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礦井膠輪車運輸監(jiān)控無線通信論文
1運輸監(jiān)控系統(tǒng)結構
針對煤礦井下巷道的布置類型，系統(tǒng)設計采用樹型網絡結構，以雙絞線作為總線媒介來傳輸網絡信息。工業(yè)控制計算機作為上位機，控制分站作為下位機，網絡采用簡單可靠的主從應答訪問方式，信息控制簡單，差錯控制能力強，可實現網中任一結點到另一結點的信息傳送，支持信息傳送的廣播功能。
1．1機車定位功能設計
系統(tǒng)在井下各個巷道交叉口安裝控制分站，一方面負責與調度中心監(jiān)控主機的實時通訊，另一方面負責與移動目標進行信息交互，傳達主控指令，采集信號源，識別膠輪車類型、車號，同時在每輛膠輪車安裝配備有唯一代碼的識別卡，識別卡將車輛號碼、車輛類型等識別號經過擴頻調制后，用無線電方式發(fā)送，供控制分站接收。當車輛進入控制分站監(jiān)控區(qū)域后，由收訊機設備構成的機車運行狀態(tài)傳感器收集到機車運行信息，經過監(jiān)控分站處理后，通過通訊網絡、通訊站、光纜，傳送至地面調度中心監(jiān)控主機，監(jiān)控界面實時顯示井下車輛的數量、車輛分布情況，系統(tǒng)可自動記錄井下車輛的活動軌跡等信息。
1．2自動交通指示功能設計
監(jiān)控主機根據預編的調度計劃，發(fā)出控制信息，經光纜、通訊站、通訊網絡至控制分站，由控制分站控制信號燈顯示出紅、綠或黃燈信號，指揮機車的運行，實現對機車通、停管制。系統(tǒng)在控制時要求每個巷段(區(qū)段)內只允許有一輛車運行，巷段兩邊各有一組閉鎖信號。以某一巷段(巷段2)為例說明達到該要求的設備布置與控制原則。首先需判斷巷段2內是否有車，如前方道口信號燈為紅色，表示巷段內有車，需巷段外避讓等待;若前方道口信號燈為綠色，表示巷段內無車，則可繼續(xù)行駛。當車輛駛入巷段2內，此時巷段兩端的信號燈切換為紅色，表示其它車輛不得進入巷段2，當車輛駛出巷段2，此時巷段兩端的信號燈切換為綠色，表示其它車輛可以駛入巷段2。
1．3系統(tǒng)主要功能
1)調度、顯示功能:可監(jiān)視井下所有膠輪車運行狀況及設備工作狀態(tài)，根據需要實現自動或半自動調度。
2)閉鎖功能:根據交通指示功能設計可實現區(qū)間閉鎖、敵對進路閉鎖、信號燈閉鎖功能。
3)柔性調度功能:根據巷道的寬度、坡度、長度等信息可自動選擇不同的調度方式與調度路徑，使在保證安全的前提下，達到運輸效率最大化。
4)無線定位、車速測定功能:系統(tǒng)可以定位膠輪車的位置、測定平均行駛速度以及運行軌跡。
5)交通誘導功能:通過信號及顯示調度指令信息，便于指揮車輛通行。
6)記錄重演功能:系統(tǒng)對運行、操作情況的進行數據記錄，可事后進行重演回放。
7)組態(tài)功能:在系統(tǒng)現場設備發(fā)生擴充、刪減等情況下，維護人員能方便地建立新的信號聯鎖及調度關系。
8)管理與數據共享功能:管理計算機自動統(tǒng)計膠輪車的下井統(tǒng)計報表并實現資源網上共享。
9)診斷功能:對系統(tǒng)和設備故障具有自診斷功能。
2無線通信系統(tǒng)
為滿足礦井膠輪車運輸生產調度指揮及移動作業(yè)人員的信息傳遞，保障作業(yè)指令的即時下達與執(zhí)行情況反饋、強化運輸調度、確保井下運輸作業(yè)安全、提高運輸效率、及時處理井下意外情況，礦井無軌膠輪車無線通信系統(tǒng)，按網絡布局設計要求，在井上調度室設置系統(tǒng)基站，基站由一部基地臺、一部天線共用器、一臺穩(wěn)壓電源構成，地面架設天線覆蓋一定范圍的地面作業(yè)區(qū)域;使用無線電纜至井下，沿水平巷道鋪設至通信信號所需覆蓋的地方，使處于巷道中的移動手機可以收到這個信號，同時移動手機發(fā)出的無線電波也經同一路徑反向傳輸給基地臺，從而實現基地臺與移動手機之間、移動手機與移動手機之間的雙向無線通信。所有的無軌膠輪車均采用無線通信系統(tǒng)方式通訊，每輛車司機配備礦用本質安全型手機一部，由礦調度室統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調配。手機選用多功能漢顯手持，集直通、調度、選呼、打鈴等四種工作模式為一體。系統(tǒng)平時設置在直通工作模式，信息傳遞快捷、明了，其鍵盤采用獨特的九鍵盤設計，點擊準確，便于井下環(huán)境使用。手機除在網內通信外，還可設置網外信道，必要時進行脫網對講通信。調度臺能實現與信道內移動用戶通信的快捷通訊，具有絕對優(yōu)先指揮通話權;移動用戶可設置脫網對講波道，便于近距離工作聯系。
3應用效果
本系統(tǒng)將現代計算機控制、現場總線、無線通信等技術用于礦井無軌膠輪車車位檢測、信號控制、調度管理等功能，目前已在伊犁新礦煤業(yè)公司安裝運行，監(jiān)控分站及通訊網絡已覆蓋全礦井地面、緩坡斜井、輔助運輸巷、各水平運輸石門等全部行車路線。通過現場實際應用證明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，大大降低了車輛等候信號的時間，解決了煤礦井下交通堵塞問題，提高了運輸效率，有效地降低了礦井膠輪車運輸事故率，保證其有序、高效、安全地運行。
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