤炭,2012,38:35-38.