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礦井膠輪車(chē)運(yùn)輸監(jiān)控?zé)o線通信論文
1運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
針對(duì)煤礦井下巷道的布置類(lèi)型，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以雙絞線作為總線媒介來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)信息。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，控制分站作為下位機(jī)，網(wǎng)絡(luò)采用簡(jiǎn)單可靠的主從應(yīng)答訪問(wèn)方式，信息控制簡(jiǎn)單，差錯(cuò)控制能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)中任一結(jié)點(diǎn)到另一結(jié)點(diǎn)的信息傳送，支持信息傳送的廣播功能。
1．1機(jī)車(chē)定位功能設(shè)計(jì)
系統(tǒng)在井下各個(gè)巷道交叉口安裝控制分站，一方面負(fù)責(zé)與調(diào)度中心監(jiān)控主機(jī)的實(shí)時(shí)通訊，另一方面負(fù)責(zé)與移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行信息交互，傳達(dá)主控指令，采集信號(hào)源，識(shí)別膠輪車(chē)類(lèi)型、車(chē)號(hào)，同時(shí)在每輛膠輪車(chē)安裝配備有唯一代碼的識(shí)別卡，識(shí)別卡將車(chē)輛號(hào)碼、車(chē)輛類(lèi)型等識(shí)別號(hào)經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻調(diào)制后，用無(wú)線電方式發(fā)送，供控制分站接收。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入控制分站監(jiān)控區(qū)域后，由收訊機(jī)設(shè)備構(gòu)成的機(jī)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)傳感器收集到機(jī)車(chē)運(yùn)行信息，經(jīng)過(guò)監(jiān)控分站處理后，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)、通訊站、光纜，傳送至地面調(diào)度中心監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控界面實(shí)時(shí)顯示井下車(chē)輛的數(shù)量、車(chē)輛分布情況，系統(tǒng)可自動(dòng)記錄井下車(chē)輛的活動(dòng)軌跡等信息。
1．2自動(dòng)交通指示功能設(shè)計(jì)
監(jiān)控主機(jī)根據(jù)預(yù)編的調(diào)度計(jì)劃，發(fā)出控制信息，經(jīng)光纜、通訊站、通訊網(wǎng)絡(luò)至控制分站，由控制分站控制信號(hào)燈顯示出紅、綠或黃燈信號(hào)，指揮機(jī)車(chē)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)通、停管制。系統(tǒng)在控制時(shí)要求每個(gè)巷段(區(qū)段)內(nèi)只允許有一輛車(chē)運(yùn)行，巷段兩邊各有一組閉鎖信號(hào)。以某一巷段(巷段2)為例說(shuō)明達(dá)到該要求的設(shè)備布置與控制原則。首先需判斷巷段2內(nèi)是否有車(chē)，如前方道口信號(hào)燈為紅色，表示巷段內(nèi)有車(chē)，需巷段外避讓等待;若前方道口信號(hào)燈為綠色，表示巷段內(nèi)無(wú)車(chē)，則可繼續(xù)行駛。當(dāng)車(chē)輛駛?cè)胂锒?內(nèi)，此時(shí)巷段兩端的信號(hào)燈切換為紅色，表示其它車(chē)輛不得進(jìn)入巷段2，當(dāng)車(chē)輛駛出巷段2，此時(shí)巷段兩端的信號(hào)燈切換為綠色，表示其它車(chē)輛可以駛?cè)胂锒?。
1．3系統(tǒng)主要功能
1)調(diào)度、顯示功能:可監(jiān)視井下所有膠輪車(chē)運(yùn)行狀況及設(shè)備工作狀態(tài)，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或半自動(dòng)調(diào)度。
2)閉鎖功能:根據(jù)交通指示功能設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)區(qū)間閉鎖、敵對(duì)進(jìn)路閉鎖、信號(hào)燈閉鎖功能。
3)柔性調(diào)度功能:根據(jù)巷道的寬度、坡度、長(zhǎng)度等信息可自動(dòng)選擇不同的調(diào)度方式與調(diào)度路徑，使在保證安全的前提下，達(dá)到運(yùn)輸效率最大化。
