杜中慶，孫宗東

（兗礦能源集團股份有限公司濟寧三號煤礦，山東 濟寧 273500）

引言

山東某礦輔助運輸系統(tǒng)采用KJ742型機車調(diào)度管理系統(tǒng)對井下機車進(jìn)行定位跟蹤、交通指揮，實現(xiàn)了井下機車運輸信、集、閉有序調(diào)度和地面監(jiān)控、后臺輔助管理功能。該系統(tǒng)功能不全，無法精準(zhǔn)定位、實時測速、車距報警、闖紅燈、超速等違章行為自動抓拍。

隨著社會科技的發(fā)展，無軌輔助運輸在國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。但在膠輪車調(diào)度指揮管理中，采用傳統(tǒng)的運輸“信、集、閉”系統(tǒng)已無法滿足膠輪車安全高效的調(diào)度管理[1-3]。采用精確定位等技術(shù)，建成集管理、調(diào)度、指揮、監(jiān)控、通信、預(yù)警等一體的輔助運輸智能信息化管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測判斷車輛距離信號燈的位置信息，在此基礎(chǔ)上采用智能計算控制井下信號燈顯示狀態(tài)，對井下巷道路段進(jìn)行自動分配使用權(quán)，指揮井下車輛有序運行，消除運輸安全隱患，可實現(xiàn)膠輪車安全高效的調(diào)度指揮[4-5]。

1 系統(tǒng)設(shè)計（見圖1）

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1）系統(tǒng)的核心是利用一套系統(tǒng)軟件能夠?qū)崟r掌握井下無軌膠輪車的數(shù)量、位置信息以及運行情況，使得地面管理員及時地對所有人員和無軌膠輪車進(jìn)行合理、統(tǒng)一、高效的管理和調(diào)度。

2）在“一張圖”內(nèi)既能夠顯示車輛的位置信息、行車安全信息提醒、井下基站狀態(tài)信息、井下紅綠燈與聲光報警器數(shù)據(jù)信息等數(shù)據(jù)信息，還能夠?qū)@些設(shè)備進(jìn)行在線管控。

2 系統(tǒng)功能

2.1 車輛定位功能及實時測速功能

井下膠輪車采用精準(zhǔn)定位，井上軟件和車載終端屏幕均可顯示車輛的數(shù)量、分布情況、運行軌跡和車輛的實時速度信息，若車輛超速，井上軟件和車載終端均動態(tài)顯示、提示報警，實現(xiàn)位置實時監(jiān)視、遠(yuǎn)程調(diào)度。

2.2 信號集控、閉鎖功能

井下行車信號實現(xiàn)自動控制以及區(qū)間閉鎖功能，對井下車輛進(jìn)行紅綠燈的智能引導(dǎo)，避免出現(xiàn)車輛側(cè)撞、頂頭、追尾等安全事故。信號機采用三色單面高亮度LED發(fā)光管點陣組成，用于指示車輛運行。系統(tǒng)采用搶占式優(yōu)先的系統(tǒng)調(diào)度計算，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度時，將每兩個錯車點之間的巷道視為一個調(diào)度路段，為了完成系統(tǒng)的調(diào)度任務(wù)，每個調(diào)度路段需要2個信號指示燈，調(diào)度過程如圖2所示。

圖2 車輛信號集控、閉鎖原理圖

如圖2-1所示，兩個避車硐室之間沒有車輛時，路段口的兩個信號指示燈為綠燈狀態(tài)，當(dāng)1號車輛行駛至1號信號燈處為綠燈通行狀態(tài)，1號車輛駛?cè)耄?/p>

如圖2-2所示，當(dāng)1號車輛行駛至巷道1號定位讀卡器處，系統(tǒng)檢測到車輛進(jìn)入，立即將2號信號燈置為紅燈狀態(tài)，表示巷道1號讀卡器端有來車，此時2號車輛行駛至路段口時，看到信號等為紅燈狀態(tài)，進(jìn)入避車硐室等待；

如圖2-3所示，當(dāng)1號車輛行駛至2號定位讀卡器時，系統(tǒng)檢測到車輛已行駛至2號路段口，路段內(nèi)已無其他車輛，這時，系統(tǒng)將1號信號燈和2號信號燈置為綠燈狀態(tài)；

