礦井運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

鄭啟明

（山西煤銷集團(tuán)金塬達(dá)煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041000）

引言

在我國的能源中煤炭占據(jù)著十分重要的地位，礦井內(nèi)部所配置的運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)對其生產(chǎn)的安全性有著極其關(guān)鍵的作用。與煤炭地面運(yùn)輸形式相比，井下運(yùn)輸大多以軌道為主。金塬達(dá)煤業(yè)有限公司通過與通信、機(jī)械及控制等多個(gè)方面的技術(shù)相結(jié)合來設(shè)計(jì)合理有效的運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)，確保煤礦生產(chǎn)具備較高的穩(wěn)定性及安全性[1]。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)所包含的系統(tǒng)主要有信息傳輸、軌道岔道控制、語音播報(bào)等。礦井信息傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成主要有骨干、支線及無線等傳輸網(wǎng)絡(luò)。骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)用的為光纖網(wǎng)格形式，其所處部位在井中的主巷之內(nèi)；支線傳輸網(wǎng)絡(luò)的功能主要是促使傳輸網(wǎng)內(nèi)的智能終端及軌道岔道控制設(shè)備與骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)建立起有效連接。基于傳輸節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)近，通過應(yīng)用光纖或電纜的形式來進(jìn)行連接，為了精確地辨別及讀取系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)輸車輛，在運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部創(chuàng)建了無線通信網(wǎng)絡(luò)[2]。

1.1 機(jī)車定位設(shè)計(jì)

該定位系統(tǒng)所應(yīng)用的技術(shù)為RFID技術(shù)，將其相關(guān)的標(biāo)簽設(shè)置在井下軌道岔道的進(jìn)出口，并將相應(yīng)的讀卡裝置安裝在機(jī)車之上，當(dāng)?shù)V井下運(yùn)輸系統(tǒng)在經(jīng)過所設(shè)置的標(biāo)簽時(shí)，其讀卡裝置可以讀取RFID標(biāo)簽的各個(gè)信息，從而精確辨別出車輛所處的位置。

1.2 井下軌道岔道控制

在運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)中，對其軌道岔道進(jìn)行有效控制是最關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，為運(yùn)輸車輛選擇最佳的輸送路線，其實(shí)質(zhì)就在于對軌道岔道進(jìn)行有效地控制，詳見圖1。本文借助PLC技術(shù)來設(shè)計(jì)岔道控制系統(tǒng)。對于不同的軌道岔道控制裝置可以利用485線路來完成聯(lián)通，岔道控制器通過應(yīng)用光纖或通信網(wǎng)線來實(shí)現(xiàn)與光纖傳輸節(jié)點(diǎn)的連接。對于光纖光瑞交換機(jī)而言，其大多應(yīng)用多模光纖環(huán)網(wǎng)的形式來與工控裝置形成連接。在對運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，工控裝置可以對軌道岔道裝置進(jìn)行自動化控制，也可以由運(yùn)輸司機(jī)對其進(jìn)行手動控制，通過應(yīng)用這兩種控制系統(tǒng)可以極大地增強(qiáng)運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性及靈活性[3]。

圖1 岔道控制裝置示意圖

1.3 語音通信傳輸設(shè)計(jì)

在該運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)中，通過設(shè)計(jì)合理的語音傳輸系統(tǒng)，可以確保運(yùn)輸司機(jī)、輸送司機(jī)及調(diào)度員之間保持順暢的通信，同時(shí)該系統(tǒng)也是礦井信息交流、工作狀況反饋的關(guān)鍵通道，本文所設(shè)計(jì)出的語音通信傳輸如圖2所示。

圖2 語音通訊傳輸示意圖

系統(tǒng)內(nèi)存在兩種語音傳輸形式，一是應(yīng)用智能終端中的IP電話，二是利用無線傳輸網(wǎng)絡(luò)上的IP電話，以實(shí)現(xiàn)通訊功能，增強(qiáng)礦井工作人員、運(yùn)輸司機(jī)及調(diào)度人員之間的信息傳輸。運(yùn)輸司機(jī)與輸送司機(jī)之間可以利用通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來完成通訊[4]。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 智能算法

