矿井运输调度系统的设计与应用

2020-08-21郑启明

机械管理开发 2020年8期

郑启明

（山西煤销集团金塬达煤业有限公司，山西临汾 041000）

引言

在我国的能源中煤炭占据着十分重要的地位，矿井内部所配置的运输调度系统对其生产的安全性有着极其关键的作用。与煤炭地面运输形式相比，井下运输大多以轨道为主。金塬达煤业有限公司通过与通信、机械及控制等多个方面的技术相结合来设计合理有效的运输调度系统，确保煤矿生产具备较高的稳定性及安全性[1]。

1 系统硬件设计

运输调度系统所包含的系统主要有信息传输、轨道岔道控制、语音播报等。矿井信息传输系统的构成主要有骨干、支线及无线等传输网络。骨干传输网络所应用的为光纤网格形式，其所处部位在井中的主巷之内；支线传输网络的功能主要是促使传输网内的智能终端及轨道岔道控制设备与骨干传输网络建立起有效连接。基于传输节点的远近，通过应用光纤或电缆的形式来进行连接，为了精确地辨别及读取系统内的运输车辆，在运输调度系统内部创建了无线通信网络[2]。

1.1 机车定位设计

该定位系统所应用的技术为RFID技术，将其相关的标签设置在井下轨道岔道的进出口，并将相应的读卡装置安装在机车之上，当矿井下运输系统在经过所设置的标签时，其读卡装置可以读取RFID标签的各个信息，从而精确辨别出车辆所处的位置。

1.2 井下轨道岔道控制

在运输调度系统中，对其轨道岔道进行有效控制是最关键的节点，为运输车辆选择最佳的输送路线，其实质就在于对轨道岔道进行有效地控制，详见图1。本文借助PLC技术来设计岔道控制系统。对于不同的轨道岔道控制装置可以利用485线路来完成联通，岔道控制器通过应用光纤或通信网线来实现与光纤传输节点的连接。对于光纤光瑞交换机而言，其大多应用多模光纤环网的形式来与工控装置形成连接。在对运输调度系统进行设计的过程中，工控装置可以对轨道岔道装置进行自动化控制，也可以由运输司机对其进行手动控制，通过应用这两种控制系统可以极大地增强运输系统的可靠性及灵活性[3]。

图1 岔道控制装置示意图

1.3 语音通信传输设计

在该运输调度系统中，通过设计合理的语音传输系统，可以确保运输司机、输送司机及调度员之间保持顺畅的通信，同时该系统也是矿井信息交流、工作状况反馈的关键通道，本文所设计出的语音通信传输如图2所示。

图2 语音通讯传输示意图

系统内存在两种语音传输形式，一是应用智能终端中的IP电话，二是利用无线传输网络上的IP电话，以实现通讯功能，增强矿井工作人员、运输司机及调度人员之间的信息传输。运输司机与输送司机之间可以利用通信网络服务器来完成通讯[4]。

2 系统软件设计

2.1 智能算法

对调度系统而言，智能化的算法是确保其安全运输的核心之一，在调度矿井中的运输作业时，该智能化的算法可以依据运输的起始地及目的地来合理规划出车辆运输的后续路线。在本次设计调度系统的过程中，采用一次排列运行、逐段开发运输路线、逐渐解锁运输轨道的方式。

1）逐段开放。在车辆运行的各个线路中分别设定编号不同的定位装置，在车辆行驶的过程中可以有效鉴别出定位器的位置，并利用传输网络将鉴别出的位置结果传输至地面工控机中，工控机可以依据事先设定好的路线来判断车辆位置，并判断运输线路中是否存在车辆，如果运输轨道尚未解锁或者前方存在运输车辆，则该轨道不会向运输车辆开放；如果前方轨道已经解锁，则需指引车辆沿着轨道运行[5]。

2）逐段解锁。当运输车辆进入到系统内的某个线路之后，工控装置则需要明确其路线，查询车辆定位装置，判断线路是否已经解锁，如果线路尚未解锁，则需要对其进行解锁操作，确保车辆可以顺利运行；如果线路已经解锁，则工控机不需要进行处理[6]。另外，在对运输线路进行解锁之前，首先需要明确车辆的运输路线。

2.2 语音通信系统

在设计该系统的时候，通过应用语音通信系统，可以使运输司机、输送司机与调度人员之间建立起有效的通讯，为了达到该目的，系统设计过程中所运用的VSession不仅要具有通信功能，而且要具备功能完善、操作简单等优势。当矿井运输司机需要与调度人员进行通讯时，首先需要清除判断通讯终点目标的在线状态，如果在线，调度人员在下达指令之后，系统将会启动语音通报，运输司机在应答之后，就建立起有效的通讯[7]。当系统服务器接收到司机所发出的语音申请之后，将会对司机通讯的在线状态进行判断，如果在线，调度系统内部的服务器将会下达相应的通讯指令，司机在应答之后，就建立起有效的语音通话[8]。