基于5G技术的铁水运输智慧管控系统设计与应用_李佳状.pdf
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1、2023 年第 3 期宝钢技术基于 5G 技术的铁水运输智慧管控系统设计与应用李佳状,郑军平(武汉钢铁有限公司运输部,湖北 武汉430080)摘要:基于 5G、视觉识别、大数据等技术,从自动化、智慧化、可视化的角度出发,夯实铁水生产运输自动化基础,整合铁钢界面全流程、全要素信息,研究铁水智能分配、高炉智能配罐、机车智能调度、路径智能规划、进路自动排列、道口无人化智能控制等模型,设计铁水运输智慧管控系统,促进“3D”岗位削减及操作室集中,提高铁水物流周转效率,降低铁水温降,实现降本增效。关键词:5G;铁水运输;智慧管控中图分类号:TP391 9文献标志码:B文章编号:10080716(2023)
2、03005905doi:10 3969/j issn 10080716 2023 03 011Design and application of intelligent management and control system formolten iron transportation based on 5G technologyLI Jiazhuang and ZHENG Junping(Transportation Department,Wuhan Iron Steel Co,Ltd,Wuhan 430080,Hubei,China)Abstract:Based on the techn
3、ologies such as 5G,visual recognition,and big data,from the viewof automation,intelligence and visualization,we aim to consolidate the automation foundation ofmolten iron production and transportation;integrate the entire process and element information of theiron and steel interface;research on the
4、 models such as intelligent distribution of molten iron,intelligent blast furnace tank allocation,intelligent locomotive dispatching,intelligent path planning,automatic route arrangement,and unmanned intelligent control of crossings;design an intelligentmanagement and control system for molten iron
5、transportation;promote the reduction of“3D”positions and the concentration of operating rooms,improve the turnover efficiency of molten ironlogistics,reduce the temperature drop of molten iron,and achieve cost reduction and efficiencyimprovementKey words:5G;molten iron transportation;intelligent man
6、agement and control李佳状工程师1982 年生2007 年毕业于西安理工大学现从事运输物流工作电话13554342328E-mailE80603 baosteel com钢铁企业铁钢界面是钢铁制造长流程中炼铁和炼钢工序的衔接过程,主要包括高炉出铁、铁水运输、钢厂倒铁等环节。铁水温降是铁钢界面重要工艺参数,与总图布局、工序控制水平、物流组织效率、设备设施等多因素密切相关。1现状及问题分析目前,铁水运输基础自动化与过程自动化支撑不足,无法准确识别跟踪铁水罐运行轨迹及作业实绩,高炉受铁、钢厂倒空等人工反馈信息与现场实际脱钩,信息流与实物流不一致;铁水生产运输相关业务管理与信息系统协
7、同不足,影响作业操作及时高效性、信息数据统一准确性;铁水分配模式交叉多变,没有固化,铁钢生产处于不平衡状态。上述问题导致铁水温降过大,造成热能浪费,95宝钢技术2023 年第 3 期增加生产成本,且影响后续炼钢工艺。因此,研究建立铁水运输智慧管控系统,对于提高铁水物流周转效率、降低过程温降、实现降本增效具有重要意义。2铁水运输智慧管控系统总体设计思路“自动化”原则,采用视觉识别等技术自动跟踪采集铁水罐、机车在关键位置的运输实绩信息,保障铁水调度作业基础数据准确性、及时性。“智慧化”原则,整合炼铁端、运输端、炼钢端全流程数据及调度计划、运输时序、铁水载体空间位置等多维度信息,运用大数据分析、智能
8、决策算法,构建智慧化模型,实现铁水智能分配、运输智能调度、铁路道口自动控制、信号进路自动排列。“可视化”原则,利用 5G 网络1 大带宽、低时延特性,建立边缘数据2 与管控平台之间的大容量、高速率、低时延通信通道,实现铁水生产运输全流程、全要素信息集中实时展示。3铁水运输智慧管控系统主要内容3 1系统架构铁水运输智慧管控系统3 架构见图 1 所示。图 1铁水运输智慧管控系统架构图Fig 1Architecture of intelligent management andcontrol system for molten iron transportation3 2系统组成及主要功能3 2 1
9、运输端视觉智能识别跟踪子系统结合铁水生产运输现场高温、高粉尘等工况,采用耐高温、耐腐蚀、不易反光材质,制作双层镂空钢板二维码标签。表面镂空板为浅色,背景板为深色,形成较强对比度,具备容错视觉识别功能。在铁水罐、机车合适位置进行安装,每个图案的二维码标签与所安装铁水罐一一对应,在系统中形成对照联锁关系,如图 2 所示。图 2二维码标签示意图Fig 2Schematic diagram of the Q code label在高炉出铁口、钢厂倒罐站、铁路干线咽喉等关键位置设置安装视觉智能识别设备。当机车、铁水罐通过某一视觉智能识别设备时,该设备针对二维码标签4 图像进行采集,经算法解码与边缘计算5
10、 后,输出识别信息,同时通过 5G 网络实时反馈至铁水运输智能调度子系统,实现铁水运输作业环节数据全流程自动化、精准化采集,如图 3 所示。3 2 2炼铁端和炼钢端状态采集子系统炼铁端、炼钢端状态采集子系统通过信息交互等方式,获取高炉、钢厂铁水生产相关状态基础数据。通过视觉识别技术及接入外部系统数据,实现高炉炉下铁水罐受铁过程、炼钢倒罐站倒铁过程的实时跟踪,以及铁水罐空、重状态的自动转换。3 2 3机车车载终端子系统机车车载终端子系统主要由机车融合定位、5G MEC 专网6、车载 HMI 操控终端(运输作业指令、道口视频上车)等模块组成。机车融合定位模块集成多传感器信息输入,并采用卡尔曼滤波算
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