智能矿山监督系统

发布时间: 2025-04-21 16:55:08

一、需求概述

1.1、项目背景

铁矿混杂物（包括废钢、废铁、低品位矿石等）的销售管理是矿山企业的重要环节。目前，传统的监管方式存在信息滞后、数据不准确、监管困难等问题，导致销售过程透明度低、效率低下。为解决这些问题，建设一套智能化的监督系统，实现全流程可视化、数据可追溯、运输安全的目标，成为提升企业竞争力的关键。

1.2、建设目标

透明化管理

² 运输监管透明化：通过GPS实时定位和电子围栏技术，对运输车辆的行驶轨迹进行全程监控，确保运输过程合规。

² 实时监控：在卸货点利用视频监控和重量复核技术，确保货物安全到达并准确卸载。

效率提升

² 智能调度车辆：系统自动安排车辆运输，优化路线，提高运输效率。

² 快速检测和称重：智能设备快速完成品质检测和称重，减少人工操作时间。

数据可追溯

² 全程记录：系统记录销售过程中的所有数据，包括合同、品质、运输等，确保数据可查。

² 数据安全存储：采用先进技术存储数据，防止数据丢失或篡改，确保数据可靠。

² 方便查询：随时可以查询历史数据，方便追溯和分析。

运输安全

² 实时跟踪：通过GPS实时了解车辆位置，确保车辆按计划行驶。

² 异常预警：系统自动检测异常情况，如偏离路线或异常停留，并及时发出预警。

² 安全保障：利用视频监控确保运输过程安全，及时发现和处理问题。

二、系统设计

2.1、系统架构

系统采用模块化设计，确保各功能模块既相对独立又紧密协作，便于后续的扩展和维护。以下是系统的核心模块：

1. 车辆进出场管理：通过车牌识别和门禁系统，实现车辆的自动进出场登记和管理，提高效率和安全性。

2. 计量管理模块：对接电子地磅等计量设备，实现精准称重，并记录称重数据，确保称重数据的准确性和实时性。

3. 运输监管模块：利用GPS和物联网技术，实时监控车辆的位置和行驶轨迹，确保运输过程的透明和安全。设定车辆行驶轨迹范围，当车辆偏离路线时及时预警，防止运输过程中出现异常情况。。

4. 目的地监督模块：在卸货点进行再次称重和品质检测，确保货物符合要求，防止货物短少或品质不符。当卸货过程中出现异常情况时，及时发出预警，便于及时采取措施解决问题。

2.2、技术路线

² 数据采集：通过摄像头、传感器等设备采集车辆信息、货物信息等。

² 数据处理：利用深度学习算法和大数据分析技术对采集的数据进行处理。

² 应用层：提供智慧监管、数据分析等功能。

² 展示层：

n Web端：提供浏览器访问界面，方便管理人员随时随地查看系统信息，提高管理效率。

n 移动端：开发手机APP或小程序，方便现场人员使用，提高现场操作的便捷性。

三、系统功能

3.1、车牌识别算法

功能描述：

通过计算机视觉技术自动识别车辆车牌信息，实现车辆的快速识别和登记。车牌识别系统能够实时捕捉车辆图像，自动提取车牌号码，并与数据库中的信息进行比对，从而实现车辆管理、交通监控等功能。

技术细节：

1. 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等处理，优化图像质量，减少噪声干扰，为后续的车牌定位和字符识别提供清晰的图像。

2. 车牌定位：利用Canny算子进行边缘检测，结合颜色分析和形状检测等方法，在图像中准确定位车牌区域。常见的车牌定位算法包括基于颜色、纹理、边缘信息的车牌定位算法和基于人工神经网络的车牌定位算法。

