加油車燃油管理系統(tǒng)在礦山建設(shè)的應(yīng)用

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摘要：為解決露天煤礦生產(chǎn)過程中運(yùn)輸車輛燃油消耗大，人為因素導(dǎo)致加油數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，同時(shí)受油車燃油加注的合法性，運(yùn)輸及剩余燃油存儲(chǔ)的安全性得不到保證等問題，分析了加油車燃油運(yùn)輸與加注的核心環(huán)節(jié)，針對(duì)傳統(tǒng)管理模式的弊端，從燃油作業(yè)和安全2個(gè)方面對(duì)加油車進(jìn)行升級(jí)改造，實(shí)行智慧礦山燃油信息化管理。結(jié)果表明：通過加油車信息化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了燃油運(yùn)輸、加注、存儲(chǔ)安全節(jié)能有效。

關(guān)鍵詞：露天煤礦；智慧礦山；燃油運(yùn)輸；信息化管理；存儲(chǔ)安全

西灣露天煤礦位于陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)的東北部、神木縣的西南部，由國(guó)家能源集團(tuán)神延煤炭公司主要負(fù)責(zé)開發(fā)建設(shè)，2019年6月正式投產(chǎn)，剝離與采煤分別采用單斗＋卡車開采工藝與單斗＋卡車＋半移動(dòng)式破碎站＋帶式輸送機(jī)半連續(xù)開采工藝。生產(chǎn)作業(yè)過程中，運(yùn)輸卡車和工程車對(duì)燃油的消耗量非常大，燃油成本約占露天煤礦可控采運(yùn)成本的70％，燃油管理是露天煤礦成本管理的重中之重，加油車作為燃油運(yùn)輸與加注的核心環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的管理手段一般采用手工記錄，手工傳遞，人工錄入，人工統(tǒng)計(jì)，寫錯(cuò)、看錯(cuò)等人為因素導(dǎo)致加油數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的事情時(shí)有發(fā)生，事后追查難，統(tǒng)計(jì)分析難，管理效率低下，同時(shí)受油車燃油加注的合法性，運(yùn)輸及剩余燃油存儲(chǔ)的安全性都不能得到保證[1-5]。為此，借鑒露天煤礦行業(yè)智能礦山燃油管理數(shù)字化、信息化等先進(jìn)理念，針對(duì)傳統(tǒng)管理模式的弊端，從燃油使用管理和安全管理2個(gè)方面著手對(duì)加油車進(jìn)行升級(jí)改造，通過油車生產(chǎn)作業(yè)信息化，實(shí)現(xiàn)燃油運(yùn)輸、加注、存儲(chǔ)的全方位管理。

1加油車燃油管理目標(biāo)

加油車的燃油管理分為生產(chǎn)管理和安全管理2個(gè)方面[6]。從燃油的生產(chǎn)管理角度分析，加油車的生產(chǎn)作業(yè)具有典型的周期性，加油車生產(chǎn)作業(yè)周期圖如圖1。加油車燃油的生產(chǎn)作業(yè)主要由提油、運(yùn)輸、加油、存儲(chǔ)這4個(gè)環(huán)節(jié)立體組合而成，對(duì)加油車的生產(chǎn)作業(yè)管理需涵蓋這4個(gè)環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)燃油的閉環(huán)管理。從燃油的安全管理角度分析，需避免出現(xiàn)偷油、漏油、計(jì)量不準(zhǔn)確（跑、冒、滴、漏）等非生產(chǎn)性的燃油消耗。

1．1生產(chǎn)管理目標(biāo)

