一种铁水车调度系统及调度方法与流程

本发明涉及一种铁水车调度系统及调度方法。

背景技术：

随着日益增长的钢铁需求量，钢铁产量也随之迅猛增长。铁水运输作为串联整个钢铁生产的核心环节，是钢铁生产企业管理的重点。

铁水运输是指铁水运输车装载空铁水包至高炉下接收铁水后，将铁水运输到铸铁车间进行铸铁或者运输到炼钢车间进行钢化。受生产环境、生产状况及市场需求影响，不同高炉有着不同的出铁需求，同一个高炉不同时间段也不相同，所以铁水运输路径时常需要进行调整，以满足生产需要。根据钢铁生产企业炼钢“一包到底”的工艺要求，需要对铁水运输车、铁水包、高炉出铁口等对象的位置、状态做到实时监控。

传统的铁水运输需要为每一辆铁水运输车、调度室及高炉生产车间配备通讯设备，通过通讯设备来汇报生产情况和下达调度任务，这种方式存在以下几种问题：

1.通讯设备信号不好，影响沟通效率；

2.方言差异，存在语言沟通问题；

3.铁水运输车司机需要频繁地向调度人员汇报车辆位置及状态信息，信息传达效率低、不及时，存在误报误判的可能；

4.所有运输状态需要人为去判断，容易出错；

5.人工成本大，并且需要调度人员时刻关注生产情况的同时还要关注铁水运输情况，耗费大量精力；

6.人为下达的指令和人为汇报的位置信息不够规范，容易形成误导；

7.传统的gps不能准确定位被遮挡的铁水运输车，会出现监控盲区，影响调度人员对铁水运输的监控；

8.目前钢铁行业的铁水运输环节存在智能化程度低、人工成本大、标准化程度低、出错率高、及时率慢等问题，严重影响钢铁生产效率，成为了钢铁行业智能化生产的重大难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁水车调度系统及调度方法，它融合应用了包括物联网、无线定位、rfid和mes等新一代信息技术，解决了传统铁水运输环节中人为因素多、信息沟通不畅、自动化和智能化程度低、差错率高、生产效率低等问题。

本发明所采用的技术方案有：

一种铁水车调度系统，该调度系统用于调度与监控往复于铁水包装载区以及铁水包卸载区之间的铁水运输车，包括指挥监控设备、服务器、局域网络、厂区wifi基站、rfid读写设备、rfid基站、监控大屏、车载移动终端、车载无线定位模块以及车载rfid标签，所述车载移动终端通过厂区wifi基站与局域网络连接，车载移动终端通过服务器与指挥监控设备保持通讯；车载无线定位模块通过厂区wifi基站与局域网络连接，车载无线定位模块通过服务器与指挥监控设备传输信息；所述车载rfid标签设置在铁水运输车上，rfid读写设备通过rfid基站以及厂区wifi基站与局域网络连接，rfid读写设备通过服务器向指挥监控设备传输信息，rfid读写设备读取车载rfid标签并获得铁水运输车信息；所述指挥监控设备通过服务器连接控制监控大屏。

进一步地，所述车载无线定位模块采用北斗/gps双模定位装置。

进一步地，所述车载rfid标签设置在铁水运输车车头部和或车尾部，rfid读写设备设置在铁水包装载区和铁水包卸载区。

依据所述的一种铁水车调度系统，其实现的铁水车调度方法步骤如下：

1)系统初始化：检测系统中各设备通讯状态正常；

2)持续获取车辆信息并显示在监控大屏上：系统持续获取铁水运输车车辆的位置及状态信息，车辆状态信息依序包括待装包、待用、待受铁、对位成功、满包或半包、待卸载，初始获取车辆状态信息时默认状态为待装包，将加包的包号或将已在车辆上的包号，用车载移动终端录入系统，系统即调整车辆状态为待用，后续在执行4)-6)步骤中依序调整车辆状态；监控大屏持续在厂区平面或厂区3d图上显示车辆位置和状态信息；

