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矿井车辆信息化自动化调度系统设计 冯峰 （潞安集团股份有限公司 漳村煤矿， 山西长治046032） 摘要为提高矿井车辆管理的自动化、智能化水平，设计了一套矿井车辆自动化、信息化调度管理系统。具体介绍了该系统的总体框架，该系统 主要包括硬件设备与软件部分，总结了该系统设计主要应用到的关键技术。实际运用结果表明，该信息化调度系统能够满足矿井实际生产需求， 通过应用该系统有助于更科学、合理地管理矿井运输车辆，有效提高车辆运输效能。 关键词矿井车辆；调度；信息化；自动化；关键技术 中图分类号TD524文献标志码A文章编号1009－9492 2020 08－0163－03 Design of Automatic Dispatching System for Mine Vehicle Ination Feng Feng （Zhangcun Coal Mine, Lu′an Group Co., Ltd., Changzhi, Shanxi 046032, China） AbstractIn order to improve the automation and intelligent level of mine vehicle management, a set of mine vehicle automation and ination dispatching management system was designed. The overall framework of the system was introduced. The system includes hardware and software, and the key technologies applied in the system design were summarized. The practical application results show that the ination dispatching system can meet the actual production needs of the mine. Through the application of the system, it is helpful to manage the mine transportation vehicles more scientifically and reasonably, and effectively improve the vehicle transportation efficiency. Key wordsmine vehicle; dispatching; inatization; automation; key technologies DOI 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 08. 052 第49卷第08期Vol.49No.08 机电工程技术 MECHANICAL ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY 冯峰. 矿井车辆信息化自动化调度系统设计［J］. 机电工程技术，2020，49（08） 163-165. 收稿日期2020－01－16 0 引言 随着其综合自动化水平的持续增加，矿井已基本具备了 健全的监控、调度及保护功能，可以对采、掘等各个系统进 行一系列的操作。但是无轨辅助运输车辆尚不具备完善的智 能化调度系统，矿井现存的调度系统并没有与监控、保护等 系统建立有效的连接，不具备多元化的功能，不能对车辆的 各个参数进行有效地收集、传输与分析，也无法将其与综合 智能化调度系统较好地融合。一些大型煤矿的实际生产中需 要配置科学合理的智能调度系统，确保车辆具备较高的运行 水平及自动化管理水平，本文通过对井下车辆进行研究，研 发出了一种信息化调度系统[1]。 1 总体架构 某矿井运用了这种车辆信息化调度系统，主要对其车辆 进行有效地监测及保护；对行车视频进行监测；对运营管理 的数据进行统计；对系统的信息加以展示等。 根据调度系统所具有的各项功能，基于系统构成设备的 逻辑层面、空间布置、功能完成等角度入手对系统进行划 分，主要包含了后台装置、软件运用机构等[2]。 2 系统硬件 2.1 准确定位及信号控制 调度系统主要是依靠TOA技术来清楚找出车辆所处的位 置。每台车辆都需要设置一个定位标识卡，并且设置了唯一 的身份信息来进行识别。车辆监控调度基站可以设置在巷道 的沿线内，可以对直径为300 m的车辆标识卡进行有效地识别 及测距，对车辆的位置进行准确识别，定位的精准度应低于 4 m。对于矿井中车辆运行所在区域的关键场所来分别设置信 号灯，并根据就近原则来将其连接到监控调度基站[3]。基站依 据控制逻辑来实施信号的决策，对信号灯进行直接地控制， 确保其实现自动化控制。监控调度软件可以借助GIS技术来充 分展现出信号灯在各个区域内的状态，在有需求的时候，相 关人员就可以下达相应的控制指令，实施干扰[4]。 在矿井内部事先所设定的位置来配置车辆的监控调度基 站，对车辆行车的部位进行有效的识别，基站可以将车辆定 位识别卡所产生的各个数据信息来进行收集，对车辆所处的 部位进行有效检测，并借助CAN总线来输送车辆所处的部位 信息。基站可以依据车辆的类型、位置等各种信息，并借助 控制逻辑来实施信号决策，对信号机进行有效地控制，确保 信号实现自动化控制，其控制的结果可以利用CAN总线来进 行传输。