Контроль качества дорог на горнодобывающих предприятиях

Н.В. Одинцев, директор по информационным технологиям;
Д.А. Клебанов, руководитель проекта ООО «ВИСТ Групп

В условиях экономического кризиса растет число горных предприятий, уделяющих большое внимание оптимизации затрат на покупку, ремонт и эксплуатацию автотранспорта, увеличению срока эксплуатации шин, контролю расхода топлива, а также увеличению количества рейсов за смену при обеспечении надлежащего уровня безопасности эксплуатации автотранспорта.

Контроль качества дорог

На сегодняшний день основным инструментом, позволяющим решать данные задачи, является система управления горно-транспортным комплексом (ГТК). Одна из таких систем – «КАРЬЕР» – разработана специалистами «ВИСТ Групп» и на сегодняшний день успешно внедрена и эксплуатируется более чем на двадцати горнодобывающих предприятиях России, Украины, Казахстана и Монголии.

Система предназначена для мониторинга автотранспорта, анализа производственных показателей и оперативного управления процессами добычи полезных ископаемых в карьерах. Пользователям предлагается широкий набор функций, позволяющих решать наиболее актуальные для горных предприятий задачи. Основные модули системы представлены на рис. 1. Система адаптируется под конкретные условия эксплуатации и требования заказчика, благодаря чему пользователь получает наиболее оптимальный для него инструмент.

На входящих в структуру системы мобильных объектах (автосамосвалах, экскаваторах, бульдозерах и т.д.) установлен бортовой комплекс, в режиме реального времени анализирующий десятки основных параметров машины, качество ее эксплуатации, а также возможные неполадки. Все эти данные обрабатываются на бортовом компьютере мобильного объекта и, в зависимости от решаемых и задач и установленных на предприятии модулей, передаются по беспроводному каналу связи в диспетчерский центр на сервер.

Рис. 1 Функциональные модули системы управления горнотранспортным комплексом «КАРЬЕР»

Значимой характеристикой, оказывающей существенное влияние на технико-экономические показатели эксплуатации автотранспорта и эффективность работ, является «качество технологических дорог», от которого зависят такие важные показатели, как скорость движения, затраченное на выполнение рейса время, расход топлива, срок службы основных узлов и агрегатов автосамосвалов. Также необходимо помнить о том, что чем лучше качество технологических дорог, тем выше уровень безопасности эксплуатации автотранспорта.

Программный модуль контроля качества технологических дорог (ККД), разработанный специалистами «ВИСТ Групп», позволяет осуществлять автоматический контроль качества технологических дорог, выполнять количественную оценку параметров, а также отображать на цифровой карте карьера информацию о местоположении проблемных участков дорожного полотна и оценивать типы «плохих» дорог.

Так как в системе управления ГТК «КАРЬЕР» предусмотрена цифровая карта карьера и все мобильные объекты передают свои параметры и координаты в режиме реального времени, то решение задачи определения качества технологических дорог получается не абстрактным, а реальным, т.е. с привязкой к координатам местности и визуализацией результатов. Модуль ККД определяет следующие типы некачественного дорожного покрытия:

- яма, в которую попало колесо, или камень;

- аварийное торможение или наезд на препятствие передней осью колес;

- высокая скорость на неправильно профилированных участках дорог;

- тип дороги – «стиральная доска» – частые перепады вверхвниз;

- маленький радиус поворота;

- контроль превышения уклона.

Для передачи информации от бортового компьютера мобильного объекта в базу данных системы «КАРЬЕР» используется «событийная» система. То есть при возникновении события, характеризующегося в бортовом компьютере как «некачественная дорога», происходит передача данных на сервер. Координаты точки, в которой был зафиксирован участок с неудовлетворяющим дорожным покрытием или неправильным эксплуатированием автосамосвала в процессе движения, записываются в базу данных. Соответствующая информация отображается и на цифровой карте карьера на мониторе у диспетчера.

Для модуля ККД определены следующие режимы функционирования:

- режим анализа и контроля качества технологических дорог – нормальный режим;

- режим анализа качества технологических дорог без передачи информации на сервер системы «КАРЬЕР» (автономный режим);

- режим, в котором модуль отключен.