3. 字符分割与识别：采用垂直与水平投影相结合的方法将车牌中的字符逐个分割出来，然后通过深度学习模型（如卷积神经网络）对字符进行识别，提高识别的准确率和速度。

3.2、第三方数据对接

3.2.1、爆堆定义数据对接

与矿山管理系统对接，获取爆堆定义数据，包括堆号、类别、品位、挖机编号等信息，确保爆堆信息的准确性和及时性，为后续的拉运和销售提供基础数据支持。

3.2.2、短倒卡车任务数据对接

与运输管理系统对接，获取短倒卡车任务信息，包括车号、拉运起止点、行车轨迹等，实时掌握运输任务的执行情况，提高运输效率和管理精度。

3.2.3、合作单位车辆注册信息对接

与合作单位系统对接，获取车辆注册信息，包括所属公司、车型、车号、司机等，确保车辆信息的准确性和完整性，便于车辆管理和调度。

3.2.4、备案车辆注册信息对接

与备案系统对接，获取备案车辆信息，确保车辆的合法性和合规性，为车辆的入场和运输提供依据。

3.2.5、电子地磅数据对接

与地磅系统对接，获取车辆称重数据，包括空车重量、重车重量、货物重量等，确保称重数据的准确性和实时性，为销售结算提供可靠依据。

3.2.6、技术细节

使用RESTful API进行数据交互：

采用RESTful架构风格，通过HTTP协议进行数据传输，支持JSON和XML等数据格式，确保数据交互的灵活性和跨平台性。

采用熔断机制和重试机制，确保接口稳定性：

² 集成熔断框架（如Resilience4j或Hystrix），在接口超时或错误率过高时触发降级逻辑，避免系统因接口故障而崩溃。

² 配置重试策略，如最多3次，仅对GET请求重试，使用Spring Retry或自定义重试逻辑，提高数据交互的可靠性。

² 设置连接和读取超时时间，如3秒，防止线程阻塞，确保系统的响应速度。

3.3、智慧监管系统

3.3.1、混杂物销售监管系统

1. 爆堆定义数据对接

² 功能描述：与矿山管理系统对接，获取爆堆定义数据，为后续的拉运和销售提供基础数据支持。

² 数据内容：堆号、类别、品位、挖机编号等。

² 对接方式：通过RESTful API进行数据交互，确保数据的实时性和准确性。

² 数据校验：对接收到的数据进行校验，确保数据的完整性和准确性，如数据格式校验、数据范围校验等。

² 数据更新：定期同步爆堆定义数据，确保数据的时效性，如每日定时同步或实时同步。

² 数据应用：将爆堆定义数据与拉运任务关联，为车辆调度和作业提供依据，确保车辆准确到达指定爆堆进行拉运。

2. 短倒卡车任务数据对接

² 功能描述：与运输管理系统对接，获取短倒卡车任务信息，合理安排运输任务。

² 数据内容：车号、拉运起止点、行车轨迹、任务优先级等。

² 对接方式：通过RESTful API进行数据交互，确保数据的实时性和准确性。

² 任务分配：根据任务信息和车辆状态，自动分配运输任务，优化运输路线，提高运输效率。

² 任务状态跟踪：实时监控任务执行状态，如任务开始时间、结束时间、任务完成情况等。

² 任务调整：根据实际情况（如车辆故障、交通状况等）动态调整任务分配和运输路线。

3. 爆堆拉运监管

² 功能描述：利用布控球进行爆堆拉运车辆是否正确作业的判定，确保不拉错。

² 技术手段：布控球、AI识别技术。

² 判定内容：车辆是否到达正确的装车点，是否按照规定的作业流程进行操作。

² 预警机制：如有异常，现场和平台进行双预警，确保不拉错。

² 现场预警：在爆堆现场设置声光报警装置，当车辆作业异常时发出预警。

² 平台预警：在监管平台上实时显示预警信息，提醒管理人员及时处理。

² 预警记录：记录预警事件的详细信息，包括时间、地点、车辆信息、异常情况等。

4. 短倒拉运过程监管

² 功能描述：同步拉运车辆过程GPS，利用节点时间校核以及电子围栏判定拉运过程是否正常。

² 技术手段：GPS定位、电子围栏技术。

