范寶貴 黃富存 幸奠軍

（兗礦集團(tuán)楊村煤礦 山東 濟(jì)寧 272118）

0 引言

楊村煤礦于1989 年6 月建成投產(chǎn)， 原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬(wàn)噸/年。 1995 年經(jīng)山東省煤管局批準(zhǔn)，進(jìn)行了技術(shù)改造，成為一座厚薄煤層配采的現(xiàn)代化大型礦井， 核定生產(chǎn)能力115萬(wàn)噸/年。隨著礦井開采時(shí)間的延長(zhǎng)，開拓巷道的不斷延伸，使其運(yùn)輸線路較長(zhǎng)，南翼巷道長(zhǎng)度4600 米，東翼長(zhǎng)度3400 米，北翼長(zhǎng)度1500 米。 原有的信集閉在軌道上安裝車位傳感器，這些傳感器均為點(diǎn)式傳感方式定位機(jī)車位置， 定位誤差較大、定位不準(zhǔn)確，傳統(tǒng)調(diào)度車輛方式主要掌握機(jī)車運(yùn)行位置，其運(yùn)行位置通過(guò)傳感器傳送信號(hào)， 其與實(shí)際有很大的差距，只能估計(jì)各機(jī)車在運(yùn)行中的大概位置，而對(duì)機(jī)車在巷道運(yùn)輸環(huán)境和場(chǎng)景還是監(jiān)控盲區(qū)。2010 年對(duì)原有的“信集閉”系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，該系統(tǒng)采用現(xiàn)代機(jī)車無(wú)線視覺定位技術(shù)，與傳統(tǒng)信集閉的區(qū)間閉塞信號(hào)、道岔集中控制相結(jié)合構(gòu)成可視化信集閉運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)。 該系統(tǒng)采用車載無(wú)線圖像傳送監(jiān)視裝置發(fā)射器（以下簡(jiǎn)稱無(wú)線發(fā)射器）替代了原有的傳感器來(lái)確定機(jī)車位置的形式，無(wú)線發(fā)射器將運(yùn)行位置場(chǎng)景以圖片的形式發(fā)射出去，這些圖片采用對(duì)比識(shí)別技術(shù)就可完成機(jī)車位置的準(zhǔn)確定位， 同時(shí)增加區(qū)間信號(hào)與岔道聯(lián)鎖的閉塞信號(hào)，就可保證機(jī)車運(yùn)輸安全。 采用現(xiàn)代無(wú)線視覺定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)靜態(tài)模擬調(diào)度圖而且具有機(jī)車運(yùn)行環(huán)境場(chǎng)景屏幕視頻。 改變傳統(tǒng)信集閉必須有傳感器反映機(jī)車位置的歷史，通過(guò)車載無(wú)線發(fā)射器，機(jī)車行進(jìn)中捕捉巷道場(chǎng)景圖像發(fā)射出去，分站接收到信息，經(jīng)識(shí)別后可確定出機(jī)車現(xiàn)行位置、方向、速度，其精確度遠(yuǎn)比傳統(tǒng)系統(tǒng)高。 不僅自動(dòng)追蹤精確度高而且實(shí)現(xiàn)信集閉的可視化，將機(jī)車運(yùn)輸周圍環(huán)境通過(guò)視頻實(shí)時(shí)動(dòng)畫顯示。

1 系統(tǒng)形式

根據(jù)機(jī)車調(diào)度的要求，采用基于無(wú)線視頻通信技術(shù)的信集閉系統(tǒng)。 該系統(tǒng)由機(jī)車圖像捕獲無(wú)線發(fā)射裝置、無(wú)線圖像接收裝置、隔爆監(jiān)視器、信號(hào)閉鎖裝置、工控硬盤錄像機(jī)、阻燃電纜、阻燃光纜等組成。

2 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

1）無(wú)線發(fā)射功率：+10～+20dBm

2）無(wú)線射頻頻率：2.4GHz

3）無(wú)線發(fā)射距離：500～1000m

4）攝像儀清晰度：優(yōu)于350TV

5）攝像儀灰度：優(yōu)于7 級(jí)

6）接收靈敏度：優(yōu)于-70dBm

7）光發(fā)射功率：-5～-15dBm

3 系統(tǒng)安裝

1）機(jī)車可視化結(jié)構(gòu)圖（圖1）

可視化井下車場(chǎng)機(jī)車追蹤監(jiān)控系統(tǒng)是由井下調(diào)度站控制臺(tái)、電纜、光纜、車場(chǎng)接收分站、車載無(wú)線發(fā)射器等幾部分組成。