3)获取mes系统的出铁水计划：根据计划自动进行计算，形成逐个高炉装载任务单；所述任务单的信息包含：铁水高炉编号、高炉位置、受铁水量、卸载区位置、计划出铁时间；

4)调度车辆：根据每个任务单，系统自动向就近的停车区或道路上的待用车辆的车载移动终端，依序发布本任务单下的装载计划，直至调度的车辆累计运载量大于等于任务单的受铁水量，即本任务单分配结束。如果系统有未分配的任务单，则重复本步骤的流程调度车辆，接收任务单的车辆状态调整为待受铁并进入步骤5)；

5)车辆执行装载任务：待受铁车辆进入指定装载区，经rfid识别和系统确认匹配后，车辆状态调整为对位成功，高炉按装载计划出铁水给运载车辆，系统根据载量信息标识车辆状态为满包或半包，车载移动终端同步显示该信息，车辆至执行下一步骤前，保持该状态信息；其中，车辆状态为半包，其满载比小于等于设定满载比阈值时，系统如果存在未分配任务单，自动将车辆状态调整为待用，返回步骤4)，否则，进入步骤6)。

由于车辆装载运输的是铁水包，通常在钢铁企业出于安全考虑，其满包的满载比不是100％，而是在75-85％范围内设置一个满包的满载比值，即达到该值时就定义该铁水包为“满包”，而低于该值就定义该铁水包为“半包”。显然，如果“半包”的满载比过低，是可以进一步安排装载任务，以减少生产运输成本和提高生产效率，因此，对“半包”状态的车辆，需要设定可以进行装载的满载比阈值，以确定在系统有运单任务情况下，对低于该阈值的车辆为其安排新的装载任务。优选地，所述设定满载比阈值取值范围为50-65％。

6)车辆执行卸载任务：车辆进入卸载区，经rfid识别和系统确认匹配后，车辆状态调整为待卸载，行车进行卸包后，车辆状态调整为待装包；待加上空铁水包并输入包号后，车辆状态调整为待用；车载移动终端同步显示该信息；如果车辆状态为待用的车辆接到新的任务单，返回步骤4)，如果没有接到任务单，依序进入任务等待区；

7)当有新的mes计划任务，返回步骤3)，当全部mes计划任务完成，任务结束。

进一步地，步骤2)所述系统持续获取车辆位置信息是来源于车载无线定位模块，所述车载无线定位模块通过厂区wifi基站与局域网络连接，车载无线定位模块通过服务器与指挥监控设备传输信息；所述车载无线定位模块采用北斗/gps双模定位装置。

进一步地，步骤4)所述依序发布本任务单下的装载计划，直至调度的车辆累计运载量大于等于任务单的受铁水量，是指被调度的车辆的铁水包累计运载量满足条件为：0≦调度铁水包数量合计的铁水装载量-该高炉出铁水量<1个铁水包运量，针对产生的不足一个铁水包运载量的任务，分配该任务的车辆标记为半包任务，该车辆执行步骤5)，装载任务后的车辆状态为半包。

进一步地，步骤5)所述待受铁车辆进入指定装载区，经rfid识别和系统确认匹配，是指由设置在高炉铁水装载区的rfid读写设备对进入该区的车载rfid标签读取进行识别，经系统确认该rfid标签的车辆状态及执行的任务符合调度安排的具体位置的高炉出水计划分配任务。

进一步地，步骤6)所述车辆进入卸载区，经rfid识别和系统确认匹配，是指由设置在卸载区的rfid读写设备对进入该区的车载rfid标签读取进行识别，经系统确认该rfid标签的车辆状态及执行的任务符合调度安排的卸载位置的计划分配任务。

进一步地，所述的高炉的出铁水计划量、出铁水减少量和受铁水设备的受铁水需求量和受铁水增加量信息，均反馈给指挥监控设备处理，以图形显示的方式将设备的容积占比显示在监控大屏上。