² 过程监控：实时监控车辆的行驶轨迹和节点时间，确保车辆按照预定路线和时间进行运输。

² 异常判定：通过电子围栏和节点时间校核，判定拉运过程是否正常，确保不拉丢。

² 轨迹记录：记录车辆的行驶轨迹，支持轨迹回放功能，方便查看历史行驶轨迹。

² 时间校核：对车辆在各节点的停留时间和行驶时间进行校核，确保运输过程的高效性。

² 异常处理：当发现异常情况时，及时通知相关人员进行处理，并记录异常处理过程。

5. 堆场卸料监管

² 功能描述：利用堆场无人值守计量系统数据，结合车辆历史拉运毛重数据进行阈值设定。

² 技术手段：无人值守计量系统、数据分析技术。

² 计量校准：通过阈值设定，确保卸料计量的准确性。

² 异常判定：对卸料过程中的异常情况进行判定，如超重、欠重等。

² 数据采集：实时采集堆场无人值守计量系统的数据，包括毛重、净重、皮重等。

² 阈值设定：根据车辆历史拉运数据和合同约定的计量标准，设定合理的阈值。

² 计量校验：对卸料计量数据进行校验，确保数据的准确性和一致性。

² 异常预警：当计量数据异常时，及时发出预警，提醒相关人员进行处理。

6. 拉运记录管理

² 功能描述：从车辆进行任务派单开始进行各节点（爆堆、拉运路径、称重计量、堆场卸料）数据链闭环记录及校核。

² 记录内容：每一趟次的拉运记录，包括爆堆信息、拉运路径、称重数据、卸料情况等。

² 校核机制：对各节点数据进行闭环校核，确保数据的完整性和准确性。

² 报表生成：每日形成报表，为管理决策提供数据支持。

² 数据存储：将拉运记录存储在数据库中，确保数据的完整性和可追溯性。

² 数据查询：提供数据查询功能，方便用户查询历史拉运记录。

² 报表导出：支持报表的导出功能，方便用户进行数据分析和管理决策。

7. 分级预警管理

² 功能描述：根据管理权限进行分级预警推送，确保监督管理不错位、不缺位。

² 预警方式：现场声光预警、软件平台预警、管理人员终端预警。

² 预警内容：对拉运过程中的异常情况进行预警，如车辆异常、轨迹异常、时间异常等。

² 预警处理：记录预警处理过程和结果，确保监督管理不错位、不缺位。

² 分级机制：根据预警的严重程度和管理权限，进行分级预警推送。

² 预警通知：通过短信、邮件、系统消息等多种方式及时通知相关人员。

² 处理记录：记录预警处理的详细过程和结果，包括处理时间、处理人员、处理措施等。

3.3.2、建材碎石销售监管系统

1. 车辆进场监管

² 功能描述：利用AI摄像机及闸机联动进行进场拉运车辆是否正确的判定，确保有授权，不错放。

² 技术手段：AI摄像机、闸机联动、RFID读取器。

² 判定内容：车辆是否为授权车辆，是否符合进场条件（如车型、车号、司机信息等）。

² 预警机制：如有异常，现场和平台进行双预警，确保不漏放。

² 现场预警：在进场口设置声光报警装置，当车辆未授权时发出声光预警，提醒现场人员进行处理。

² 平台预警：在监管平台上实时显示预警信息，包括车辆信息、异常类型、时间戳等，提醒管理人员及时处理。

² 预警记录：记录预警事件的详细信息，包括时间、车辆信息、异常情况、处理结果等，支持查询和导出。

² 授权管理：与车辆管理系统对接，获取车辆的授权信息，确保只有授权车辆才能进场。

² 数据校验：对接收到的车辆信息进行校验，确保信息的完整性和准确性，如车牌识别结果与授权信息比对。

2. 车辆计量过程监管

² 功能描述：同步拉运车辆过衡数据，进行计量数据校核，确保不超重、不欠重。

² 技术手段：无人值守计量系统、传感器、数据校验技术。

² 计量校准：通过阈值设定，确保计量数据的准确性。

² 异常判定：对计量数据进行校验，判定是否超重或欠重。

² 数据采集：实时采集车辆的称重数据，包括毛重、净重、皮重等，确保数据的实时性和准确性。

² 阈值设定：根据合同约定和车辆类型，设定合理的重量阈值，如最大允许重量、最小允许重量等。