Необходимость разделения режимов функционирования модуля объясняется тем, что при передаче от мобильного объекта данных о качестве технологических дорог существенно возрастает объем передаваемой информации, что является негативным фактором при использовании низкоскоростных систем связи (например, УКВ и т.д.). Поэтому рекомендуется либо использовать данный режим в ограниченном временном интервале, либо использовать режим без передачи информации на сервер системы «КАРЬЕР». При использовании УКВ – радиосвязи возможно считывание информации с бортового компьютера мобильного объекта (для этого необходимо подключить ноутбук через RS 232-интерфейс). Это позволит снизить нагрузку на беспроводной канал передачи информации.

Рис. 2 Отображение некачественных дорог на цифровой карте

В автономном режиме работы модуля ККД также предусмотрена работа через ИП-01 – интеллектуальную панель горно-транспортного средства, которая также разработана специалистами «ВИСТ Групп» для визуализации состояния основных узлов транспортных средств, параметров его эксплуатации, хода выполнения плана работ за смену, а также обмена регламентированными сообщениями с диспетчерским центром.

Работа модуля ККД через ИП-01 предусматривает вывод отчетов о состоянии дорог на интеллектуальную TouchScreen панель мобильного объекта, где водитель или любой другой сотрудник предприятия может во время движения в реальном режиме времени оценивать состояние транспортного средства и информацию, отражающую качество технологических дорог, на которых работал данный автосамосвал за смену.

Если на предприятии в качестве системы передачи данных используются цифровые широкополосные системы (такие как, например, Mesh, Wi-Fi), то увеличение трафика в связи с работой модуля ККД является для функционирования системы связи несущественным. В этом случае весь анализ качества технологических дорог может осуществляться в диспетчерском центре предприятия или на любом другом пользовательском месте, где установлено программное обеспечение для доступа и анализа данных системы «КАРЬЕР».

При анализе первичных данных от нескольких автосамосвалов, работающих на одном маршруте, на уровне базы данных системы «КАРЬЕР» происходит усреднение результатов. Тем самым достигается высокая точность определения места дефектов дорожного полотна. Усредненная информация о некачественной дороге графически отображается на цифровой карте карьера. На рис. 2 показан пример отображения некачественной дороги на цифровой карте карьера на мониторе диспетчера: выделенные цветом участки указывают на «некачественную дорогу».

Помимо графического отображения информации о качестве дорог система позволяет также формировать различные аналитические отчеты, среди которых можно выделить:

1. Отчет по маршрутам, в котором информация группируется по типам нарушений качества технологических дорог, числовую и/или категорийную оценку качества маршрутов и др. Так, например, приведенная на рис. 3 диаграмма показывает, что самым распространенным нарушением на предприятии является яма или камни, на которые наезжает мобильный объект в процессе движения. Данный дефект качества технологических дорог легко устраним.

2. Сравнение расстояния дороги с нарушениями и без, что характеризует долю качественных технологических дорог.

3. Отчет по потенциальному выигрышу при устранении нарушений на технологических дорогах. Предоставляется отчет о возможном выигрыше во времени, потраченном на данном маршруте, выигрыш времени за смену, а также анализ потенциально неперевезенной породы

4. Линейная диаграмма по маршруту с указанием проблемных участков.

Рис. 3 Доли типов плохих дорог за рейс

Следить за состоянием дорожного полотна посредством визуального контроля практически невозможно, так как общая протяженность технологических дорог в карьерах составляет десятки километров. Использование модуля ККД позволяет не только эффективно решать данную задачу, но и существенно повысить эффективность работы машин. Как показали испытания, при поддержании надлежащего качества технологических дорог только время рейсов автосамосвалов сокращается примерно на 12%.

Расчет производительности, выполненный для автосамосвала грузоподъемностью 120 тонн, показал, что при обеспечении надлежащего качества технологических дорог возможный рост эффективности работы машины может составлять от 5% до 12%. Помимо этого предприятие получает значительную экономию топлива, увеличение срока службы колес/шин и других узлов машины. Ко всему сказанному выше стоит добавить, что применение модуля ККД способствует существенному росту безопасности персонала, эксплуатирующего дорожную технику.

Все это позволяет сделать вывод о том, что модуль контроля качества технологических дорог – это один из наиболее эффективных инструментов повышения производительности работы как каждого самосвала в отдельности, так и предприятия в целом.

Журнал "Горная Промышленность" №3 2009, стр.24