基于矿山场景下的车联平台技术架构

基于矿山场景下的车联平台技术架构

刘晓春1,郭峰2

国能北电胜利能源1  内蒙古  锡林浩特市  026000

内蒙古北方重型汽车股份有限公司2      内蒙古包头市 014030

摘要：随着智能化和信息化的发展，车联网技术在工业、交通等领域得到了广泛应用。本文针对矿山运输车辆管理的实际需求，设计并实现了一种基于矿山场景下的车联平台技术架构。该平台通过物联设备和云端平台之间的数据交流和计算分析，实现了对矿山运输车辆的远程监控和控制，提高了矿山运输车辆的安全性和效率。

关键词：车联网；物联设备；云端平台；矿山

前言：矿山作为工业生产的重要组成部分，其运输车辆的管理一直是一个重要的问题。传统的矿山运输车辆管理方式存在许多不足之处，如信息不及时、缺乏有效的监控手段等。为了解决这些问题，我们设计并实现了一种基于矿山场景下的车联平台技术架构，以提高矿山运输车辆的安全性和效率。

1 矿山场景下的车联平台技术架构

1.1 物联设备

在矿山运输车辆上安装各种不同类型的传感器和设备，如GPS、摄像头、温度传感器等。这些设备可以采集车辆的位置、状态、行驶速度、温度等信息，并将这些数据上传到云端平台进行处理和分析。通过在矿山运输车辆上安装各种不同类型的传感器和设备，可以实现对车辆的远程监控和控制，提高车辆的安全性和效率。（1）GPS定位设备：GPS设备可以精准地定位车辆的位置，并将位置信息上传给云端平台进行处理和分析，以便实现对车辆的远程监控和调度管理。（2）温度传感器：温度传感器可以检测车辆内部的温度变化，防止因过热或过冷而导致的设备故障或人员伤害。（3）加速度计：加速度计可以检测车辆的加速度和减速度，帮助判断车辆的行驶状态和路面情况，并及时发出警报。（4）摄像头：在车辆上安装摄像头，可以实现对车内和车外环境的监控，保障驾驶员的安全和运输车辆的安全。（5）载重传感器：载重传感器可以检测车辆的载重情况，帮助实现对车辆的负载管理和调度优化。（6）油量传感器：油量传感器可以检测车辆油量变化，及时发现漏油或加油等异常情况，并避免因油料不足导致的车辆故障。

1.2 通信网络

通过移动通信网络或卫星通信网络，将采集到的数据传输到云端平台。为了确保通信稳定和可靠，我们考虑采用多链路融合技术，使数据可以通过多条通信链路进行传输。在矿山场景下的车联平台技术架构中，通信网络是连接物联设备和云端平台的关键环节。由于矿山场景较为复杂，地形崎岖、环境恶劣，传统的通信方式难以满足实际需求，因此需要采用多种通信方式相结合的方式来实现数据的传输和处理。以下是在矿山场景下常用的通信网络：（1）移动通信网络：通过移动通信网络（如4G、5G）进行数据传输，具有覆盖范围广、数据传输速度快等优点，适合于车辆运输过程中数据的实时传输和监控。（2）卫星通信网络：卫星通信网络可以在任何地点实现数据的传输和接收，不受地理位置限制，适合于矿山区域内通信不便或无法实现通信覆盖的情况下使用。（3）局域网：在矿区范围内建立局域网，通过Wi-Fi或其他无线通信方式进行数据传输，可以实现对局部区域内的车辆进行监控和调度管理。（4）雷达通信：雷达通信可以实现在矿山区域内的数据传输和通信，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，适合于通信条件恶劣的矿山环境。

