摘要：提出一種全新的基于無(wú)線視頻技術(shù)的礦井機(jī)車監(jiān)控與管理系統(tǒng)；該無(wú)線視頻技術(shù)具有高通訊速率、較強(qiáng)的抗于擾能力、保密性強(qiáng)、遠(yuǎn)距離和高速移動(dòng)物體識(shí)別等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得它能夠適應(yīng)井下復(fù)雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境。利用光纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省電纜，減少了線路安裝和維護(hù)工作量。全程的實(shí)時(shí)監(jiān)管，提高了井下機(jī)車運(yùn)輸管理效率，方便機(jī)車調(diào)度。

關(guān)鍵詞：無(wú)線視頻；機(jī)車監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-01

一、引言

礦井機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)在我國(guó)已應(yīng)用多年，該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目的是為了保障輔助運(yùn)輸?shù)陌踩岣邫C(jī)車的運(yùn)行效率，但多年的實(shí)踐表明：普遍使用的機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)并沒(méi)有能達(dá)成預(yù)期目的，傳感器的高故障率，系統(tǒng)運(yùn)行方式的不合理等因素制約了信集閉這一模式的發(fā)展，針對(duì)這種狀況，本文提出了一種全新的基于移動(dòng)視頻的機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)解決目前信集閉存在的不足。

山東某該礦安裝該系統(tǒng)，整個(gè)大巷長(zhǎng)約4000米，有井底車場(chǎng)、三橫人車場(chǎng)、一采四號(hào)皮、1309串車場(chǎng)、七采人車場(chǎng)幾個(gè)重要車場(chǎng)組成，車場(chǎng)之間采用單軌連接，單軌區(qū)間要求設(shè)置信號(hào)閉鎖系統(tǒng)。井底車場(chǎng)主要功能是根據(jù)采區(qū)需要車皮的數(shù)量，及時(shí)發(fā)送空列車和料車及人車，同時(shí)及時(shí)接收來(lái)自采區(qū)的矸石列車，回收設(shè)備車輛及人車，并將矸石車解體后，送進(jìn)副井提升至地面。

二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用三級(jí)管理結(jié)構(gòu)，由井上和井下兩個(gè)部分組成：井上運(yùn)搬隊(duì)調(diào)度站安裝一臺(tái)上位管理計(jì)算機(jī)；井下部分為主從分站結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主站和若干分站組成的三級(jí)管理模式。

系統(tǒng)也分為移動(dòng)設(shè)備與固定設(shè)備兩部分：調(diào)度站及分站構(gòu)成固定設(shè)備，移動(dòng)設(shè)備為電機(jī)車上的本安無(wú)線視頻攝像儀，跟隨電機(jī)車移動(dòng)。

分站分別設(shè)在大巷內(nèi)四個(gè)不同位置，每個(gè)分站負(fù)責(zé)接收傳感器、道岔到位信號(hào)、無(wú)線視頻接收機(jī)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)，同時(shí)輸出主站根據(jù)邏輯電路傳來(lái)的控制信息。主站與分站之間通過(guò)光纜連接。

地面設(shè)上位機(jī)管理系統(tǒng)，由工控機(jī)、液晶顯示器組成。工控機(jī)顯示井下模擬顯示屏上所有機(jī)車信息，可存儲(chǔ)數(shù)月機(jī)車任何時(shí)刻運(yùn)行狀態(tài)，并可隨時(shí)調(diào)用，為機(jī)車運(yùn)行管理提供極大方便。

（一）無(wú)線視頻通信系統(tǒng)布置

無(wú)線視頻通信系統(tǒng)發(fā)射器安裝在電機(jī)車上，接收機(jī)吊掛在巷道內(nèi)的相應(yīng)位置。經(jīng)過(guò)測(cè)試：在-450大巷內(nèi)，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間能夠正常傳輸視距1000米?？紤]到光纜接入點(diǎn)的位置和機(jī)車的運(yùn)行規(guī)律，按照如下方法放置接收機(jī)：大巷共有三段直巷道，井底車場(chǎng)直巷道、三橫人車場(chǎng)直巷道、七采人車場(chǎng)直巷道，距離分別為500米，2000米，2000米。井底車場(chǎng)直巷道內(nèi)采用一個(gè)接收器能覆蓋巷道內(nèi)，后面兩個(gè)直巷道分別需要兩個(gè)方能覆蓋整個(gè)巷道。