² 计量校验：对称重数据进行校验，确保数据的准确性和一致性，如与历史数据对比、与合同约定对比等。

² 异常预警：当计量数据异常时，及时发出预警，提醒相关人员进行处理，如超重车辆需卸载、欠重车辆需重新装载。

² 数据存储：将计量数据存储在数据库中，确保数据的完整性和可追溯性，支持后续查询和分析。

3. 车辆出场监管

² 功能描述：利用AI摄像机及闸机联动结合无人值守计量系统数据，对拉运过程及计量数据进行闭环管理，确保流程规范数据准确。

² 技术手段：AI摄像机、闸机联动、无人值守计量系统。

² 出场校验：对出场车辆进行校验，确保车辆已完成计量且数据准确。

² 流程规范：确保车辆按照规定的流程完成装车、计量等操作，如未完成计量则不允许出场。

² 数据校核：对出场车辆的计量数据进行校核，确保数据的完整性和准确性，如与进场数据对比、与合同约定对比等。

² 异常处理：当发现异常情况时，及时通知相关人员进行处理，并记录异常处理过程，如车辆未完成计量时拦截车辆、计量数据异常时重新计量等。

² 数据记录：记录车辆出场的详细信息，包括出场时间、计量数据、车辆状态等，确保数据的完整性和可追溯性。

² 预警机制：对出场过程中的异常情况进行预警，如车辆未授权出场、计量数据异常等，确保出场流程的规范性。

4. 数据链闭环记录及校核

² 功能描述：从拉运车辆进场开始进行各节点（入场、空车计量、混杂物装车、重车计量、车辆出场）数据链闭环记录及校核。

² 记录内容：每一趟次的拉运记录，包括入场时间、空车重量、装车时间、重车重量、出场时间等。

² 校核机制：对各节点数据进行闭环校核，确保数据的完整性和准确性，如数据一致性校验、逻辑校验等。

² 报表生成：每日形成报表，记录拉运过程中的关键数据，为管理决策提供数据支持，报表内容包括拉运量统计、异常情况统计等。

² 数据存储：将拉运记录存储在数据库中，确保数据的完整性和可追溯性，支持数据的长期保存和查询。

² 数据查询：提供数据查询功能，方便用户查询历史拉运记录，查询条件包括日期、车辆号、异常类型等。

² 报表导出：支持报表的导出功能，导出格式包括Excel、PDF等，方便用户进行数据分析和管理决策。

² 数据可视化：通过图表、图形等形式直观展示数据，如拉运量趋势图、异常情况统计图等，提高数据的可用性和可理解性。

5. 分级预警管理

² 功能描述：根据管理权限进行分级预警推送，确保监督管理不错位、不缺位。

² 预警方式：现场声光预警、软件平台预警、管理人员终端预警。

² 预警内容：对拉运过程中的异常情况进行预警，如车辆未授权、计量数据异常、出场流程不规范等。

² 预警处理：记录预警处理过程和结果，确保监督管理不错位、不缺位。

² 分级机制：根据预警的严重程度和管理权限，进行分级预警推送，如一级预警推送给现场管理人员，二级预警推送给部门负责人等。

² 预警通知：通过短信、邮件、系统消息等多种方式及时通知相关人员，确保预警信息的及时性和有效性。

² 处理记录：记录预警处理的详细过程和结果，包括处理时间、处理人员、处理措施、处理结果等，支持查询和导出。

² 统计分析：对预警事件进行统计分析，生成预警统计报表，帮助管理人员了解预警发生的频率和类型，为优化管理提供依据。

3.3.3、运输车辆在途跟踪系统

1. 实时定位与轨迹追踪

² 功能描述：通过GPS定位技术，实时获取车辆位置信息，并结合GIS地图展示车辆行驶轨迹，实现运输全程可视化监管。

² 技术手段：GPS定位、GIS地图展示。

² 轨迹记录：实时记录车辆的行驶轨迹，支持轨迹回放功能，方便查看历史行驶轨迹。

² 数据校验：对车辆位置数据进行校验，确保数据的准确性和完整性。

² 数据存储：将车辆位置数据存储在数据库中，确保数据的完整性和可追溯性。

2. 运输状态监控

