山东某矿智能辅助运输系统应用实践

杜中庆，孙宗东

（兖矿能源集团股份有限公司济宁三号煤矿，山东 济宁 273500）

引言

山东某矿辅助运输系统采用KJ742型机车调度管理系统对井下机车进行定位跟踪、交通指挥，实现了井下机车运输信、集、闭有序调度和地面监控、后台辅助管理功能。该系统功能不全，无法精准定位、实时测速、车距报警、闯红灯、超速等违章行为自动抓拍。

随着社会科技的发展，无轨辅助运输在国内煤矿生产中得到广泛的应用。但在胶轮车调度指挥管理中，采用传统的运输“信、集、闭”系统已无法满足胶轮车安全高效的调度管理[1-3]。采用精确定位等技术，建成集管理、调度、指挥、监控、通信、预警等一体的辅助运输智能信息化管理系统，能够实时监测判断车辆距离信号灯的位置信息，在此基础上采用智能计算控制井下信号灯显示状态，对井下巷道路段进行自动分配使用权，指挥井下车辆有序运行，消除运输安全隐患，可实现胶轮车安全高效的调度指挥[4-5]。

1 系统设计（见图1）

图1 系统结构示意图

1）系统的核心是利用一套系统软件能够实时掌握井下无轨胶轮车的数量、位置信息以及运行情况，使得地面管理员及时地对所有人员和无轨胶轮车进行合理、统一、高效的管理和调度。

2）在“一张图”内既能够显示车辆的位置信息、行车安全信息提醒、井下基站状态信息、井下红绿灯与声光报警器数据信息等数据信息，还能够对这些设备进行在线管控。

2 系统功能

2.1 车辆定位功能及实时测速功能

井下胶轮车采用精准定位，井上软件和车载终端屏幕均可显示车辆的数量、分布情况、运行轨迹和车辆的实时速度信息，若车辆超速，井上软件和车载终端均动态显示、提示报警，实现位置实时监视、远程调度。

2.2 信号集控、闭锁功能

井下行车信号实现自动控制以及区间闭锁功能，对井下车辆进行红绿灯的智能引导，避免出现车辆侧撞、顶头、追尾等安全事故。信号机采用三色单面高亮度LED发光管点阵组成，用于指示车辆运行。系统采用抢占式优先的系统调度计算，当系统调度时，将每两个错车点之间的巷道视为一个调度路段，为了完成系统的调度任务，每个调度路段需要2个信号指示灯，调度过程如图2所示。

图2 车辆信号集控、闭锁原理图

如图2-1所示，两个避车硐室之间没有车辆时，路段口的两个信号指示灯为绿灯状态，当1号车辆行驶至1号信号灯处为绿灯通行状态，1号车辆驶入；

如图2-2所示，当1号车辆行驶至巷道1号定位读卡器处，系统检测到车辆进入，立即将2号信号灯置为红灯状态，表示巷道1号读卡器端有来车，此时2号车辆行驶至路段口时，看到信号等为红灯状态，进入避车硐室等待；

如图2-3所示，当1号车辆行驶至2号定位读卡器时，系统检测到车辆已行驶至2号路段口，路段内已无其他车辆，这时，系统将1号信号灯和2号信号灯置为绿灯状态；

如图2-4所示，2号车辆进入路段，当2号车辆行驶至路段口的2号定位读卡器，系统检车车辆已进入，并立即置1号信号灯状态为红灯，表示已有来车进入。

2.3 车辆调度功能

针对井下运输现场实际，结合巷道条件、车辆位置、车辆类型、优先等级、区间闭塞、错车避让等多因素，进行作业安全区域调度规划、车辆位置跟踪与移动闭塞联锁关系设计，实现自主信号智能车辆调度。

2.4 车辆的乘人规范标准化功能

车载终端自动识别驾驶员与乘车人员信息，井上调度台可实时看到该车辆的乘车人数和各乘车人员的信息。若出现人员超载、非法乘车，井上调度台和车载终端均提示报警。

2.5 视频监控功能

车载终端接摄像头，摄像头拍摄的画面可实时在车载终端屏幕上显示。画面可通过WIFI通道上传至井上视频服务器。

2.6 违章记录功能

系统对井下车辆闯红灯、超速等违章行为自动抓拍，自动记录该次违章事件的车辆卡号、时间并将记录上传至地面中心站进行存储以备查询。

2.7 报警功能

机车运行具有接近人员、设备防撞预警和疲劳驾驶、超速预警功能。

2.8 地面调度中心

地面调度中心可实时调取井下某台车载终端的某一视频画面，也可将车载终端的视频画面同时调出显示如图3所示。

图3 车载视频监控示意图

2.9 通话功能

井下车载终端提供语音通话功能，可通过触控屏的拨号键拨打其他车载终端，也可一键拨号井上调度中心。车载终端支持自动接听，驾驶员在驾车过程中无需手动接听。

2.10 信息管理功能

井上后台软件支持车辆的全生命周期管理驾和驶员档案信息管理，从车辆购入、领用、绑定关联人、维护、保养、转借、转移、盘点，一直到报废等过程进行实时跟踪。

3 运行效果

1）井下行车信号实现集中控制，实现人工和闭锁功能，实现对信号机的智能控制，所有区间闭锁信号机均可由地面调度监控室远程设定开关，以便异常条件下为特殊车辆设定直达畅通线路，避免出现无轨胶轮车侧撞、顶头、追尾。

2）井下巷道实现机车UWB精准定位，同时实现胶轮车运行速度的实时测量及运行轨迹。

3）系统对井下车辆闯红灯、超速等违章行为自动抓拍，自动记录该次违章事件的车辆卡号、时间并将记录上传至地面中心站进行存储以备查询。

4 结语

运用UWB技术具备的在封闭空间精准定位能力，通过煤矿井下胶轮车的信号控制、位置跟踪、到站提醒、实时速度监测及候车人员监测的需求，建设集管理、调度、指挥、监控、通信、预警等一体的辅助运输智能信息化管理系统，可有效解决无轨胶轮车运输安全管理难题，提高无轨胶轮车安全运行的信息化管理水平，杜绝车辆无序运行现象，降低车辆运输成本，提高运输效率，智能运输系统为胶轮车安全运行提供保障，有效提高煤矿井下行车安全和高效运行的能力。