三、機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)組成

（一）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，電源、車內(nèi)液晶顯示器。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，給調(diào)度人員提供第一手的機(jī)車實(shí)時(shí)運(yùn)行工況資料，方便機(jī)車調(diào)度。此外，未解決機(jī)車運(yùn)行具有方向性問(wèn)題，系統(tǒng)在機(jī)車上安裝兩臺(tái)攝像機(jī)，一臺(tái)無(wú)線視頻發(fā)射器，系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車的行車方向智能選擇攝像儀信號(hào)。

（二）分站接收部分

分站總體結(jié)構(gòu)為：無(wú)線視頻接收器、傳感器、信號(hào)燈、道岔、信號(hào)采集器、光電轉(zhuǎn)換器等組成：

無(wú)線接收器接收來(lái)自無(wú)線視頻發(fā)射器的微波信號(hào)，解調(diào)后還原為復(fù)合視頻信號(hào)，該信號(hào)是要傳輸至調(diào)度主站的視頻信號(hào)。道岔分為控制部分、顯示部分、信息采集部分。信息采集器可將輸入和輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與調(diào)度站實(shí)施交換信號(hào)。

四、無(wú)線視頻傳輸工作流程

上面已經(jīng)詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)設(shè)置，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。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試成功后，在國(guó)內(nèi)某礦井試驗(yàn)巷道視頻追蹤機(jī)車位置裝置，試驗(yàn)結(jié)果令人滿意。

五、系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

（一）機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)車在巷道運(yùn)行情況傳輸至調(diào)度站內(nèi)，對(duì)機(jī)車全程跟蹤，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，機(jī)車的位置信息，運(yùn)行方向，運(yùn)行快慢等信息調(diào)度員通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)一目了然。

（二）在車場(chǎng)之間的單軌區(qū)域內(nèi)如無(wú)任何信號(hào)閉鎖系統(tǒng)，機(jī)車極易發(fā)生碰頭等故障，在安裝了機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)車嚴(yán)格按照信號(hào)指示行車，信號(hào)機(jī)根據(jù)進(jìn)路申請(qǐng)、占用、解鎖邏輯關(guān)系顯示正確的信號(hào)，做到了機(jī)車行車的安全，機(jī)車若不按信號(hào)燈行駛，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，監(jiān)控畫(huà)面也將記錄現(xiàn)場(chǎng)信息，方便調(diào)閱查詢，做到了雙重保障。

（三）可根據(jù)監(jiān)控錄像調(diào)用機(jī)車出現(xiàn)的掉道，對(duì)撞，追尾等事故現(xiàn)場(chǎng)錄像，發(fā)生事故的車輛的車號(hào)及發(fā)生時(shí)間，分析判斷故障原因。

（四）系統(tǒng)設(shè)置了較少的傳感器，可靠性高，維護(hù)量小。

六、結(jié)束語(yǔ)

本研究開(kāi)發(fā)的2.4GHz無(wú)線視頻通信系統(tǒng)，基于此平臺(tái)完善了傳統(tǒng)的信集閉監(jiān)控系統(tǒng)，擴(kuò)展了機(jī)車監(jiān)控的范圍，系統(tǒng)還可以運(yùn)用視頻處理技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)車定位、機(jī)車運(yùn)行速度等重要參數(shù)，系統(tǒng)還有相當(dāng)大的擴(kuò)展空間，系統(tǒng)的可靠性還需要現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。

無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅能應(yīng)用于機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)，在井下還會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間，還可應(yīng)用于搶險(xiǎn)救援、采煤監(jiān)控、掘進(jìn)監(jiān)控等方向。

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