山東某礦智能輔助運輸系統應用實踐

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采用KJ742型機車調度管理系統對井下機車進行定位跟蹤、交通指揮，實現了井下機車運輸信、集、閉有序調度和地面監控、后臺輔助管理功能。該系統功能不全，無法精準定位、實時測速、車距報警、闖紅燈、超速等違章行為自動抓拍。

隨著社會科技的發展，無軌輔助運輸在國內煤礦生產中得到廣泛的應用。但在膠輪車調度指揮管理中，采用傳統的運輸“信、集、閉”系統已無法滿足膠輪車安全高效的調度管理[1-3]。采用精確定位等技術，建成集管理、調度、指揮、監控、通信、預警等一體的輔助運輸智能信息化管理系統，能夠實時監測判斷車輛距離信號燈的位置信息，在此基礎上采用智能計算控制井下信號燈顯示狀態，對井下巷道路段進行自動分配使用權，指揮井下車輛有序運行，消除運輸安全隱患，可實現膠輪車安全高效的調度指揮[4-5]。

1 系統設計（見圖1）

圖1 系統結構示意圖

1）系統的核心是利用一套系統軟件能夠實時掌握井下無軌膠輪車的數量、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行合理、統一、高效的管理和調度。

2）在“一張圖”內既能夠顯示車輛的位置信息、行車安全信息提醒、井下基站狀態信息、井下紅綠燈與聲光報警器數據信息等數據信息，還能夠對這些設備進行在線管控。

2 系統功能

2.1 車輛定位功能及實時測速功能

井下膠輪車采用精準定位，井上軟件和車載終端屏幕均可顯示車輛的數量、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顯示、提示報警，實現位置實時監視、遠程調度。

2.2 信號集控、閉鎖功能

井下行車信號實現自動控制以及區間閉鎖功能，對井下車輛進行紅綠燈的智能引導，避免出現車輛側撞、頂頭、追尾等安全事故。信號機采用三色單面高亮度LED發光管點陣組成，用于指示車輛運行。系統采用搶占式優先的系統調度計算，當系統調度時，將每兩個錯車點之間的巷道視為一個調度路段，為了完成系統的調度任務，每個調度路段需要2個信號指示燈，調度過程如圖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，當1號車輛行駛至1號信號燈處為綠燈通行狀態，1號車輛駛入；

如圖2-2所示，當1號車輛行駛至巷道1號定位讀卡器處，系統檢測到車輛進入，立即將2號信號燈置為紅燈狀態，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，進入避車硐室等待；

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

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

2.3 車輛調度功能

針對井下運輸現場實際，結合巷道條件、車輛位置、車輛類型、優先等級、區間閉塞、錯車避讓等多因素，進行作業安全區域調度規劃、車輛位置跟蹤與移動閉塞聯鎖關系設計，實現自主信號智能車輛調度。

2.4 車輛的乘人規范標準化功能

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

2.5 視頻監控功能

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器。

2.6 違章記錄功能

系統對井下車輛闖紅燈、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行存儲以備查詢。

2.7 報警功能

機車運行具有接近人員、設備防撞預警和疲勞駕駛、超速預警功能。

2.8 地面調度中心

地面調度中心可實時調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出顯示如圖3所示。

圖3 車載視頻監控示意圖

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、領用、綁定關聯人、維護、保養、轉借、轉移、盤點，一直到報廢等過程進行實時跟蹤。

3 運行效果

1）井下行車信號實現集中控制，實現人工和閉鎖功能，實現對信號機的智能控制，所有區間閉鎖信號機均可由地面調度監控室遠程設定開關，以便異常條件下為特殊車輛設定直達暢通線路，避免出現無軌膠輪車側撞、頂頭、追尾。

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

3）系統對井下車輛闖紅燈、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行存儲以備查詢。

4 結語

運用UWB技術具備的在封閉空間精準定位能力，通過煤礦井下膠輪車的信號控制、位置跟蹤、到站提醒、實時速度監測及候車人員監測的需求，建設集管理、調度、指揮、監控、通信、預警等一體的輔助運輸智能信息化管理系統，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象，降低車輛運輸成本，提高運輸效率，智能運輸系統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。