趙 翔

（華陽集團新景公司，山西 陽泉 045000）

引言

目前，煤礦企業(yè)運輸煤炭中最關(guān)鍵的機械設(shè)備為礦用電機車，由于持續(xù)增加的采煤量，同時也持續(xù)增加了電機車所具有的運載量，不僅使越來越多的礦用電機車被應(yīng)用到井下，而且車輛的使用次數(shù)也逐漸增多，同樣使運輸管理困難度也增大，并且有不少的安全事故發(fā)生在運輸期間，影響著煤礦對安全的管理與經(jīng)濟效益，對礦用電機車在運輸調(diào)度體系帶來一定的考驗。當使用礦用電機來進行運輸時，經(jīng)常會發(fā)生誤倒車、追尾碰撞、超速脫軌、闖紅燈等安全事故。其中產(chǎn)生超速脫軌與追尾碰撞的次數(shù)最多。上面這幾種安全事故的發(fā)生不但會損壞電機車，而且威脅到工作人員的人身安產(chǎn)生，對煤礦正常開采帶來很大的影響?；谥暗碾姍C車信集閉系統(tǒng)，對安全防護系統(tǒng)進行設(shè)計與優(yōu)化并深入展開分析。

1 優(yōu)化所設(shè)計的電機車安全防護系統(tǒng)的總體架構(gòu)

圖1為礦用頂級車安全防護優(yōu)化設(shè)計的總體架構(gòu)?；谥暗碾姍C車信集閉系統(tǒng)，把聲光報警裝置、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、射頻識別檢測、紅燈信號檢測、超聲波收發(fā)檢測、霍爾傳感器檢測進行了增設(shè)。按照所設(shè)計的詳細方案，報警、視頻監(jiān)控、防超速脫軌、防追尾碰撞、防誤倒車、防闖紅燈所有功能被工業(yè)以太網(wǎng)所融合，一直融合至之前的信集閉系統(tǒng)內(nèi)，然后在井下軌道中創(chuàng)建礦用電機車安全運輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)減少了安全事故的概率。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)可以讓車載監(jiān)控系統(tǒng)和井上監(jiān)控調(diào)度中心進行通信，而且創(chuàng)建的以太網(wǎng)可以把通信所具有的擴展性提高，這樣有利于信集閉系統(tǒng)有別的系統(tǒng)的接入。

2 實現(xiàn)和設(shè)計電機車安全防護系統(tǒng)功能

2.1 防闖紅燈功能

圖1 礦用電機車安全防護系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計總體架構(gòu)

在設(shè)計防闖紅燈功能時，當電機車運輸煤礦時，會遇到紅燈、綠燈，如果此時亮燈的是綠燈，那么電機車就會行駛與運輸；如果此時亮燈的是紅燈，那么電機車就會是停止狀態(tài)，若電機車由于特殊原因不能停止運行，那么就會觸發(fā)報警裝置并報警，而且，當處于報警裝置時，電機車就會由于控斷電而不能運行[1]。

若想實現(xiàn)這項功能，那么就要電機車車載系統(tǒng)、紅燈信號檢測器和之前的信集閉系統(tǒng)三者的配合。第一就是在設(shè)定電機車正常運行線路時，要由信集閉系統(tǒng)來實現(xiàn)，然后電機車在根據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的線路進行運行。在電機車從有紅綠燈的道口經(jīng)過時，檢測紅綠燈所處狀態(tài)的是紅燈信號檢測器，在完成檢測之后，電機車的車載系統(tǒng)會接收其檢測信號，其主控器在對其信號處理。若檢測信號是綠燈時，信號為低電平被主控制器所輸出來，此時的電機車能夠運行；若檢測信號是紅燈時，信號為高電平的被主控器所輸出來，電機車的制動和報警被本信號進行控制，能夠防止電機車發(fā)生闖紅燈。

2.2 防超速脫軌功能

在設(shè)計防超速脫軌功能時，根據(jù)相關(guān)要求:當電機車運輸煤礦時，由于較快的運輸速度，所以就會發(fā)生超速，車載監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)出報警信號，而且運行速度還會由控制調(diào)速器所下降，預(yù)防發(fā)生超速脫軌。

