CN102849087A - 矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置及其控制方法。实现本方法的监控系统由控制分站（1）、计轴器（2）、道岔控制箱（3）和道岔伺服机构（4）组成，本方法以嵌入式程序形式实现，由控制分站中的车辆过车计轴检测与道岔拒动测控算法体现。本发明可对轨道运输系统中道岔区间的车辆通过情况进行实时检测，对道岔伺服机构实现可靠的控制，特别针对过车情况下的道岔测控装置达到过车控制拒绝动作的根本目的。

Description

矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及轨道控制装置和方法，尤其涉及应用于各类矿井的轨道道岔安全检测与控制的装置及其控制方法。 
  
背景技术
目前，井下轨道运输按道岔装置控制方式分为机械控制、手动就地控制、集中远程控制三种方式，运输监控系统则实现了道岔装置的远程集中控制。井下轨道运输按车辆定位检测手段又可分为计轴检测式、机械接触式、无线传感式等。对于装备有井下机车运输监控系统的矿井均采用远程集中控制方式，在此方式下，司机和现场人员都不能操作该道岔，只能由运输调度人员通过监控系统进行操作控制。为了实现对道岔装置的远程可靠控制，车辆精确定位是前提条件，为了避免因易模糊区间、不能识别方向及车皮数量、抗干扰差等所造成的道岔控制隐患，采用计轴检测技术已作为机车运输监控的一种可靠检测方法。因机车定位跟踪不准确、调度员盲目进行道岔控制所出现安全事故的时有发生，所以，为可靠解决在道岔区间有车辆正在运行避免道岔测控事故的发生，迫切需要一种技术来解决这一安全隐患。 
  
发明内容
本发明为解决上述矿井轨道运输中道岔测控技术存在的安全隐患问题，提供了一种轨道运输道岔区间车辆跟踪测控技术，本技术采用计轴器作为道岔区间的过车检测核心传感器，在控制分站内嵌软件算法中实现，既能进行静止状态下的道岔区间的车辆管理，也能进行行车状况下的车辆信息跟踪，使对道岔控制更加安全、可靠。 
本发明的技术方案如下： 
矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，由控制分站、计轴器、道岔控制箱及道岔伺服机构组成，以内嵌软件算法的形式体现，计轴器信号输出端与控制分站信号输入端连接，道岔控制箱输入端与控制分站信号输出端连接，道岔控制箱与道岔伺服机构连接。
构成矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法的硬件装置，计轴器需成对使用，在道岔的三个方向，即公共端、定位端和反位端，分别安装三对计轴器，其中在公共端计轴器安装位置距离岔尖2-5米，定位端、反位端计轴器安装位置距离岔尖15-20米，构成精确的道岔防护区间，道岔与其关联计轴器连接在同一台控制分站内，通过控制分站内嵌软件实现道岔防护区间过车情况的准确识别监测。 
构成矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置，控制分站内嵌软件由道岔关联计轴配置模块、区间管理模块、命令处理模块组成。各模块分别交互式连接。 
所述的道岔关联计轴配置模块，其配置方法是：根据道岔防护区间所安装的计轴器检测点，将有关联关系的构成防护区间的相关计轴器与道岔相对应，建立一张道岔计轴器关联数据表，该数据表在每台控制分站中为两个字节，供道岔关联计轴配置模块使用，为计轴检测、区间管理、命令处理提供数据基础。 
14 13 12 11 24 23 22 21
34 33 32 31 44 43 42 41
Bij=0－i号道岔和j号计轴器不关联 
1－i号道岔和j号计轴器关联
构成矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，所述的区间管理模块，其管理方法是：由相邻的两对计轴器构成的道岔防护区间，根据前后两对计轴过车先进先出原则，前后过轴数量相等、方向相同才认为机车车辆全部通过，道岔防护区间可以解锁，在其他任何状况均认为区间有车存在，道岔闭锁不准许控制。
构成矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，所述的命令处理模块，其处理方法是：接收到控制道岔的命令后，转换为命令处理模块所需的格式，控制命令分为正常控制和强制控制，强制控制命令则立即无条件执行。若是正常控制命令则首先检查相对应的关联计轴器是否处于过车状态，如果正在过车状态，则拒绝执行道岔控制命令；然后检查由计轴器构成的该道岔区间的过车管理情况，如果区间不空闲则拒绝执行命令。 
本发明专利采用计轴器作为车辆运行状态的核心传感器，计轴器成对使用，在道岔的三个方向，即公共端及定位端、反位端，分别安装三对计轴器，计轴器安装在轨道内侧，构成精确的道岔防护区间，计轴器挂接在控制分站上，通过对经过钢轨上的车辆轮轴的计轴感应信号的采样处理，实现了道岔防护区间过车情况的准确识别监测和道岔控制，提高了矿进轨道运输监控的安全水平 
本发明与其它同类发明相比，道岔过车拒动的执行环节在道岔控制命令处理模块，能依据过车计轴检测结果、防护区间管理状况进行实时性判断，能彻底避免因通讯传输延迟等故障因素造成的控制时间差，是对道岔执行机构进行可靠控制的最后、最关键的防线，亦是控制系统道岔安全控制的关键技术保障。
附图说明
图1是本发明的总体结构图。 
图2是本发明的硬件布置示意图。 
图3a是本发明中道岔防护区间示意图。 
图3b是本发明中道岔区间过轴处理算法示意图。 
图4是本发明中道岔过车拒动控制算法总体流程示意图。 
具体实施方式
  
