关于物联网技术在临海矿山施工管理过程中的应用

毛宇

摘 要：本文首先概述了物联网技术，结合温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目的特性，阐述了物联网技术应用在矿山工程施工管理过程中的必要性，对物联网技术在矿山施工管理过程中的作用进行了探讨分析。最后对物联网技术在类似工程施工管理过程中的应用前景进行了简要说明。

关键词：物联网技术；临海；矿山工程；施工管理；作用

1 物联网技术的概述

物联网技术是新一代的信息技术，是在互联网基础上的延伸和扩展，其用户端延伸和扩展到了物与物之间的信息交换和通信。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。本论文依托温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目，分析了物联网技术在矿山施工管理过程中的作用。

2 物联网技术在数字矿山中应用的必要性

露天矿山开采施工具有环境恶劣、安全隐患多、通信联络困难等特点，这对数字化矿山的建设提出了较高的要求。数字化矿山的建设不仅能够保证矿山开采施工安全，也能够提高矿山生产效率，同时提高了管理效率与管理水平。

温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目的环境以及安全隐患分析。在当地海区属正规半日潮地区，一昼夜分两高潮和两低潮，装船赶潮施工（涨潮时满船离码头，空船进入码头），施工时间随潮汐变化。矿山开采范围1.04平方公里，开采作业面多，开采平台至山岗背码头运输道路已经形成环路，坡陡运距长，需横穿乡村道路。料场山岗背现有码头数量30个且两两相连，地磅称重系统4套。下游收料标段数量多达9个，运料平板船59条。种种因素导致矿山开采现场施工管理及计量工作繁重、难度较大，无法对各施工平台进行24小时监管，投入的施工管理人员数量及成本相应增加。因此，在温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目提高物联网应用水平，是实现生产管理的现代化、信息化的迫切需求。2012年11月，温州市瓯飞料场引入了以物联网技术为支撑的综合管理系统项目，经过近两年的项目实施，于2014年10月完成了料场矿场工程数字化综合管理系统的建设。

3 物联网技术在数字矿山中的具体应用分析

结合温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目，矿场工程数字化综合管理系统综合采用了工业光纤环网技术、工业光纤通讯技术、zigbee无线识别技术、微功率通信技术、WIFI无线网络技术、IP视频监控技术、GIS技术、GPS定位技术及网络编程技术。实现了对矿山开采施工、车辆运输以及船舶运输的24小时监控，同时对过磅车辆能够进行自动计量，并生成各类报表。为给内网和外网的多用户网络并发访问提供服务，系统配置了一台流媒体服务器。

3.1视频监控系统。矿山开采受条件限制，一般在生产环节中无法及时发现异常情况并采取有效的措施，因而导致生产指挥滞后资源利用率下降、严重时甚至引发重大事故的问题。建立实时监控系统，采用IP视频监控技术、WIFI（一种局域网内的无线传输协议）等技术，构建矿山智能感知网络体系。利用射频、红外、激光等传感器，实时感知人员、设备、环境状况，以及爆破、出矿和运输三个关键工序中的生产状态。通过多信息源数据融合共享，实现矿山综合监控系统，解决采矿安全生产过程的可视化，生产作业计划的最优化和调度指挥决策的智能化问题。

结合温州市瓯飞工程专供料场施工1标项目，物联网技术采用当今世界最先进的工业光纤环网技术，通过工业光纤通讯技术、WIFI无线网络技术、IP视频监控技术与网络编程技术的融合，实现施工现场24小时监控的功能。施工现场情况可全部在监控中心大屏进行实时显示及保存，并可控制前端设备进行全方位监控。在日常办公电脑上安装客户端软件，接入监控网并输入账户，就可以对系统中的所有实时监控画面及保存的录像进行浏览。视频监控区域分为码头区域和矿山区域。视频监控点主要设置在路口、转弯处、码头以及全局查看方位，基本能够满足矿山施工过程的全方位实时监控。

考虑到施工环境问题，为避免矿山爆破作业产生的震动以及车辆运输对系统造成的不利影响并保证能够对爆破作业及装车作业进行实时监控，矿山区域的视频监控信息采用无线传输，为保障无线传输信号的稳定以及移动监控点的使用方便，无线传输采用全向天线，并设置两个可移动的监控点对矿山爆破施工区域进行监控。矿山区域的视频监控网络在山岗背码头处与码头的视频监控系统合并，监控信息一并传输至系统流媒体服务器进行保存、转发。

3.2海上船舶监测监控系统。通过GPS定位技术与网络编程技术的融合，实现了船舶24小时监控、语音通讯及偏航报警等功能。系统基于GIS平台，对地图进行二次开发，设置了电子围栏，船舶驶出电子围栏或者未到达卸料地点而停留亦或者船舶监控终端设备无信号，系统将会产生报警信息，提示管理人员核实船舶的相关信息。船舶监测监控系统的运行，首先要在运输船舶上安装GPS定位监控调度终端，GPS定位监控调度终端安装前需以将要安装的船舶参数以及设备自身配置的电信CDMA卡的信息为依据进行参数配置。终端安装完成后，还需在系统中添加此设备作为该船舶的身份证明，配置、调试、添加完成的设备需24小时供电。终端经GPS卫星定位后，船舶监控系统实时接收GPS定位信息，并将定位信息采用移动通讯传输至服务器进行保存及转发，监控中心通过网络终端对船舶位置进行监控，并对船舶进行船舶信息查询、船舶航行轨迹记录及查询、语音通讯、偏航报警等监控功能。

3.3自动计量系统。自动计量系统设置在山岗背码头区域，利用码头视频监控系统已建成的工业以太环网进行数据传输。自动计量系统采用zigbee无线识别技术，通过工业光纤通讯技术、微功率通信技術与网络编程技术的融合，实现磅房自动计量的功能。基于zigbee无线技术，系统为运输车辆开发了专用的电子车牌，作为运输车辆的"身份证"。每辆自卸车必须安装电子车牌，同时在各地磅房及码头泊位安装电子车牌定位读卡器，自卸车过磅时电子车牌内存的车辆身份信息被地磅系统的无线识别系统自动识别，并与地磅称重系统联动将车辆载重信息传入信息系统，然后根据调度计划，在地磅称重完成后指引车辆去往相应的泊位卸料，车辆调度信息通过磅房外的LED大屏显示给车辆驾驶员，并通过无线将卸载泊位写入电子车牌。车辆完成地磅计量后，根据车辆调度信息驶入卸料泊位，完成计量。若泊位读卡器读取到错误车辆驶入，则会通过电子车牌对驾驶员进行语音提示，指引其去往正确的泊位进行卸料。自动计量系统能够自动生成单船报表、日报表、周报表以及月报表，并支持车辆运输统计及船舶运输统计等查询功能。

4 结束语

通过物联网技术在依托工程施工管理过程中的成功应用，提高临海矿场工程施工管理水平，确保了水、陆运输安全，提高了效率，降低了成本，经济社会效益明显，具有推广应用价值。随着我国经济突飞猛进的发展，越来越多范围更广、管理难度更大、环境更为恶劣的工程项目即将实施，综合管理系统能有效地进行施工工地的管理，监测施工安全、质量和进度，实时调度现场生产，综合管理系统必定有更为广阔的应用空间。

参考文献：

[1]管孝强. 数字矿山和矿山信息化建设探析[J].数字化用户，2014

[2]袁超. 自动化理念下的数字矿山建设分析[J].科技创新与应用，2015

[3]刘卫等. 物联网在矿山的应用[J].科技传播，2012