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露天矿卡车调度中移动车载终端系统的设计与实现

作　者: 陈海华
导　师: 张向刚；苏承智
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 露天矿卡车调度移动车载终端高速跳扩频状态精确自动识别
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 53次
引　用: 1次
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内容摘要

我国现有露天矿山上百个,大多以电铲-卡车间断工艺为主,运输费用占整个生产费用的60～70%。因此,露天矿生产的高效率很大程度上取决于采运设备的高效率,对采矿生产的控制可转变为对采运设备的控制。卡车自动化调度是提高设备生产效率和矿山产量、降低生产成本、取得较高经济效益的有效途径,也是间断工艺露天矿达到世界先进水平的关键技术之一。移动车载终端安装在卡车、电铲、前装机、推土机等离散移动设备上,是露天矿卡车自动化调度系统的重要组成部分。由于露天矿产量规模大,覆盖区域广,露天矿设备类型杂、数量多,运行环境恶劣,移动离散性大,终端功能和性能的好坏对卡车调度系统的成功与否影响极大,如何结合GPS定位精确的特点,在实时掌握设备位置的基础上,更好地掌握设备工作状态,更合理有效地对设备进行调动,是移动车载终端设计首先考虑的问题。本设计首先根据不同类型设备的工作特点进行相应终端的功能设计,在此基础上进行移动车载终端的硬件设计、软件设计、安装设计和安全可靠性设计等。与此同时,对通讯的实时可靠性、设备状态识别的可靠方便性等关键理论和技术问题进行了系统的研究,自主研发并成功运用了"自组织高速跳扩频移动数传"的通讯方式、"卡车装/卸车状态自动精确识别"的车铲状态识别法等多项理论和技术。根据系统的功能要求及露天矿的实际需要并考虑到国内露天矿的共同特点和具体情况,开发出了具有国内自主知识产权的通用性和实用性较强的移动车载终端系统。该系统使用数字化采矿的集成平台和液晶显示触摸式车辆智能终端,已在抚顺西露天矿投入试运行。应用实践证明:其硬件性能和软件功能明显高于上一代COTOD产品,系统功能全面、性能可靠、操作简单、使用方便、运行稳定。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 矿山卡车自动化调度系统发展历程  10-11
  1.2 国外研究现状  11-12
  1.3 国内研究现状  12
  1.4 课题背景  12-13
  1.5 系统研究意义和发展前景  13-15
  1.6 论文内容与安排  15-16
第二章系统需求分析  16-26
  2.1 露天矿卡车调度系统组成及其工作方式  16-17
  2.2 通信及差分系统  17
  2.3 调度管理系统  17-19
  2.4 移动终端  19
  2.5 系统设计原则  19-22
    2.5.1 系统先进、安全、状态精准高可靠  19-20
    2.5.2 功能完备性能优越  20
    2.5.3 产品性能一致，自检互检完备，系统易维护  20-21
    2.5.4 设备低功耗设计  21
    2.5.5 准确、鲜明的交叉提示  21
    2.5.6 多功能一体化设计  21-22
    2.5.7 系统升级能力设计  22
  2.6 移动终端配置优化研究与设计  22
  2.7 状态实时精准连续获取  22-24
  2.8 信息分发与调度管理的及时准确  24
  2.9 交叉提示的鲜明清晰  24-25
  2.10 设备的操作维护简便  25
  2.11 设备安全可靠互换性强  25
  2.12 设备性价比优良  25-26
第三章系统设计  26-45
  3.1 移动终端的组成与原理  26-27
  3.2 硬件设计  27-32
    3.2.1 GPS 接收单元  28
    3.2.2 通讯天线  28
    3.2.3 防碰撞通讯天线  28
    3.2.4 显控终端  28-29
    3.2.5 MIC 及SPEAK  29
    3.2.6 终端主机  29-31
    3.2.7 电源  31
    3.2.8 其它组件  31
    3.2.9 主要元器件选型  31-32
  3.3 软件方案设计  32-45
    3.3.1 软件系统工作原理  32-34
    3.3.2 终端主机信息融合、处理与分发软件  34-41
    3.3.3 显控终端信息融合、处理与分发软件  41-45
第四章关键技术及解决办法  45-60
  4.1 提高定位精度  45-49
    4.1.1 差分技术  45-47
    4.1.2 提高移动目标定位解算精度的方法  47-49
  4.2 移动目标状态的自动判断  49-51
    4.2.1 移动目标速度测量、电铲位置变化的滑动窗口平滑技术  49-51
    4.2.2 移动终端的交叉提示功能  51
  4.3 系统实时性  51-52
    4.3.1 定位解算速率  51
    4.3.2 状态反应速度  51
    4.3.3 软件设计实时性  51-52
  4.4 系统的可靠性设计  52-54
    4.4.1 硬件可靠性设计  52
    4.4.2 软件可靠性设计  52-54
    4.4.3 移动终端的系统可扩充性  54
  4.5 系统装备现场环境适应性研究  54-57
  4.6 管理功能研究  57-60
    4.6.1 故障报告  57-58
    4.6.2 超速及设备相距太近的报警  58
    4.6.3 设备健康状态的监控  58-59
    4.6.4 安全功能  59
    4.6.5 加油管理  59-60
第五章系统测试及实际应用  60-78
  5.1 移动车载终端系统的功能性能指标  60-65
    5.1.1 移动终端系统的功能  60-61
    5.1.2 移动终端性能指标  61-64
    5.1.3 设备环境适应性指标  64-65
  5.2 多种移动车载终端应用  65-69
  5.3 多种移动车载终端安装设计  69-75
    5.3.1 卡车终端安装  70-72
    5.3.2 电铲终端安装  72-73
    5.3.3 工程设备终端安装  73-75
  5.4 系统特点及与国内外同类系统对比情况  75-76
  5.5 系统应用效果评价  76-78
第六章结论  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
攻硕期间取得的研究成果  83-84
附件  84-109
  附件1：设备图纸及实物照片  84-94
  附件2：调度中心界面  94-100
  附件3：抚顺西露天矿卡车自动化调度系统验收意见  100-102
  附件4：显控终端部分源代码  102-105
  附件5：终端主机部分源代码  105-109

露天矿卡车调度中移动车载终端系统的设计与实现

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