一、系统架构
露天煤矿土石方剥离方量智能化监测系统，采用B/S结构，操作系统使用Linux操作系统，支持PC端、安卓App端、IOS端APP,系统技术框架应采用SOA软件架构，同时支持MySQL数据库以及目前主流数据库，具有清晰合理的技术架构规划，满足资源层、系统层、表示层等的技术分层要求。
服务器部署通过采购阿里云服务器，全都部署在云服务器上,使用阿里云物联网平台、负载均衡服务、云服务、分布式存储、数据缓存服务，其中数据缓存每个项目对应一个库实例、数据库也是每个项目对应一个库实例，Web服务集群：部署多个实例集群，每个项目通过子域名访问，对应一个或多个实例，写入数据服务，每个项目对应一个或多个实例。
监测硬件采用北斗先进的GNSS高精度定位技术，集成北斗实时动态定位技术，压实传感器和温度传感器技术，高精度测量技术辅助测量，挖掘机安装传感器和液压控制阀等装置，实时对铲刀位置姿态进行三维自动控制等硬件技术等。
二、系统组成
露天矿土石方量剥离智能监测系统，包括车载应用、监控平台、移动APP三部分组成，车载应用监测和引导机械施工，提高工作效率，监控平台是信息化综合展示平台，数据统一展示分析和预警，移动APP是移动化管理平台。
三、功能结构
系统功能结构包括六大模块：监控信息大屏、剥离管理、运输管理、排土管理、剥离量管理，安全生产管理等模块，实时直观的展示当前矿区的生产作业情况，提升监管水平，防患于未然。
1.综合监控大屏
综合监控大屏展示重要数据信息，展示的内容依据需求可进行实时调整，展示的内容包括煤矿统计、产能情况、生成数据、近七日数据变化、安全管理、天气预报、进度管理、剥离计算、从业人员信息图标和展示等。土石方剥离智能化监测大屏：根据剥（采）-运-排，各环节过程管理，形成一套露天矿土石方剥离的软硬件设备集成管理系统，可视化、智能化的直观显示现场施工进度和场景，提升了施工的安全性。
2.剥离过程管理
对挖掘机加装高精度北斗定位系统，并在车身和大臂、小臂、挖斗等部位加装倾角传感器，可以自动采集挖掘机的铲斗实时高精度三维位置信息，引导操作手精确开挖边坡施工。对剥离作业面高精度三维坐标、进度、工作时长等信息进行自动实时监控，对于位置异常、停留等待时间过长等情况进行及时预警。实现覆盖在矿石表面的土、石等非矿物质去除的过程管理，按照设计规划剥离方法和规划，实现数字化统计剥离面积、剥离深度、剥离速度，管理人员需要对剥离过程进行实时监测和调整，确保剥离的质量和效率，为加强剥离作业期间各人员设备之间配合，加强作业人员及设备操作人员安全意识。
挖机数据
预警预测
3.运输过程管理
对剥离土方运输车加装北斗定位系统，对车辆进行实时定位，并对车辆行驶轨迹、是否到达排土场进行实时追踪，对于偏航、未在指定时间到达指定地点等情况进行及时预警、及时纠偏。记录行车视频，出现安全事故便于追溯。
车辆轨迹：通过GIS地图直接点击查看车辆模型，通过时间检索查询车辆轨迹，并对车辆轨迹进行播放
车辆定位（车辆状态离线/在线，车辆总数，在线/离线总数）
4.排土过程管理
对排土机械推土机安装高精度卫星定位系统、倾角等传感器，实时显示和记录推土机作业的高精度三维坐标、设计作业水平、方位、俯仰角、速度、航向等精确数据，引导机手进行排土场平整施工和机道施工。可以将推土机的设备型号进行记录、显示和存储，以及推土机的位置信息与施工过程数据，并且可以将这些信息通过网络方式上传至管理中心； 矿山开采过程中会产生大量废弃物和土石方，排土是指将这些废弃物和土石方从矿山中运输出去的过程。排土过程管理主要包括排土路线规划、运输设备选择、土方开挖和运输的协调等。管理人员需要对排土过程进行实时监测和调整，确保排土的安全和效率。
推土施工
预警预测
5.剥离量的管理
通过建立露天矿剥离数字化监控平台，对三维监控图以及二维数字监控图对比分析、联合互动，对数据整合分析及判断，实现对每台施工机械设备的工作运行轨迹和状态指标信息进行有效监控管理。使管理者可以实时监控各施工作业面的剥离量和施工质量情况、实时纠偏、交互管控，及时发现矿山开采过程中的问题并及时处理，全面提升矿山剥离工程质量，提高管理水平。可以将开采面设计数据文件导入到软件系统中，系统可以将设计数据文件以三维数据的形式展现在显控终端上，并且可以实时的显示铲刀的三维空间位置与铲刀到施工设计面的位置高差，引导施工人员进行施工，为加强剥离作业期间各人员设备之间配合，加强作业人员及设备操作人员安全意识，保证安全生产特制定本作业规程。
数据计算
6.安全生产管理
智慧矿山安全管理的监测和预警主要包括以下几个方面，监测矿山的地质结构和地形变化，预警矿山的地质灾害，如地震、滑坡、山体崩塌等。监测矿山的气象环境，预警气象灾害，如暴雨、雪灾、高温等。监测矿山内部和周围环境的气体浓度、温度、湿度等参数，预警火灾、爆炸等危险事件。监测矿山的机械设备的运行状态，预警设备故障或潜在故障，如轴承损坏、电气故障等。监测矿山的人员活动轨迹，预警人员的异常行为或活动，如进入禁区、越界等。通过安装监控设备，监控车辆的形式状态和工作状态，确保司机是否疲劳驾驶，工作效率和监督司机，保障公司运输产品的合法质量。
救援预警：以该设备为中心，半径R米（R的范围从1~30可调）的范围内，形成防撞报警区