對調(diào)度系統(tǒng)而言，智能化的算法是確保其安全運(yùn)輸?shù)暮诵闹唬谡{(diào)度礦井中的運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，該智能化的算法可以依據(jù)運(yùn)輸?shù)钠鹗嫉丶澳康牡貋砗侠硪?guī)劃出車輛運(yùn)輸?shù)暮罄m(xù)路線。在本次設(shè)計(jì)調(diào)度系統(tǒng)的過程中，采用一次排列運(yùn)行、逐段開發(fā)運(yùn)輸路線、逐漸解鎖運(yùn)輸軌道的方式。

1）逐段開放。在車輛運(yùn)行的各個(gè)線路中分別設(shè)定編號不同的定位裝置，在車輛行駛的過程中可以有效鑒別出定位器的位置，并利用傳輸網(wǎng)絡(luò)將鑒別出的位置結(jié)果傳輸至地面工控機(jī)中，工控機(jī)可以依據(jù)事先設(shè)定好的路線來判斷車輛位置，并判斷運(yùn)輸線路中是否存在車輛，如果運(yùn)輸軌道尚未解鎖或者前方存在運(yùn)輸車輛，則該軌道不會向運(yùn)輸車輛開放；如果前方軌道已經(jīng)解鎖，則需指引車輛沿著軌道運(yùn)行[5]。

2）逐段解鎖。當(dāng)運(yùn)輸車輛進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)的某個(gè)線路之后，工控裝置則需要明確其路線，查詢車輛定位裝置，判斷線路是否已經(jīng)解鎖，如果線路尚未解鎖，則需要對其進(jìn)行解鎖操作，確保車輛可以順利運(yùn)行；如果線路已經(jīng)解鎖，則工控機(jī)不需要進(jìn)行處理[6]。另外，在對運(yùn)輸線路進(jìn)行解鎖之前，首先需要明確車輛的運(yùn)輸路線。

2.2 語音通信系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的時(shí)候，通過應(yīng)用語音通信系統(tǒng)，可以使運(yùn)輸司機(jī)、輸送司機(jī)與調(diào)度人員之間建立起有效的通訊，為了達(dá)到該目的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中所運(yùn)用的VSession不僅要具有通信功能，而且要具備功能完善、操作簡單等優(yōu)勢。當(dāng)?shù)V井運(yùn)輸司機(jī)需要與調(diào)度人員進(jìn)行通訊時(shí)，首先需要清除判斷通訊終點(diǎn)目標(biāo)的在線狀態(tài)，如果在線，調(diào)度人員在下達(dá)指令之后，系統(tǒng)將會啟動語音通報(bào)，運(yùn)輸司機(jī)在應(yīng)答之后，就建立起有效的通訊[7]。當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)器接收到司機(jī)所發(fā)出的語音申請之后，將會對司機(jī)通訊的在線狀態(tài)進(jìn)行判斷，如果在線，調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部的服務(wù)器將會下達(dá)相應(yīng)的通訊指令，司機(jī)在應(yīng)答之后，就建立起有效的語音通話[8]。

2.3 數(shù)字地圖

為了使調(diào)度人員及輸送司機(jī)更加明確地掌握車輛運(yùn)行的部位，在該調(diào)度系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)配置相應(yīng)的數(shù)字地圖，并利用C語言來編制其中的編程，將SQL Server作為數(shù)據(jù)庫，在開發(fā)該地圖之前，應(yīng)當(dāng)明確該地圖及礦井尺寸的比例，只有這樣才可以明確識別井下位置。

3 應(yīng)用效果

山西某礦井已成功應(yīng)用該系統(tǒng)，根據(jù)其應(yīng)用結(jié)果可知，運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以對車輛運(yùn)行的部位進(jìn)行準(zhǔn)確判別及實(shí)現(xiàn)語音通話，同時(shí)本文所設(shè)計(jì)的上位機(jī)控制軟件具有較多的優(yōu)勢，如操作較為簡單、界面較為友好等，可以使礦井中的運(yùn)輸及調(diào)度需求得以滿足，具備較強(qiáng)的實(shí)用性。