试论新型井下轨道运输智能交通信集闭系统

【摘 要】针对煤矿路线复杂、调度困难等问题，提出采用新型井下轨道运输智能交通信集闭系统。事实表明，该系统稳定可靠，保证了矿井安全，使运输效率得到很大的提高。获得了良好的经济效益和社会效益。

【关键词】矿井；轨道运输；智能交通；信集团系统；设计

系统设计原理

本系统中采用了智能交通理念，引入了智能控制理论，因此具有较高的控制能力，使信处理能力和控制的可靠性提高了很多。本系统采用无线射频技术，构建移动运输设备比如说矿车车皮、车场机车以及矿车车盘等的非接触远距离信息自动识别系统。可以有机的结合矿井机车和车皮属性识别、位置跟踪、停车计时、货物统计以及运输统计这些功能。实现数据网络共享和对运输车辆的实时网络追踪管理种类、状态、车型、内容和所在区域等。提高运输管理水平，有效的缓解咽喉的堵塞，从而有效的提高矿车调度的效率。优化了调度表。轨道车辆全部都可控与可视。通过构建调度三级网络这种虚拟现实技术可实现在地面主控室安全监控和自动调度井下大巷和车场的机车运输等，在调度室内就可以观察到井下的交通情况。通过引入冗余概念，使闭锁功能确保系统信号能顺利的贯彻开路的三原则。

系统设计

1.系统总体设计方案

本系统采用的结构是现场总线网络式结构。设备集中处安装有智能监控分站，全部的智能监控分站以及识别分站都是由一根通讯电缆连接而成；为了节省控制和电源电缆，可采用干线或就地供电的方法进行系统供电，这就避免了集中供电。维护系统的优点在于各个监控分站之间互补干扰，维护起来十分简单，即使其中一个监控分站瘫痪也不对其他智能监控分站的正常运行造成影响。现场监控分站通常是运用网络通信总控制器来传送数据的，采用的是RS—485现场总线通信，通过电缆将数据向地面调度主机传送。

2.信号机设计

信号机所有的设计都满足本质安全要求，它采用的显示模式是编码器控制显示模式，显示的信号状态为高亮发光块。信号机的电源是由本安电源箱提供的，它的工作原理是：系统在对信号机发送显示信号命令之前，先要根据机车的位置状态恶化路段的占用情况来确定信号的类型。信号机接收到显示命令后，如果接收到的编码连续三次都是相同的，则会显示出红色或绿色的信号，否则就保持原来的状态。信号机也会向智能监控分站告知自身的显示状态，以一定的频率将自身的显示模式回送给智能监控分站。智能监控分站可以通过这种检测方式来判断其当前的现实状态是否和系统要求一致，每隔90s，智能监控分站会将信号重新发送一次，否则会自动恢复系统显示模式停用的状态，以保证信号的安全。

3.智能控制分站设计

通讯站可以通过网络电缆这个平台来访问井下智能监控分站，并整理打包好所收集到的好的检测信息，同时向智能监控分站下发控制指令。智能监控分站需要检测管辖范围内的各种检测设备，比如说转辙机和信号机的回测信息，收信机车累计请求信息等，并下达控制信号灯和转辙机的控制命令。处理过程是：分站接口卡接收到计轴器传递来的信息以后，将信息传送给主控卡的CUP，CUP会将机车信息计算出来后再上机位通讯站汇报；分站一方面要按上机命令发送点灯模式，另外为了判断这个模式和命令模式是否一致，还要对信号机的回测频率不断的进行检测。发现异常就立即将报警信号传达给上机位。先以编码形式将定位或反位命令不间断的发送给驱动模块和转辙机，在此期间还要不断的对转辙机的回测信号进行检测。天线将信号传送给收信机后，收信机将这些信号转换为编码信号向智能监控分站传给，智能监控分站再将接收到的编码信号转换为固定代码，上传给上位机。

4.转辙机设计

根据煤矿的实际需求可以将转辙机设计成这几种控制方式：本机控制、计算机控制、位置闭锁以及手摇转换。

5.井下收发信机设计

系统运行时，安装在机车驾驶室内的发信机会以长波振幅键调制后用无线电的方式将各种编码信息发送出去，收信机就可以顺利的接收到信息。天线通常都被安装在车顶棚的中间，供电采用机车逆变器输出的24V电源；发信机发送2位车类编码、2位引导位，6位机号编码，1位中止码，2位备用码和3位运行请求码，总共16位二进制编码。编码以1:1或是1:3的间隔来进行发送。上述信息中的运行请求有发车请求、左行、右行等信息码。车类信息码有煤车、人车、料车以及其他车等。大巷各检测点的天线接收到这些信息之后，会通过收信机将这些信息向智能监控分站传送，上位机监控系统内接收到智能监控分站通过网路传送的信息之后，系统就能将车类、车号这些信息实时的显示出来，并按照运行请求来控制相关的设备。

电子标签及其识别分站设计

电子标签及其识别分站的作用是实时监视调度主机和管理调配车辆，它可以对对一个水平多个巷道的车辆进行监测，并定位跟踪它们所处的位置。系统中包括一定数量的识别分站和有源电子标签。电子标签有着和识别分站相配的发射功率，发无线通信模块采用功率10mw，433MHz频段。

系统理论与调度算法

不同情况，不同类型的车辆，其调度问题的算法也会有所区别。所谓的车辆调度问题，是指在装载点和卸载点上制定合适的行车路线，使车辆不仅能安然有序的从这些点通过，还能实现某些目标，另外为了解决信集闭系统中进路联锁表的自动生成问题，笔者从结合随机机车路径中的规律，从图论的观点提出了解决措施。首先可以分析研究据进路间的各种复杂交叉的关系，为生成进路联锁表提供一定的依据。再从图论的观点来了解系统中的进路，得到系统的进路图。得到了这些之后为了得到生成进路锁表的算法，可以用矩形进行计算。计算机程序会以以数据模块的形式存储系统自动生成的进路联锁进。给定一组输入后，可利用这个进路联锁表将相应的输出值查出。矿井机车运输监控系统只有在设定好任务以后才能调度指挥机车的运行。尽管联锁运算的条件相同，但还是要根据所设计的矿井运输轨道图来确定具体的条件数量和情况。参考文献

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