矿井胶轮车运输监控无线通信论文

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1运输监控系统结构

针对煤矿井下巷道的布置类型，系统设计采用树型网络结构，以双绞线作为总线媒介来传输网络信息。工业控制计算机作为上位机，控制分站作为下位机，网络采用简单可靠的主从应答访问方式，信息控制简单，差错控制能力强，可实现网中任一结点到另一结点的信息传送，支持信息传送的广播功能。

1．1机车定位功能设计

系统在井下各个巷道交叉口安装控制分站，一方面负责与调度中心监控主机的实时通讯，另一方面负责与移动目标进行信息交互，传达主控指令，采集信号源，识别胶轮车类型、车号，同时在每辆胶轮车安装配备有唯一代码的识别卡，识别卡将车辆号码、车辆类型等识别号经过扩频调制后，用无线电方式发送，供控制分站接收。当车辆进入控制分站监控区域后，由收讯机设备构成的机车运行状态传感器收集到机车运行信息，经过监控分站处理后，通过通讯网络、通讯站、光缆，传送至地面调度中心监控主机，监控界面实时显示井下车辆的数量、车辆分布情况，系统可自动记录井下车辆的活动轨迹等信息。

1．2自动交通指示功能设计

监控主机根据预编的调度计划，发出控制信息，经光缆、通讯站、通讯网络至控制分站，由控制分站控制信号灯显示出红、绿或黄灯信号，指挥机车的运行，实现对机车通、停管制。系统在控制时要求每个巷段(区段)内只允许有一辆车运行，巷段两边各有一组闭锁信号。以某一巷段(巷段2)为例说明达到该要求的设备布置与控制原则。首先需判断巷段2内是否有车，如前方道口信号灯为红色，表示巷段内有车，需巷段外避让等待;若前方道口信号灯为绿色，表示巷段内无车，则可继续行驶。当车辆驶入巷段2内，此时巷段两端的信号灯切换为红色，表示其它车辆不得进入巷段2，当车辆驶出巷段2，此时巷段两端的信号灯切换为绿色，表示其它车辆可以驶入巷段2。

1．3系统主要功能

1)调度、显示功能:可监视井下所有胶轮车运行状况及设备工作状态，根据需要实现自动或半自动调度。

2)闭锁功能:根据交通指示功能设计可实现区间闭锁、敌对进路闭锁、信号灯闭锁功能。

3)柔性调度功能:根据巷道的宽度、坡度、长度等信息可自动选择不同的调度方式与调度路径，使在保证安全的前提下，达到运输效率最大化。

4)无线定位、车速测定功能:系统可以定位胶轮车的位置、测定平均行驶速度以及运行轨迹。

5)交通诱导功能:通过信号及显示调度指令信息，便于指挥车辆通行。

6)记录重演功能:系统对运行、操作情况的进行数据记录，可事后进行重演回放。

7)组态功能:在系统现场设备发生扩充、删减等情况下，维护人员能方便地建立新的信号联锁及调度关系。

8)管理与数据共享功能:管理计算机自动统计胶轮车的下井统计报表并实现资源网上共享。

9)诊断功能:对系统和设备故障具有自诊断功能。

2无线通信系统

为满足矿井胶轮车运输生产调度指挥及移动作业人员的信息传递，保障作业指令的即时下达与执行情况反馈、强化运输调度、确保井下运输作业安全、提高运输效率、及时处理井下意外情况，矿井无轨胶轮车无线通信系统，按网络布局设计要求，在井上调度室设置系统基站，基站由一部基地台、一部天线共用器、一台稳压电源构成，地面架设天线覆盖一定范围的地面作业区域;使用无线电缆至井下，沿水平巷道铺设至通信信号所需覆盖的地方，使处于巷道中的移动手机可以收到这个信号，同时移动手机发出的无线电波也经同一路径反向传输给基地台，从而实现基地台与移动手机之间、移动手机与移动手机之间的双向无线通信。所有的无轨胶轮车均采用无线通信系统方式通讯，每辆车司机配备矿用本质安全型手机一部，由矿调度室统一指挥、统一调配。手机选用多功能汉显手持，集直通、调度、选呼、打铃等四种工作模式为一体。系统平时设置在直通工作模式，信息传递快捷、明了，其键盘采用独特的九键盘设计，点击准确，便于井下环境使用。手机除在网内通信外，还可设置网外信道，必要时进行脱网对讲通信。调度台能实现与信道内移动用户通信的快捷通讯，具有绝对优先指挥通话权;移动用户可设置脱网对讲波道，便于近距离工作联系。

3应用效果

本系统将现代计算机控制、现场总线、无线通信等技术用于矿井无轨胶轮车车位检测、信号控制、调度管理等功能，目前已在伊犁新矿煤业公司安装运行，监控分站及通讯网络已覆盖全矿井地面、缓坡斜井、辅助运输巷、各水平运输石门等全部行车路线。通过现场实际应用证明，该系统运行稳定可靠，大大降低了车辆等候信号的时间，解决了煤矿井下交通堵塞问题，提高了运输效率，有效地降低了矿井胶轮车运输事故率，保证其有序、高效、安全地运行。

作者：周广宇 刘桓君 单位：伊犁新矿煤业有限责任公司 烟台恒道企业管理咨询有限公司