本发明具有如下有益效果：

本发明的铁水车调度系统在铁水车上安装北斗/gps双模定位装置、车载rfid标签、带wifi模块的车载移动终端，在铁水车经过的路线及区域部署wifi基站，在铁水车需要精准定位的停靠点部署rfid基站；使得系统能够全面准确掌握厂区全部铁水车的位置与状态信息，系统进一步描绘铁水车经过路线及区域的精准三维或二维地图，将铁水运输车基本信息在调度中心的指挥监控设备以及监控大屏进行实时呈现，增加了可视化功能，提高了管理效率；本系统的铁水车包括了车载移动终端，方便了运载车辆工作人员与调度中心之间的信息交互的及时和准确；由于本发明采用了北斗/gps双模定位和停靠点rfid识别相结合的技术，保障了停靠点即使有遮挡也能实现精准定位，很好的解决了传统铁水车调度依赖人工、位置信息反馈不及时、定位不准确等问题。此外，本发明的铁水车调度系统不仅实现车辆调度的自动化，同时也贯彻了运行优化策略，如：结合定位技术在车辆调度安排时落实就近原则；结合车辆满载比状态，进行科学的配载和运输调度(特别是针对半包车辆的合理调度安排)等等，降低企业生产运输成本，提高了生产效率。

附图说明：

图1为本发明系统示意图。

图2为本发明铁水运输车rfid标签和装载区或卸载区rfid读写设备的安装示意图。

图3为本发明显示于监控大屏的全部铁水运输车平面位置及工作状态的示意图。

图4为本发明铁水运输车工作状态变更流程图。

图5为本发明铁水车调度方法逻辑示意图。

其中，1-指挥监控设备，2-服务器，3-局域网络，4-厂区wifi基站，5-车载部分，51-车载移动终端，52-车载无线定位模块，53-车载rfid标签，6-rfid读写设备，61-rfid读写器天线，62-rfid读写器，7-rfid基站，8-监控大屏。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明提供一种铁水车调度系统，该调度系统用于调度与监控往复于铁水包装载区以及铁水包卸载区之间的铁水运输车，包括指挥监控设备1、服务器2、局域网络3、厂区wifi基站4、rfid读写设备6、rfid基站7、监控大屏8、车载移动终端51、车载无线定位模块52以及车载rfid标签53，其中：车载移动终端51通过厂区wifi基站4与局域网络3连接，车载移动终端51通过服务器2与指挥监控设备1保持通讯；车载无线定位模块52通过厂区wifi基站4与局域网络3连接，车载无线定位模块52通过服务器2与指挥监控设备1传输信息，该无线定位模块52采用北斗/gps双模定位装置。车载rfid标签53设置在铁水运输车上，rfid读写设备6通过rfid基站7以及厂区wifi基站4与局域网络3连接，rfid读写设备6通过服务器2向指挥监控设备1传输信息，rfid读写设备6读取车载rfid标签53并获得铁水运输车信息；指挥监控设备1通过服务器2连接控制监控大屏8。

上述系统中，指挥监控设备1为pc或笔记本电脑；车载移动终端51为与车辆基本信息(如车牌号)捆绑的平板电脑或手机等移动设备。

图2进一步介绍本发明调度系统中铁水运输车车载rfid标签和装载区或卸载区的rfid读写设备安装位置及方式，其中，车载rfid标签53设置在铁水运输车车头部和/或车尾部。rfid读写设备6设置在铁水包装载区和铁水包卸载区，rfid读写设备6包括rfid读写器天线61和与之通讯连接的rfid读写器62，rfid读写器天线61固定设置在临近装载区或卸载区，当车辆进入装载区或卸载区时，rfid读写器天线61将采集车头部或车尾部车载rfid标签53信息传输给rfid读写器62读取，再通过rfid基站向系统传输rfid标签信息。

依据上述图1、图2所示的本发明铁水车调度系统，能够对全厂区域内的所有铁水运输车进行全方位的管理，包括对各车辆任务分配管理。各车辆执行任务中如图4所示的“待装包、待用、待受铁、对位成功、满包或半包、待卸载”任务时的车辆状态信息管理；以及车辆所处的工作位置信息进行跟踪管理。系统还通过指挥监控设备以及如图3所示的监控大屏进行可视化的呈现，提高了企业管理的能力与水平。

图5是本发明的一种铁水车调度系统实现调度方法逻辑示意图，具体实现的方法步骤如下：

1)系统初始化：检测系统中各设备通讯状态正常；

2)持续获取车辆信息并显示在监控大屏上：系统持续获取铁水运输车车辆的位置及状态信息，车辆状态信息依序包括待装包、待用、待受铁、对位成功、满包或半包、待卸载(如图4所示)，初始获取车辆状态信息时默认状态为待装包，将加包的包号或将已在车辆上的包号，用车载移动终端录入系统，系统即调整车辆状态为待用，后续在执行4)-6)步骤中依序调整车辆状态；监控大屏持续在厂区平面或厂区3d图上显示车辆位置和状态信息(如图3所示)；