² 功能描述：实时监控车辆的行驶状态，包括速度、停留时间、行驶里程等。

² 技术手段：传感器、智能设备。

² 异常判定：通过传感器和智能设备，实时监控车辆的行驶状态，确保运输过程的顺畅。

² 异常处理：当发现异常情况时，及时通知相关人员进行处理，并记录异常处理过程。

3. 异常预警管理

² 功能描述：设置超速、偏离路线、长时间停留等异常行为预警规则，一旦触发立即通知相关人员处理，保障运输安全。

² 预警规则：设置多种预警规则，如车辆间隔过短、偏离路线预警、长时间停留预警等。

² 预警通知：通过微信、短信等多种方式及时通知相关人员。

² 预警处理：记录预警处理的详细过程和结果，包括处理时间、处理人员、处理措施、处理结果等。

² 预警统计：对预警事件进行统计分析，生成预警统计报表，帮助管理人员了解预警发生的频率和类型。

4. 运输报表生成

² 功能描述：生成运输报表，记录运输过程中的关键数据，为管理决策提供数据支持。

² 报表内容：包括运输量统计、异常情况统计、运输效率分析等。

² 报表查询：提供报表查询功能，方便用户查询历史运输报表。

² 报表可视化：通过图表、图形等形式直观展示数据，如运输量趋势图、异常情况统计图等。

5. 系统集成与对接

² 功能描述：与车辆管理系统、GPS服务商等进行数据接口对接，实现数据的实时传输与共享。

² 数据接口：提供与GPS服务商、车辆管理系统等的数据接口，确保数据的实时性和准确性。

² 系统集成：将运输车辆在途跟踪系统与其他相关系统进行集成，实现数据的共享和协同工作。

² 数据同步：定期同步数据，确保数据的完整性和一致性。

3.3.4、统计分析报表

1、数据可视化展示

² 多种图表展示：提供柱状图、折线图、饼图等多种图表，直观呈现数据分布和趋势。

² 仪表盘展示：整合关键指标和报表，通过仪表盘直观展示，助力管理人员快速把握业务状况。

² 交互式分析：支持筛选、排序、钻取等操作，方便用户深入探索数据细节。

2、运输数据分析

² 运输量统计：按时间、路线、车辆等维度统计运输量，分析运输分布情况。

² 运输效率分析：通过运输时间、里程等指标，评估并提升运输效率。

3、异常情况分析

² 异常频次统计：统计超速、偏离路线等异常的发生频次。

² 异常处理分析：评估异常处理的及时性和有效性。

² 异常原因分析：深入分析异常根源，为优化管理提供依据。

4、自定义导出报表

² 灵活导出：支持用户根据需求选择报表内容与格式进行导出。

² 多样模板：提供多种导出模板，提升导出效率。

² 多格式支持：可导出为Excel、PDF、Word等格式，满足不同场景需求。

四、设备选型

一、终端设备费用
	设备名称	参数说明	数量	备注
2	4G无线布控球	4G全网通，2MP，30X光学变焦；高通芯片2+16GB，安卓系统，可承载小场景定位AI智能识别算法；双SIM卡，支持5G+4G 双显示屏，可直通显示现场视频图像；双TF卡；重量3kg；配置光伏供电及小型储能系统	6
3	外接音柱扩音器		6
4	声光报警器		6
5	铲车定位装置	铲车驾驶员定位工牌	30
6	堆场监控摄像头	10X倍光学变焦，重量1.6kg；可配置4G全网通、WIFI、GPS	10	利旧现有摄像头
7	服务器	CPU：12核内存：16G DDR4 3200MHz内存硬盘：4T SATA 7.2K 3.5寸硬盘电源：800W电源网口：2个千兆网口	1	利旧现有服务器进行部署
二、数据接口及定制开发费用
	产品/服务名称	内容	数量	备注
	智能车辆识别算法	包含车型车号及位置识别算法等	1
	第三方数据对接	爆堆定义数据对接	1
		短倒卡车任务数据对接
		合作单位车辆注册信息对接
		备案车辆注册信息对接
		电子地磅数据对接
	智慧监管系统	混杂物销售监管系统	1
		建材碎石销售监管系统
		运输车辆在途跟踪系统
		预警平台及统计报表分析系统