CAN总线信号可以利用基站内所配置的各个网络单 元来进行转换，使其成为光纤网络讯号，并进入到井中的通 信网络中，确保矿井可以与地面进行信息交互[5]。 2.2 固定场所视频监控的前端设备 在井口、井下的各个交叉路口的主要位置安装了多个隔 爆兼本质安全性摄像仪，在地面广场内设置多个摄像仪，其 接口运用以太网光纤，并与工业环网建立起连接。通过在PC 机上端安装网络视频客户端软件，并相应的视频信息传输到 井口调度室的电视墙中，以开展全天候的视频监控及储存、 监控视频的图像转换等功能[6]。视频监控前端设备所具有的连 接构造图如图1所示。 163 2.3车辆信息化装置 调度系统对所有的车辆都配置了信息化装置，可实现对 车辆的泊车提供辅助；对车载的视频进行查看；对行程的数 据进行收集记录等功能，通过将车辆的信息化水平进行提升来 确保其运行的稳定性[7]。车辆信息化设备的构成图如图2所示。 车辆信息化装置中配置了CAN总线，并且与车载的总线 建立了连接，可以对车辆运行的实时数据进行充分把握。装 置内部安装了相应的网关设备，车辆可以借助4G网络通道及 其他的网络节点来实现数据的交互作用。调度中心监控调度 软件可以对所有在线车辆的运行参数进行有效的监测，将各 个车辆司机室内的仪表进行图形化，并且可以对指定车辆的 摄像仪内的行车视频进行查看。 通过采取4G无线网络，车辆信息化装置可以对各个车辆 之间及其与调度室之间存在的音频及视频通讯得以完成。地 面调度室之中配置了多媒体触摸调度台，可以对各种通话进 行有效的管理调度。 3 软件应用 系统软件的构成主要包含两部分，如图3和图4所示，软 件系统之间可以利用数据库的共享来完成数据的交互。 从逻辑层面进行分类，软件系统可以分为5个层级，分 别为数据的采集、储存、核心处理、核心运用及应用拓展。 数据采集层的功能为对各个现场前端设备所形成的原始数据 进行有效地采集；数据储存层的功能在于将原始数据进行分 类，并将其储存在实时及历史这两个数据库内；核心处理层 的功能在对现场的原始数据进行有效地分析及探索，并进行 关键业务的处理及逻辑分析；对于核心应用层，一方面可以 对调度中心客户端进行相应的监控、调度及授权等；另一方 面可以对数据进行查看及分析等；最后，对于拓展应用层， 可以对数据信息进行实时发布及查看。 监控调度软件系统主要是相关人员借助特定的计算机来 进行查阅及操作，可以对车辆的运行状态进行实时监测、对 行车的信号、视频信息等进行严格地监控等。调度中心配置 了多个工作站，如行车调度、车辆监控、运营管理等。运营 管理软件系统所开展的查询及操作主要是借助浏览器访问网 站的形式来实现，调度人员、车辆管理人员等各类人员可以 基于自身的权限，在办公室的网络中来进行登陆作业，以实 现车辆及司机的管理功能等。工作站的具体设置包括车辆点 检、单车核算等。系统软件所发布的运行及管理数据主要是 利用OPC服务器所实现，并将其融合到综合自动化系统中来 进行统一管理。 4 核心技术 （1）车辆定位技术 对车辆在巷道内所处的位置进行有效地识别，可以使车 辆所开展的检测工作及交通的调度指挥得以实现，保证无线 定位的测距具备较强的精确性、实时性等。在井下较窄的巷 道内，由于无线电磁波的传输存在较多的干扰因素，导致信 号出现严重的衰退，对测距的统一性及稳定性造成严重的影 响。因此，在覆盖面积较大的区域，如何对多个车辆标识卡 来进行准确的定位是目前开展研究的核心所在。 （2）4G宽带传输通道及其他网络技术 如果要使矿井内部形成的数据、语音等各个信息形成较 好的交互，就必须运用高效的宽带传输技术来加以支撑。这 种宽带技术存在较多的优势，如较高的传输宽带、较大的容 量、较广的覆盖区域等等，连接到井下的核心网中，其中包 含井下的一部分，无线移动设施的使用区域为地面时，则需 图1监控设备的连接构造图 图2车辆信息化装置的主要组成结构 图3监控调度系统结构框架图 图4运营管理系统框架结构图 2020年08月机 电 工 程 技 术第49卷第08期 164 要运用公网来实现数据的通讯功能。对车辆在地面及矿井中 的运行通信的衔接问题进行研究。 （3）实时监测车辆数据及4G无线传输技术 在各个巷道及4G网络所覆盖的区域之内，利用智能传感 技术及数据采集技术来对车辆的各个运行数据进行有效地检 测，借助环网来对数据进行无线传输[8]。 （4）软件系统的开发 在对系统进行设计的时候，应充分重视综合调度管理软 件，确保系统得到最佳的设计。软件系统的重点主要包含了 系统框架、数据收集、远程控制等多个方面。在设计的时候 必须采取统一的构架，运用标准的数据及服务接口，并具备 较强的稳定性及可拓展性。软件设计必须提升数据收集的稳 定性、增强设备的远程控制等。借助GIS系统、车载数据的监 测系统可以对各个元素所处的部位及状态进行充分地展示。 （5）对行车信号进行控制的自动化技术 依靠计算机来研究车辆的各个参数，对信号灯进行自动 化控制，促使交通信号灯具备自动化控制功能。 5 运行效果 2018年12月，某煤矿正式安装车辆信息化调度系统，并 在2019年正式投入使用。该系统通过进行有效的检测及运 行，对系统所具有的功能加以证实，确保预期目标得以实现。 6 结束语 该煤矿所安装的信息化调度系统可以对无轨辅助运输车 辆在地面车库及广场、井下等区域内的运行状况进行实时监 测及保护、对行车视频进行监测、对运营管理进行指挥等， 保证车辆可以在信号灯的自动指示下持续稳定地运行，促使我国 煤矿具备较高的自动化水平，以取得较好的社会及经济效益。 参考文献 [1] 代福坤.加强网络信息化建设,提高煤矿调度工作效率[J].能 源技术与管理,20190345-47. 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