[发明专利]计算机化矿井生产系统

说明书

本发明主要涉及一种用于跟踪预定地区内移动物体的方法和装置。本发明具有用于跟踪矿井生产场所处的移动机器的位置、运动和相关活动的特定用途，虽然预期其他用途，但将结合所述用途描述本发明。

数个厂商先前已经设计并使用了计算机化矿井生产系统。这些厂商包括Modular Mining System、Caterpillar、Wenco和Tritronics。虽然这些系统中的一些系统具有与本发明相似的目的，但先前使用的系统架构（architecture）明显不同。最初，这些系统应用20世纪80年代早期可用的计算机和无线网络技术开发。那时，便携微处理器局限于大约8K到32K的可用RAM存储器、8K到32K的ROM存储器并具有大约1MHz的处理速度。那时，无线网络技术应用窄带UHF或VHF通信，其将峰值数据率限制到大约1200到9600比特/秒。如今，廉价的移动微处理器方便地提供数百兆字节的RAM、千兆字节的闪存存储器，并以1GHz和更高的速度工作。同样地，无线网络技术已发展为可提供11到54兆字节/秒的峰值数据传输速度。总之，微处理器速度和网络带宽二者提供早期开采系统的设计中所使用技术的至少1000倍的能力。

早期开采系统的设计中使用的计算机技术的有限能力要求这样一种设计，在该设计中，大部分处理由单一中央计算机执行。移动设备是主要传输按钮操纵和显示文本消息的简单接口（interface），或者非常简单的图形接口。现有技术系统具有单一集中数据库，集中控制逻辑，以及通常为移动装备提供最小数据存取能力。由于移动装备不能直接访问数据库，因此，移动软件通常利用短消息调用的RPC（远程过程调用）与集中业务逻辑通信。

由于现有矿井控制系统将全部数据和算法设置在中央计算机上，所以这些系统必须在遍及整个生产区域中提供接近100%的网络可用性。虽然利用窄带UHF和VHF技术这是可能的，但诸如802.11的新的无线网络技术常有网络覆盖不到的盲区（shadow area）。利用集中系统设计，移动用户不能在网络覆盖不到的区域中操作。由于当计算机网络不可用时系统设计不能操作，从而覆盖和通信问题常困扰这样的装置安装。此外，用于诸如摄影机、雷达或高精度GPS的装备监控的现代技术需要逻辑车载装备（logic on-board the equipment）。由于无线带宽限制，这样的设备集成在仅具有装备的集中控制的系统中是不实际的。

数个厂商已经设计和配置了监控和控制开采操作中的货车的矿井生产系统。这些系统中许多系统还为装载装备而执行货车的自动任务和/或分配。现有系统使它们的分配策略基于存储在中央数据库中的预定分派，或者基于确定对于每个生产路线（path）上的货车的最佳流速的数学模型。这样的分配策略模型相当严格，期望所有装备同样执行，同时承受相同的负载并且移动步伐一致。虽然这样的分配策略在理论上能够很好实现，但实际操作没有理想的好。

因此，工业中存在一迄今未解决的需求，以解决前述缺陷和不足。

本发明的实施方式提供跟踪位于一场所的移动装备的系统和方法。简言之，在架构方面，系统的一个实施方式尤其可如下实施。该系统包括中央计算机单元，其包括计算机可用介质，该计算机可用介质具有设置在其中的计算机可读程序代码，并具有通过第一逻辑单元控制的第一数据库。至少一个移动计算机单元与移动装备连接。每个移动计算机单元具有由第二逻辑单元控制的第二数据库。至少一个无线通信设备能在所述第一逻辑单元和第二逻辑单元之间进行通信，其中移动计算机单元可独立于第一逻辑单元工作。

本发明还可认为提供用于跟踪位于一场所的移动装备的方法。在此方面，这样一种方法的一个实施方式尤其可通过以下步骤大致概述：利用连接至该移动装备的移动计算机单元跟踪关于该移动装备的状态的信息；把关于该移动装备的状态的信息存储在连接到该移动装备的该移动计算机单元上；以及将关于该移动装备的状态的信息从连接到该移动装备的该移动计算机单元传送到中央计算机单元。

在研究以下附图和详细说明后，本发明的其他系统、方法、特征和优点将变得显而易见。全部这些另外的系统、方法、特征和优点意在包括在该说明书内，在本发明的范围内，并通过所附的权利要求受到保护。

参照以下附图将更好地理解本发明的许多方面。附图中的元件不必按比例绘制，而是重点放在清楚地说明本发明的原理。而且，在附图中，类似的附图标记表示整个数个视图中的相应的部分。

图1是根据本发明的第一示例性实施方式的矿井生产系统的第一示意表示图。

图2是根据本发明的第一示例性实施方式的矿井生产系统的第二示意表示图。