1.3 云端平台

云端平台是整个系统的核心，负责接收、处理和存储来自物联设备的数据。平台采用大数据处理技术和机器学习算法对数据进行处理和分析，提取出有用的信息并进行决策支持。同时，平台还可以向物联设备发送指令，实现对车辆的远程监控和控制。在矿山场景下的车联平台技术架构中，云端平台是其中最重要的部分之一。通过对物联设备采集到的数据进行处理和分析，可以实现对矿山运输车辆的远程监控和控制，提高车辆的安全性和效率。以下是在矿山场景下常用的云端平台：（1）数据存储：云端平台需要具备大容量、高可靠性的数据存储能力，以便存储从物联设备采集到的海量数据，并支持快速检索和查询。（2）数据处理：云端平台需要具备强大的数据处理能力，可以利用大数据处理技术和机器学习算法对数据进行分析和挖掘，提取有用的信息，并生成报表和图表以支持决策。（3）任务调度：基于对车辆位置、状态等信息的实时监测，云端平台可以智能地分配任务和优化调度方案，提高车辆的运输效率。（4）预警管理：当车辆出现异常情况时，云端平台可以及时发出预警信号，并通知相关人员进行处理，避免因车辆故障或其他原因导致的事故发生。（5）远程控制：通过向物联设备发送指令，云端平台可以实现对矿山运输车辆的远程监控和控制。例如，可以通过远程操控来实现车辆的定位、停车、启动等操作。

2 矿山场景下的车联平台技术的功能实现

2.1 车辆远程监控

在矿山场景下的车联平台技术中，车辆远程监控是其中最重要的功能之一。通过对矿山运输车辆上安装的多种物联设备进行数据采集和传输，可以实现对车辆位置、状态等信息的实时监测。首先，通过在车辆上安装GPS等定位设备，可以实现对车辆位置的实时监测和精确定位，以便进行车辆调度和管理。其次，通过载重传感器和加速度计等设备，可以实时监测车辆的行驶状态，了解车辆的速度、转向、加速度等信息，并及时发出警报。再者，通过安装温度传感器等设备，可以监测车内温度变化，避免因过热或过冷而导致的设备故障或人员伤害。最后，通过安装摄像头等设备，可以实现对车辆周围环境的监控，包括道路情况、交通状况等，以便有效地预防交通事故。通过对车辆的监测和数据分析，可以实现对车辆的安全管理和预警处理。例如，当车辆出现故障或异常情况时，平台会及时发出警报，并通知相关人员进行处理。

2.2 车辆调度管理

通过对车辆的位置和状况进行实时监控，可以实现对车辆的调度管理。如根据车辆位置和运输路线，智能分配任务和优化调度方案，提高车辆的运输效率。在矿山场景下的车联平台技术中，车辆调度管理是其中一个非常重要的功能。通过对物联设备采集到的车辆数据进行处理和分析，可以实现对矿山运输车辆的智能化、高效化调度和管理。第一，通过GPS定位设备、加速度计、载重传感器等多种物联设备，可以实时监测车辆的位置、行驶状态、载重情况等信息，并将数据上传到云端平台进行处理和分析。第二，基于车辆位置和状态信息，云端平台可以智能地分配任务，并优化调度方案以提高车辆的运输效率。例如，根据车辆位置实时分配合适的任务，考虑各个任务之间的时间、距离等因素并生成最优的方案。第三，通过向物联设备发送指令，云端平台可以实现对矿山运输车辆的远程监控和调度，例如可实现对车辆的启动，停止，转向等操作。

2.3 车辆安全管理

在矿山场景下的车联平台技术中，车辆安全管理是其中一个重要的功能。通过对矿山运输车辆上的多种物联设备进行数据采集和传输，可以实现对车辆的安全监控和预警处理。首先，通过载重传感器、加速度计等设备，可以实时监测车辆的行驶状态，包括速度、转向、加速度等，以便及时发现异常情况。其次，基于对车辆位置、行驶状态等信息的实时监测，云端平台可以智能地分析和判断，当车辆出现异常情况时，及时发出警报，并通知相关人员进行处理。最后，通过安装温度传感器等设备，可以监测车内温度变化，避免因过热或过冷而导致的设备故障或人员伤害。

结语：目前，随着物联网和人工智能技术的不断发展，矿山行业对于车联平台的需求也在不断增加，未来车联平台将更加智能化、高效化和可靠化。我们相信，在不断创新和完善的过程中，矿山场景下的车联平台必将为行业带来更多的价值和机遇。

参考文献：

[1]曾蕴瑶. 无人驾驶迈出矿山智能开采第一步[N]. 中国建材报,2021-07-16(001).DOI:10.28089/n.cnki.ncjcb.2021.001812.

[2]阎俊豪,贾宗璞,李东印.智能矿山车联网体系架构与关键技术[J].煤炭科学技术,2020,48(07):249-254.DOI:10.13199/j.cnki.cst.2020.07.026.