4)無(wú)線定位、車(chē)速測(cè)定功能:系統(tǒng)可以定位膠輪車(chē)的位置、測(cè)定平均行駛速度以及運(yùn)行軌跡。
5)交通誘導(dǎo)功能:通過(guò)信號(hào)及顯示調(diào)度指令信息，便于指揮車(chē)輛通行。
6)記錄重演功能:系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行、操作情況的進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，可事后進(jìn)行重演回放。
7)組態(tài)功能:在系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生擴(kuò)充、刪減等情況下，維護(hù)人員能方便地建立新的信號(hào)聯(lián)鎖及調(diào)度關(guān)系。
8)管理與數(shù)據(jù)共享功能:管理計(jì)算機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)膠輪車(chē)的下井統(tǒng)計(jì)報(bào)表并實(shí)現(xiàn)資源網(wǎng)上共享。
9)診斷功能:對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備故障具有自診斷功能。
2無(wú)線通信系統(tǒng)
為滿足礦井膠輪車(chē)運(yùn)輸生產(chǎn)調(diào)度指揮及移動(dòng)作業(yè)人員的信息傳遞，保障作業(yè)指令的即時(shí)下達(dá)與執(zhí)行情況反饋、強(qiáng)化運(yùn)輸調(diào)度、確保井下運(yùn)輸作業(yè)安全、提高運(yùn)輸效率、及時(shí)處理井下意外情況，礦井無(wú)軌膠輪車(chē)無(wú)線通信系統(tǒng)，按網(wǎng)絡(luò)布局設(shè)計(jì)要求，在井上調(diào)度室設(shè)置系統(tǒng)基站，基站由一部基地臺(tái)、一部天線共用器、一臺(tái)穩(wěn)壓電源構(gòu)成，地面架設(shè)天線覆蓋一定范圍的地面作業(yè)區(qū)域;使用無(wú)線電纜至井下，沿水平巷道鋪設(shè)至通信信號(hào)所需覆蓋的地方，使處于巷道中的移動(dòng)手機(jī)可以收到這個(gè)信號(hào)，同時(shí)移動(dòng)手機(jī)發(fā)出的無(wú)線電波也經(jīng)同一路徑反向傳輸給基地臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)基地臺(tái)與移動(dòng)手機(jī)之間、移動(dòng)手機(jī)與移動(dòng)手機(jī)之間的雙向無(wú)線通信。所有的無(wú)軌膠輪車(chē)均采用無(wú)線通信系統(tǒng)方式通訊，每輛車(chē)司機(jī)配備礦用本質(zhì)安全型手機(jī)一部，由礦調(diào)度室統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)配。手機(jī)選用多功能漢顯手持，集直通、調(diào)度、選呼、打鈴等四種工作模式為一體。系統(tǒng)平時(shí)設(shè)置在直通工作模式，信息傳遞快捷、明了，其鍵盤(pán)采用獨(dú)特的九鍵盤(pán)設(shè)計(jì)，點(diǎn)擊準(zhǔn)確，便于井下環(huán)境使用。手機(jī)除在網(wǎng)內(nèi)通信外，還可設(shè)置網(wǎng)外信道，必要時(shí)進(jìn)行脫網(wǎng)對(duì)講通信。調(diào)度臺(tái)能實(shí)現(xiàn)與信道內(nèi)移動(dòng)用戶通信的快捷通訊，具有絕對(duì)優(yōu)先指揮通話權(quán);移動(dòng)用戶可設(shè)置脫網(wǎng)對(duì)講波道，便于近距離工作聯(lián)系。
3應(yīng)用效果
本系統(tǒng)將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制、現(xiàn)場(chǎng)總線、無(wú)線通信等技術(shù)用于礦井無(wú)軌膠輪車(chē)車(chē)位檢測(cè)、信號(hào)控制、調(diào)度管理等功能，目前已在伊犁新礦煤業(yè)公司安裝運(yùn)行，監(jiān)控分站及通訊網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全礦井地面、緩坡斜井、輔助運(yùn)輸巷、各水平運(yùn)輸石門(mén)等全部行車(chē)路線。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用證明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，大大降低了車(chē)輛等候信號(hào)的時(shí)間，解決了煤礦井下交通堵塞問(wèn)題，提高了運(yùn)輸效率，有效地降低了礦井膠輪車(chē)運(yùn)輸事故率，保證其有序、高效、安全地運(yùn)行。
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