提油過程需實(shí)現(xiàn)信息化，從提油過程的信息化數(shù)據(jù)組信息中，可以知道哪1臺(tái)加油車，什么時(shí)間段提油多少，提油開始時(shí)油罐液位，提油結(jié)束時(shí)油罐液位，加油車司機(jī)和提油員等信息。另外，從提油過程燃油安全性出發(fā)，需實(shí)現(xiàn)提油管路只進(jìn)不出，加油車司機(jī)和提油員的身份必須經(jīng)過認(rèn)證才能操作提油管路閥門或提油人孔罐蓋鎖，從而將提油事件追溯到雙方責(zé)任人。針對(duì)油槽運(yùn)輸環(huán)節(jié)，首先需要實(shí)現(xiàn)車輛的實(shí)時(shí)定位，通過加油車管理端軟件可以方便查詢到車輛的實(shí)時(shí)位置；其次是需要實(shí)現(xiàn)車輛的歷史軌跡查詢回放功能，知道車輛什么時(shí)間去過哪里，方便事后問題分析與追溯；從燃油運(yùn)輸安全角度出發(fā)，需要讓加油車司機(jī)知道運(yùn)輸中的油罐燃油溫度與罐內(nèi)壓力是多少，當(dāng)溫度或壓力異常時(shí)立刻產(chǎn)生報(bào)警提示，還需定時(shí)記錄油罐燃油溫度與壓力值，方便問題追溯，運(yùn)輸過程中油罐燃油溫度與壓力數(shù)據(jù)信息。油槽加油環(huán)節(jié)是燃油生產(chǎn)與安全管理最重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)槿加偷恼Ｏ呐c大部分異常消耗都發(fā)生在此環(huán)節(jié)，針對(duì)加油環(huán)節(jié)的管理，首先要實(shí)現(xiàn)加油過程的信息化，通過加油信息數(shù)據(jù)，可以知道哪1臺(tái)加油車，什么時(shí)間段給哪1臺(tái)受油車輛，加注了多少油，加油開始時(shí)油罐液位，加油結(jié)束時(shí)油罐液位分別是多少，加油車司機(jī)和受油車司機(jī)等信息。

1．2安全管理目標(biāo)

從加油過程燃油安全性出發(fā)，需增加加油管路閥門安全受控性，通過信息化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)加油車司機(jī)與受油車司機(jī)的身份認(rèn)證，使燃油加注事件可以追溯到雙方責(zé)任人；同時(shí)需實(shí)現(xiàn)受油車輛的自動(dòng)識(shí)別認(rèn)證，將燃油加注追溯到受油設(shè)備。為了解決非生產(chǎn)性的燃油損耗，加油車油槍及受油車油箱需加裝防冒油、防漏油的有壓/無壓快速加油裝置。加油車燃油存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的管理主要從安全角度考慮，除了定時(shí)記錄油罐燃油溫度與壓力值以外，還需要記錄油罐液位的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)液位數(shù)據(jù)異常下降時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成報(bào)警記錄，通過短信或郵件的形式提示燃油管理員，存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的過程信息化數(shù)據(jù)，加油車燃油存儲(chǔ)環(huán)節(jié)由于無加油車司機(jī)監(jiān)護(hù)且加油車車載系統(tǒng)處于電瓶供電狀態(tài)，需通過技術(shù)手段盡可能降低功耗（電瓶電量不足，容易造成加油車無法正常發(fā)動(dòng)），如果加油車的停放場(chǎng)地有視頻監(jiān)控時(shí)，可采取比較上一班次交班時(shí)的油罐液位與下一班次接班時(shí)的液位進(jìn)行事后異常報(bào)警的折中方案。

2加油車硬件升級(jí)改造

根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)管理目標(biāo)，引入自動(dòng)化控制，射頻識(shí)別（RFID），集成電路卡（IC卡），4G/5G網(wǎng)，GPS定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加油車的升級(jí)改造。1）數(shù)據(jù)采集控制器。在加油車駕駛室安裝車載電腦，車載電腦實(shí)現(xiàn)以下功能：運(yùn)行車載端程序，車載端程序相關(guān)操作，在加油車駕駛室或原車控制箱安裝數(shù)據(jù)采集控制器。數(shù)據(jù)采集控制器實(shí)現(xiàn)以下功能：①提油罐蓋鎖或提油閥門、加油閥門控制；②加油瞬時(shí)流量與累計(jì)流量的數(shù)據(jù)采集；③油罐內(nèi)壓力數(shù)據(jù)采集；④油罐內(nèi)燃油溫度與燃油油位數(shù)據(jù)采集。在加油車駕駛室安裝IC卡讀卡器，實(shí)現(xiàn)人員身份IC卡數(shù)據(jù)的讀取。在加油車駕駛室或加油車頂部安裝RFID讀卡器，實(shí)現(xiàn)受油車輛的RFID卡條標(biāo)簽信息讀取。2）提油罐蓋鎖或提油閥門。根據(jù)車輛提油口類型，灌頂罐蓋處作為提油入口的車輛，在灌頂人孔口安裝罐蓋鎖，實(shí)現(xiàn)提油口控制，自帶提油管路的車輛，在提油管路加裝閥門，實(shí)現(xiàn)提油口的流量控制。在加油車加油管路安裝加油閥門，實(shí)現(xiàn)加油出口的流量控制[7]。圖1加油車生產(chǎn)作業(yè)周期圖3）微型熱敏打印機(jī)。在加油車駕駛室安裝微型熱敏打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)加油小票等各種作業(yè)票據(jù)的打印。4）GPS定位裝置與4G/5G網(wǎng)絡(luò)裝置。在加油車駕駛室安裝GPS定位裝置，實(shí)現(xiàn)車輛GPS定位。在加油車駕駛室安裝4G/5G網(wǎng)絡(luò)裝置，實(shí)現(xiàn)車載端與管理端的無線網(wǎng)絡(luò)連接。