如圖2-4所示，2號車輛進(jìn)入路段，當(dāng)2號車輛行駛至路段口的2號定位讀卡器，系統(tǒng)檢車車輛已進(jìn)入，并立即置1號信號燈狀態(tài)為紅燈，表示已有來車進(jìn)入。

2.3 車輛調(diào)度功能

針對井下運輸現(xiàn)場實際，結(jié)合巷道條件、車輛位置、車輛類型、優(yōu)先等級、區(qū)間閉塞、錯車避讓等多因素，進(jìn)行作業(yè)安全區(qū)域調(diào)度規(guī)劃、車輛位置跟蹤與移動閉塞聯(lián)鎖關(guān)系設(shè)計，實現(xiàn)自主信號智能車輛調(diào)度。

2.4 車輛的乘人規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化功能

車載終端自動識別駕駛員與乘車人員信息，井上調(diào)度臺可實時看到該車輛的乘車人數(shù)和各乘車人員的信息。若出現(xiàn)人員超載、非法乘車，井上調(diào)度臺和車載終端均提示報警。

2.5 視頻監(jiān)控功能

車載終端接攝像頭，攝像頭拍攝的畫面可實時在車載終端屏幕上顯示。畫面可通過WIFI通道上傳至井上視頻服務(wù)器。

2.6 違章記錄功能

系統(tǒng)對井下車輛闖紅燈、超速等違章行為自動抓拍，自動記錄該次違章事件的車輛卡號、時間并將記錄上傳至地面中心站進(jìn)行存儲以備查詢。

2.7 報警功能

機車運行具有接近人員、設(shè)備防撞預(yù)警和疲勞駕駛、超速預(yù)警功能。

2.8 地面調(diào)度中心

地面調(diào)度中心可實時調(diào)取井下某臺車載終端的某一視頻畫面，也可將車載終端的視頻畫面同時調(diào)出顯示如圖3所示。

圖3 車載視頻監(jiān)控示意圖

2.9 通話功能

井下車載終端提供語音通話功能，可通過觸控屏的撥號鍵撥打其他車載終端，也可一鍵撥號井上調(diào)度中心。車載終端支持自動接聽，駕駛員在駕車過程中無需手動接聽。

2.10 信息管理功能

井上后臺軟件支持車輛的全生命周期管理駕和駛員檔案信息管理，從車輛購入、領(lǐng)用、綁定關(guān)聯(lián)人、維護、保養(yǎng)、轉(zhuǎn)借、轉(zhuǎn)移、盤點，一直到報廢等過程進(jìn)行實時跟蹤。

3 運行效果

1）井下行車信號實現(xiàn)集中控制，實現(xiàn)人工和閉鎖功能，實現(xiàn)對信號機的智能控制，所有區(qū)間閉鎖信號機均可由地面調(diào)度監(jiān)控室遠(yuǎn)程設(shè)定開關(guān)，以便異常條件下為特殊車輛設(shè)定直達(dá)暢通線路，避免出現(xiàn)無軌膠輪車側(cè)撞、頂頭、追尾。

2）井下巷道實現(xiàn)機車UWB精準(zhǔn)定位，同時實現(xiàn)膠輪車運行速度的實時測量及運行軌跡。

3）系統(tǒng)對井下車輛闖紅燈、超速等違章行為自動抓拍，自動記錄該次違章事件的車輛卡號、時間并將記錄上傳至地面中心站進(jìn)行存儲以備查詢。

4 結(jié)語

運用UWB技術(shù)具備的在封閉空間精準(zhǔn)定位能力，通過煤礦井下膠輪車的信號控制、位置跟蹤、到站提醒、實時速度監(jiān)測及候車人員監(jiān)測的需求，建設(shè)集管理、調(diào)度、指揮、監(jiān)控、通信、預(yù)警等一體的輔助運輸智能信息化管理系統(tǒng)，可有效解決無軌膠輪車運輸安全管理難題，提高無軌膠輪車安全運行的信息化管理水平，杜絕車輛無序運行現(xiàn)象，降低車輛運輸成本，提高運輸效率，智能運輸系統(tǒng)為膠輪車安全運行提供保障，有效提高煤礦井下行車安全和高效運行的能力。