如果要想該功能得以實現(xiàn)，檢測電機車正常行駛的速度的是霍爾傳感器，把霍爾傳感器安裝至其車軸中，經(jīng)過車載控制器會把電機車行駛速度從車軸轉(zhuǎn)動的實際速度中逐漸轉(zhuǎn)化過來。在系統(tǒng)中對電機車行駛速度進行了范圍的限定，并以設(shè)定的速度范圍為基礎(chǔ)，來判定其運行的實際速度，在電機車運行的實際速度沒有在該范圍內(nèi)時，那么聲光報警裝置就會被觸發(fā)，而且還是被車載系統(tǒng)所觸發(fā)，那么電機車實際的行駛速度由于控制調(diào)速器而下降[2]。

2.3 防碰撞、防追尾功能

在設(shè)計防碰撞、防追尾功能時，所需要的有關(guān)需求：當電機車運輸煤炭時，若對系統(tǒng)進行檢測時，發(fā)現(xiàn)相鄰電機車與電機車彼此之間的距離比之前設(shè)定的距離要小時，那么報警裝置就會被觸發(fā)，并把信息上傳到監(jiān)控調(diào)度中心，而且把剎車減速命令發(fā)出來，保障電機車能夠安全的運行，預(yù)防發(fā)生碰撞與追尾。

如果要想該功能得以實現(xiàn)，那么需要使用的檢測技術(shù)就是射頻識別，該技術(shù)要把射頻通訊儀器進行安裝。使檢測電機車正常運行具有連續(xù)性得以實現(xiàn)。而且該技術(shù)能夠分析與判斷相鄰電機車與電機車彼此之間的距離，確保兩車彼此之間的運行的安全距離，使電機車能夠安全運行。

2.4 防誤倒車功能

在設(shè)計防誤倒車功能時，所需要的有關(guān)要求：當電機車正在倒車時，若障礙物距離電機車的距離在安全距離之上，那么報警裝置就會被觸發(fā)，然后監(jiān)控調(diào)度中心的人員就會被提示；若比安全距離小很多時，那么電機車會由于控制而運行停止。

如果要想該功能得以實現(xiàn)，那么就要由超聲波發(fā)生器來實現(xiàn)，電機車的左右兩側(cè)安裝著該裝置。在電機車所實施的操作是倒車時，就會啟動超聲波收發(fā)器，而且探頭所具有的探測功能就會被開啟，探測的方向是所有的方向，若有障礙物被發(fā)現(xiàn)時，障礙物距離電機車的距離就會顯示到顯示屏中，若大于安全距離而且是已經(jīng)進行設(shè)定的，則會觸發(fā)報警裝置，并對監(jiān)控調(diào)度中心進行提醒；若比安全距離要小很多，那么電機車就會由于控制而運行停止[3]。

3 應(yīng)用效果分析

基于電機車之前的信集閉系統(tǒng)，對安全防護系統(tǒng)的設(shè)計進行了優(yōu)化，并在礦井內(nèi)進行應(yīng)用，經(jīng)3個月的試運行時電機車發(fā)生超速運行、闖紅燈的次數(shù)減少。在對安全防護系統(tǒng)進行升級之后，前面和后面的電機車彼此之間所處的運行狀況可顯示到顯示屏中，使工作人員能夠隨時進行觀察，該系統(tǒng)若想判斷有沒有發(fā)生碰撞追尾等安全事故其依據(jù)的是車距離車的距離。當系統(tǒng)正在試運行時，大幅度降低了發(fā)生安全事故的次數(shù)，相比于沒有防護系統(tǒng)，下降了大概90%，這就說明，在對安全防護系統(tǒng)的設(shè)計進行優(yōu)化之后，已經(jīng)到達了預(yù)期的要求，不但提高了管理能力，還提高了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

礦用電機車在礦井運輸中易出現(xiàn)安全事故，如碰撞、追尾、誤倒車、超速脫軌、闖紅燈等，由于要避免發(fā)生上述幾種安全事故，基于電機車之前的信集閉系統(tǒng)，對安全防護系統(tǒng)進行了設(shè)計與優(yōu)化，而且該系統(tǒng)需要和以下技術(shù)相融合，包括射頻識別檢測、紅燈信號檢測、超聲波收發(fā)檢測、霍爾傳感器檢測等。經(jīng)實際應(yīng)用效果發(fā)現(xiàn)，在對安全防護系統(tǒng)進行升級之后，電機車發(fā)生安全事故的次數(shù)大幅度降低，使煤礦運輸更加可靠與安全。