3系統(tǒng)軟件

1）加油車車載端軟件。加油車車載端軟件主要實(shí)現(xiàn)以下功能：①加油車司機(jī)、受油車司機(jī)、提油員身份認(rèn)證，權(quán)限驗(yàn)證；②受油車輛自動(dòng)識(shí)別及合法性驗(yàn)證；③提油罐蓋鎖或提油閥門，加油閥門根據(jù)業(yè)務(wù)流程及人員身份權(quán)限進(jìn)行授權(quán)驗(yàn)證及操作控制；④提油數(shù)據(jù)、加油數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)（溫度、壓力、液位、GPS定位等）的采集和記錄，上傳管理端；⑤管理端人員信息、設(shè)備信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的下載；⑥業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（提油、加油）的小票存根打印。2）服務(wù)器管理端軟件。加油車生產(chǎn)作業(yè)生成的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)將統(tǒng)一上傳匯總到服務(wù)器管理端，以便燃油管理員進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和燃油核算，管理端軟件具備人員IC卡制卡，受油設(shè)備RFID制卡，查詢加油明細(xì)和提油明細(xì)，加油車實(shí)時(shí)定位及行駛軌跡回放，燃油核算報(bào)表等功能。3）燃油數(shù)據(jù)集成使用。礦卡燃油監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過車載系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)，匯總提取至生產(chǎn)執(zhí)行層，在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)層集成加油車提油、加油信息，統(tǒng)計(jì)每臺(tái)卡車的燃油消耗量、運(yùn)距、運(yùn)行里程、運(yùn)行時(shí)間、工作量及生產(chǎn)效率等信息，并進(jìn)行同比、環(huán)比分析，燃油監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集打通生產(chǎn)控制層到生產(chǎn)執(zhí)行層的數(shù)據(jù)通道，提高控制層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取的及時(shí)性、便捷性和準(zhǔn)確性，為大數(shù)據(jù)分析提供了堅(jiān)實(shí)數(shù)據(jù)底座[8]。

4效益分析

經(jīng)濟(jì)效益方面：通過系統(tǒng)對(duì)加油車、受油設(shè)備、加油人員、受油人員的油料信息匯總統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)生成多角度油料消耗的日、月、年報(bào)表，無需設(shè)置專職數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)崗位，每年節(jié)約人工成本約21．8萬元。管理效益方面：①實(shí)現(xiàn)加油車提油、加油和交接班時(shí)人員及車輛信息的電子認(rèn)證、車輛油料信息自動(dòng)采集與傳輸，達(dá)到油料業(yè)務(wù)過程自動(dòng)管控的目的。②實(shí)現(xiàn)加油車進(jìn)油口和出油口的電子化、智能化控制，減少人為因素導(dǎo)致的油料損失；③實(shí)現(xiàn)加油車各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)重要信息的圖形數(shù)字化顯示和業(yè)務(wù)單據(jù)的自動(dòng)打印，提高工作人員操作的方便性和準(zhǔn)確性；④實(shí)現(xiàn)按照加油車、受油設(shè)備、加油人員、受油人員的油料信息匯總統(tǒng)計(jì)，油料消耗的異常情況提示，自動(dòng)生成多角度油料消耗的日、月、年報(bào)表，提高工作效率和管理水平。

5結(jié)語(yǔ)

西灣露天煤礦加油車燃油監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)施，克服了手寫帳，人工錄諸多傳統(tǒng)管理上的弊端，實(shí)現(xiàn)了提油、加油作業(yè)過程的信息化，燃油狀態(tài)監(jiān)控與防盜功能得到進(jìn)一步強(qiáng)化，很好地解決了燃油管理中的“跑冒滴漏”的問題，降低了燃油非生產(chǎn)性損耗，燃油管理制度也進(jìn)一步得到完善，燃油統(tǒng)計(jì)分析與核算更加準(zhǔn)確和高效，為露天煤礦智慧礦山建設(shè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，完成了節(jié)能環(huán)保、降本增效等多項(xiàng)管理指標(biāo)。

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作者：馬小龍 單位：國(guó)家能源集團(tuán)陜西神延煤炭有限責(zé)任公司