一、系統(tǒng)架構(gòu)
露天煤礦土石方剝離方量智能化監(jiān)測系統(tǒng)，采用B/S結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)使用Linux操作系統(tǒng)，支持PC端、安卓App端、IOS端APP,系統(tǒng)技術(shù)框架應(yīng)采用SOA軟件架構(gòu)，同時支持MySQL數(shù)據(jù)庫以及目前主流數(shù)據(jù)庫，具有清晰合理的技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃，滿足資源層、系統(tǒng)層、表示層等的技術(shù)分層要求。
服務(wù)器部署通過采購阿里云服務(wù)器，全都部署在云服務(wù)器上,使用阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺、負(fù)載均衡服務(wù)、云服務(wù)、分布式存儲、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)，其中數(shù)據(jù)緩存每個項目對應(yīng)一個庫實例、數(shù)據(jù)庫也是每個項目對應(yīng)一個庫實例，Web服務(wù)集群：部署多個實例集群，每個項目通過子域名訪問，對應(yīng)一個或多個實例，寫入數(shù)據(jù)服務(wù)，每個項目對應(yīng)一個或多個實例。
監(jiān)測硬件采用北斗先進(jìn)的GNSS高精度定位技術(shù)，集成北斗實時動態(tài)定位技術(shù)，壓實傳感器和溫度傳感器技術(shù)，高精度測量技術(shù)輔助測量，挖掘機安裝傳感器和液壓控制閥等裝置，實時對鏟刀位置姿態(tài)進(jìn)行三維自動控制等硬件技術(shù)等。
二、系統(tǒng)組成
露天礦土石方量剝離智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括車載應(yīng)用、監(jiān)控平臺、移動APP三部分組成，車載應(yīng)用監(jiān)測和引導(dǎo)機械施工，提高工作效率，監(jiān)控平臺是信息化綜合展示平臺，數(shù)據(jù)統(tǒng)一展示分析和預(yù)警，移動APP是移動化管理平臺。
三、功能結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)包括六大模塊：監(jiān)控信息大屏、剝離管理、運輸管理、排土管理、剝離量管理，安全生產(chǎn)管理等模塊，實時直觀的展示當(dāng)前礦區(qū)的生產(chǎn)作業(yè)情況，提升監(jiān)管水平，防患于未然。
1.綜合監(jiān)控大屏
綜合監(jiān)控大屏展示重要數(shù)據(jù)信息，展示的內(nèi)容依據(jù)需求可進(jìn)行實時調(diào)整，展示的內(nèi)容包括煤礦統(tǒng)計、產(chǎn)能情況、生成數(shù)據(jù)、近七日數(shù)據(jù)變化、安全管理、天氣預(yù)報、進(jìn)度管理、剝離計算、從業(yè)人員信息圖標(biāo)和展示等。土石方剝離智能化監(jiān)測大屏：根據(jù)剝（采）-運-排，各環(huán)節(jié)過程管理，形成一套露天礦土石方剝離的軟硬件設(shè)備集成管理系統(tǒng)，可視化、智能化的直觀顯示現(xiàn)場施工進(jìn)度和場景，提升了施工的安全性。
2.剝離過程管理
對挖掘機加裝高精度北斗定位系統(tǒng)，并在車身和大臂、小臂、挖斗等部位加裝傾角傳感器，可以自動采集挖掘機的鏟斗實時高精度三維位置信息，引導(dǎo)操作手精確開挖邊坡施工。對剝離作業(yè)面高精度三維坐標(biāo)、進(jìn)度、工作時長等信息進(jìn)行自動實時監(jiān)控，對于位置異常、停留等待時間過長等情況進(jìn)行及時預(yù)警。實現(xiàn)覆蓋在礦石表面的土、石等非礦物質(zhì)去除的過程管理，按照設(shè)計規(guī)劃剝離方法和規(guī)劃，實現(xiàn)數(shù)字化統(tǒng)計剝離面積、剝離深度、剝離速度，管理人員需要對剝離過程進(jìn)行實時監(jiān)測和調(diào)整，確保剝離的質(zhì)量和效率，為加強剝離作業(yè)期間各人員設(shè)備之間配合，加強作業(yè)人員及設(shè)備操作人員安全意識。
挖機數(shù)據(jù)
預(yù)警預(yù)測
3.運輸過程管理