2）設(shè)備布置圖（圖2）

3）車載移動(dòng)部分

機(jī)車無(wú)線視頻車載部分總體分為本安無(wú)線視頻發(fā)射器，車載電源。 車載結(jié)構(gòu)如圖3。

無(wú)線視頻發(fā)射器負(fù)責(zé)收集現(xiàn)場(chǎng)的工況信息，由接收機(jī)傳輸至分站，經(jīng)光纜。

圖1

圖2

圖3

機(jī)車運(yùn)行圖像經(jīng)過(guò)無(wú)線視頻傳輸系統(tǒng)，到達(dá)分站后經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)光纜傳輸至調(diào)度站內(nèi)，最終將信號(hào)存儲(chǔ)在工控錄像機(jī)內(nèi)，監(jiān)視器顯示。

4 保證系統(tǒng)穩(wěn)定性措施

1）在機(jī)車視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用過(guò)程中，經(jīng)常安排機(jī)電維修工對(duì)機(jī)車視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù)。 排查信號(hào)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的線路連接，處理線路接線的松弛現(xiàn)象。

2）由于無(wú)線信號(hào)發(fā)射機(jī)安裝在電機(jī)車上，在電機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中，顛簸震動(dòng)較大，容易發(fā)生發(fā)射裝置內(nèi)部電氣元件損壞、插件松動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度小、不穩(wěn)定等現(xiàn)象，采取了在發(fā)射機(jī)座上安裝減震橡膠彈墊和易松動(dòng)插件整體灌封技術(shù)，取得了良好的效果。

5 系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1）系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)車運(yùn)行線路的信號(hào)閉鎖和區(qū)間閉鎖功能， 當(dāng)有一輛機(jī)車通過(guò)任何一個(gè)區(qū)間或者咽喉運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)時(shí)，另一輛機(jī)車在沒(méi)有解除閉鎖時(shí)無(wú)法通過(guò)該地點(diǎn)，在信號(hào)機(jī)沒(méi)有解除閉鎖時(shí)，信號(hào)機(jī)會(huì)出現(xiàn)語(yǔ)音提示“信號(hào)閉塞，注意行車安全”， 該系統(tǒng)形成了一套很好的閉鎖功能， 杜絕了各類追尾、撞車等安全事故，能確保機(jī)車的安全運(yùn)行。

2）該系統(tǒng)視頻顯示器設(shè)在井下調(diào)度站，能夠?qū)崟r(shí)顯示井下大巷電機(jī)車的運(yùn)行區(qū)段、位置、機(jī)車車號(hào)、運(yùn)行方向，以便井下調(diào)度員清楚的了解電機(jī)車的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。 系統(tǒng)控制范圍大，視頻監(jiān)控的好處是機(jī)車只要有任何動(dòng)作，調(diào)度員通過(guò)視頻均可對(duì)屏幕中機(jī)車位置進(jìn)行確定，如現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故，可以通過(guò)視頻對(duì)事故情況發(fā)生過(guò)程可以給出明確的判斷根據(jù)，如闖紅燈事故，只要機(jī)車按信號(hào)運(yùn)行，閉塞信號(hào)機(jī)保障機(jī)車安全通過(guò)，計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控圖像中的信號(hào)機(jī)就遵照運(yùn)行規(guī)則，機(jī)車進(jìn)入閉區(qū)段一定是綠燈。否則就是違章行車。因此，只有機(jī)車申請(qǐng)進(jìn)路成功時(shí)信號(hào) （綠燈）才開放，信號(hào)確保線路車輛運(yùn)行安全。

3）在井下設(shè)有視頻接收器的控制范圍內(nèi)， 能實(shí)現(xiàn)視頻追蹤功能，通過(guò)車載攝像儀，準(zhǔn)確掌握各個(gè)的機(jī)車位置信息，運(yùn)行方向，運(yùn)行快慢，畫面實(shí)時(shí)顯示，便于調(diào)度站調(diào)度機(jī)車，原有的信集閉控制一條運(yùn)輸線路信號(hào)，通過(guò)改造后能最大限度的協(xié)調(diào)機(jī)車運(yùn)輸，更好的利用機(jī)車工時(shí)的效率。

4）該系統(tǒng)與原有的信集閉系統(tǒng)比較，不會(huì)因傳感發(fā)生故障，引發(fā)系統(tǒng)癱瘓或半癱瘓，運(yùn)行狀態(tài)更可靠，屬免維護(hù)型，原有的系統(tǒng)維修難度大，出現(xiàn)故障頻繁。 該系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能，能有效防止井下的電纜磁場(chǎng)和架線火花對(duì)各類信號(hào)的干擾，并具有良好的防潮、防水、防塵性能。

6 應(yīng)用效果

在該系統(tǒng)升級(jí)改造完后，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，杜絕了各類運(yùn)輸事故的發(fā)生，由于楊村煤礦井下大巷屬于單線運(yùn)輸，通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及信號(hào)閉鎖等功能， 更好的協(xié)調(diào)電機(jī)車的運(yùn)行，提高了電機(jī)車每班的利用效率，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。