3)获取mes系统的出铁水计划：根据计划自动进行计算，形成逐个高炉装载任务单；所述任务单的信息包含：铁水高炉编号、高炉位置、受铁水量、卸载区位置、计划出铁时间；

4)调度车辆：根据每个任务单，系统自动向就近的停车区或道路上的待用车辆的车载移动终端，依序发布本任务单下的装载计划，直至调度的车辆累计运载量大于等于任务单的受铁水量，即本任务单分配结束。如果系统有未分配的任务单，则重复本步骤的流程调度车辆，接收任务单的车辆状态调整为待受铁并进入步骤5)；

5)车辆执行装载任务：待受铁车辆进入指定装载区，经rfid识别和系统确认匹配后，车辆状态调整为对位成功，高炉按装载计划出铁水给运载车辆，系统根据载量信息标识车辆状态为满包或半包，车载移动终端同步显示该信息，车辆至执行下一步骤前，保持该状态信息；其中，车辆状态为半包，其满载比小于等于设定满载比阈值时，系统如果存在未分配任务单，自动将车辆状态调整为待用，返回步骤4)，否则，进入步骤6)。

由于车辆装载运输的是铁水包，通常在钢铁企业出于安全考虑，其满包的满载比不是100％，而是在75-85％范围内设置一个满包的满载比值，即达到该值时就定义该铁水包为“满包”，而低于该值就定义该铁水包为“半包”。显然，如果“半包”的满载比过低，是可以进一步安排装载任务，以减少生产运输成本和提高生产效率，因此，对“半包”状态的车辆，需要设定可以进行装载的满载比阈值，以确定在系统有运单任务情况下，对低于该阈值的车辆为其安排新的装载任务。优选地，所述设定满载比阈值取值范围为50-65％。

6)车辆执行卸载任务：车辆进入卸载区，经rfid识别和系统确认匹配后，车辆状态调整为待卸载，行车进行卸包后，车辆状态调整为待装包；待加上空铁水包并输入包号后，车辆状态调整为待用；车载移动终端同步显示该信息；如果车辆状态为待用的车辆接到新的任务单，返回步骤4)，没有接到任务单，依序进入任务等待区；

7)当有新的mes计划任务，返回步骤3)，当全部mes计划任务完成，任务结束。

根据上述方法步骤，其中：

步骤2)所述系统持续获取车辆位置信息是来源于车载无线定位模块，车载无线定位模块通过厂区wifi基站与局域网络连接，车载无线定位模块通过服务器与指挥监控设备传输信息；该车载无线定位模块采用北斗/gps双模定位装置。

步骤4)所述依序发布本任务单下的装载计划，直至调度的车辆累计运载量大于等于任务单的受铁水量，是指被调度的车辆的铁水包累计运载量满足条件为：0≦调度铁水包数量合计的铁水装载量-该高炉出铁水量<1个铁水包运量，针对产生的不足一个铁水包运载量的任务，分配该任务的车辆标记为半包任务，该车辆执行步骤5)，装载任务后的车辆状态为半包。

步骤5)所述待受铁车辆进入指定装载区，经rfid识别和系统确认匹配，是指由设置在高炉铁水装载区的rfid读写设备对进入该区的车载rfid标签读取进行识别，经系统确认该rfid标签的车辆状态及执行的任务符合调度安排的具体位置的高炉出水计划分配任务。

步骤6)车辆进入卸载区，经rfid识别和系统确认匹配，是指由设置在卸载区的rfid读写设备对进入该区的车载rfid标签读取进行识别，经系统确认该rfid标签的车辆状态及执行的任务符合调度安排的卸载位置的计划分配任务。

本发明还进一步地将高炉的出铁水计划量、出铁水减少量和受铁水设备的受铁水需求量和受铁水增加量信息，均反馈给指挥监控设备处理，以图形显示的方式将设备的容积占比显示在监控大屏8上(具体如图3的如图3的1#高炉、2#高炉的设备图示)，提高调度运载环境的可视化效果，便于各环节人员直观地了解相关设备的状态信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。