對剝離土方運輸車加裝北斗定位系統(tǒng)，對車輛進(jìn)行實時定位，并對車輛行駛軌跡、是否到達(dá)排土場進(jìn)行實時追蹤，對于偏航、未在指定時間到達(dá)指定地點等情況進(jìn)行及時預(yù)警、及時糾偏。記錄行車視頻，出現(xiàn)安全事故便于追溯。
車輛軌跡：通過GIS地圖直接點擊查看車輛模型，通過時間檢索查詢車輛軌跡，并對車輛軌跡進(jìn)行播放
車輛定位（車輛狀態(tài)離線/在線，車輛總數(shù)，在線/離線總數(shù)）
4.排土過程管理
對排土機械推土機安裝高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傾角等傳感器，實時顯示和記錄推土機作業(yè)的高精度三維坐標(biāo)、設(shè)計作業(yè)水平、方位、俯仰角、速度、航向等精確數(shù)據(jù)，引導(dǎo)機手進(jìn)行排土場平整施工和機道施工。可以將推土機的設(shè)備型號進(jìn)行記錄、顯示和存儲，以及推土機的位置信息與施工過程數(shù)據(jù)，并且可以將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)方式上傳至管理中心； 礦山開采過程中會產(chǎn)生大量廢棄物和土石方，排土是指將這些廢棄物和土石方從礦山中運輸出去的過程。排土過程管理主要包括排土路線規(guī)劃、運輸設(shè)備選擇、土方開挖和運輸?shù)膮f(xié)調(diào)等。管理人員需要對排土過程進(jìn)行實時監(jiān)測和調(diào)整，確保排土的安全和效率。
推土施工
預(yù)警預(yù)測
5.剝離量的管理
通過建立露天礦剝離數(shù)字化監(jiān)控平臺，對三維監(jiān)控圖以及二維數(shù)字監(jiān)控圖對比分析、聯(lián)合互動，對數(shù)據(jù)整合分析及判斷，實現(xiàn)對每臺施工機械設(shè)備的工作運行軌跡和狀態(tài)指標(biāo)信息進(jìn)行有效監(jiān)控管理。使管理者可以實時監(jiān)控各施工作業(yè)面的剝離量和施工質(zhì)量情況、實時糾偏、交互管控，及時發(fā)現(xiàn)礦山開采過程中的問題并及時處理，全面提升礦山剝離工程質(zhì)量，提高管理水平。可以將開采面設(shè)計數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到軟件系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以將設(shè)計數(shù)據(jù)文件以三維數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)在顯控終端上，并且可以實時的顯示鏟刀的三維空間位置與鏟刀到施工設(shè)計面的位置高差，引導(dǎo)施工人員進(jìn)行施工，為加強剝離作業(yè)期間各人員設(shè)備之間配合，加強作業(yè)人員及設(shè)備操作人員安全意識，保證安全生產(chǎn)特制定本作業(yè)規(guī)程。
數(shù)據(jù)計算
6.安全生產(chǎn)管理
智慧礦山安全管理的監(jiān)測和預(yù)警主要包括以下幾個方面，監(jiān)測礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地形變化，預(yù)警礦山的地質(zhì)災(zāi)害，如地震、滑坡、山體崩塌等。監(jiān)測礦山的氣象環(huán)境，預(yù)警氣象災(zāi)害，如暴雨、雪災(zāi)、高溫等。監(jiān)測礦山內(nèi)部和周圍環(huán)境的氣體濃度、溫度、濕度等參數(shù)，預(yù)警火災(zāi)、爆炸等危險事件。監(jiān)測礦山的機械設(shè)備的運行狀態(tài)，預(yù)警設(shè)備故障或潛在故障，如軸承損壞、電氣故障等。監(jiān)測礦山的人員活動軌跡，預(yù)警人員的異常行為或活動，如進(jìn)入禁區(qū)、越界等。通過安裝監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控車輛的形式狀態(tài)和工作狀態(tài)，確保司機是否疲勞駕駛，工作效率和監(jiān)督司機，保障公司運輸產(chǎn)品的合法質(zhì)量。
救援預(yù)警：以該設(shè)備為中心，半徑R米（R的范圍從1~30可調(diào)）的范圍內(nèi)，形成防撞報警區(qū)