如图1所示，矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，构成本方法的监控系统由控制分站（1）、计轴器（2）、道岔控制箱（3）和道岔伺服机构（4）组成，以内嵌软件算法的形式体现，计轴器（2）信号输出端与控制分站（1）信号输入端连接，道岔控制箱（3）输入端与控制分站（1）信号输出端连接，道岔控制箱（3）与道岔伺服机构（4）连接。
如图2所示，构成矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法的硬件装置，计轴器（2）需成对使用，在道岔的三个方向，即公共端、定位端和反位端，分别安装三对计轴器（2），其中在公共端计轴器（2）安装位置距离岔尖2-5米，定位端、反位端计轴器（2）安装位置距离岔尖15-20米，构成精确的道岔防护区间，道岔与其关联的计轴器（2）连接在同一台控制分站（1）内，通过控制分站（1）内嵌软件实现道岔防护区间过车情况的准确识别监测。 
矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，控制分站（1）内嵌软件由道岔关联计轴配置模块、区间管理模块、命令处理模块组成。各模块分别交互式连接。道岔关联计轴配置模块，其配置方法是：根据道岔防护区间所安装的计轴器检测点，将有关联关系的构成防护区间的相关计轴器与道岔相对应，建立一张道岔计轴器关联数据表，该数据表在每台控制分站中为两个字节，供道岔关联计轴配置模块使用，为计轴检测、区间管理、命令处理提供数据基础。 
B14 B13 B12 B11 B24 B23 B22 B21
B34 B33 B32 B31 B44 B43 B42 B41
Bij=0－i号道岔和j号计轴器不关联 
1－i号道岔和j号计轴器关联
如图3a、图3b所示，矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，区间管理模块，其管理方法是：以构成道岔区间的计轴器（2）为起止点，结合道岔位置状态，由与之轨道线路相通的相邻的两对计轴器（2）构成的道岔防护区间，根据前后两对计轴器（2）过车先进先出原则，前后过轴数量相等、方向相同认为机车车辆全部通过，道岔防护区间可以解锁，在其他任何状况均认为区间有车存在，道岔防护区间占用闭锁，不准许控制。详细方法描述如下：
道岔区间的车辆跟踪是指对行驶中的车辆的跟踪、静止中的车辆的定位管理，系统中对车辆位置检测的硬件手段是计轴器（2），但是计轴器只能检测到车辆在某个计轴器通过的轴数、速度与方向，需通过内嵌软件来实现相邻计轴器（2）与计轴器（2）之间的轴经过信息。软件上是通过计轴器（2）的相互关联的位置情况来跟踪机车，在程序内部保留一张表格，表格里详细地记录了相邻计轴器之间的关系，内容如下表所示。
对于表中11.1计轴器上行方向相邻的计轴器（2）可以用图4来反映，即11.1上行方向相邻计轴器（2）有两个，分别是11.2与11.3，当道岔11.1在反位时，相邻计轴器（2）是11.2，当道岔11.1在定位时，相邻计轴器（2）是11.3，在上行方向所占用的道岔区段均以公共端的11.1计轴器（2）为起始，可以此为基准点该道岔区段的上行轴信息进行管理。对于表中11.2、11.3计轴器，下行方向相邻的计轴器（2）都只有一个（结合道岔位置而构成）。在进行道岔区间车轴管理时，首先根据表中的计轴器（2）上下行相邻构成关系，找到当前区间存车轴数，然后根据过车报告的轴通过信息，判断车辆是否全部通过，进而可以准确判断道岔防护区间的车辆运行和停车情况。 
如图4所示，矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，所述的命令处理模块，其处理方法是：接收到控制道岔的命令后，转换为命令处理模块所需的格式，控制命令分为正常控制和强制控制，强制控制命令则立即无条件执行。若是正常控制命令则首先检查相对应的关联计轴器（2）是否处于过车状态，如果正在过车状态，则拒绝执行道岔控制命令；然后检查由计轴器（2）构成的该道岔区间的过车管理情况，如果区间不空闲则拒绝执行命令，上报“过车拒动：过车占用，控制取消”。 

Claims (7)

1.矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置，其特征在于：由控制分站、计轴器、道岔控制箱及道岔伺服机构组成，所述计轴器信号输出端与控制分站信号输入端连接，道岔控制箱输入端与控制分站信号输出端连接，道岔控制箱与道岔伺服机构连接。
2.根据权利要求1所述的矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置，其特征在于：计轴器成对使用，在道岔的三个方向即公共端、定位端、反位端，分别安装三对计轴器。
3.根据权利要求2所述的矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置，其特征在于：在公共端计轴器安装位置距离岔尖2-5米，定位端、反位端计轴器安装位置距离岔尖15-20米，构成精确的道岔防护区间，道岔与其关联计轴器连接到同一台控制分站内，用以通过控制分站内嵌软件实现道岔防护区间过车情况的准确识别监测。
4.根据权利要求1所述的矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置，其特征在于：控制分站内嵌软件采取模块化设计，由道岔关联计轴配置模块、区间管理模块、命令处理模块组成；各模块分别交互式连接。
5.根据权利要求1所述的矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，其特征在于：根据道岔防护区间所安装的计轴器检测点，将有关联关系的构成防护区间的相关计轴器与道岔相对应，建立一张道岔计轴器关联数据表如下：
B14 B13 B12 B11 B24 B23 B22 B21 B34 B33 B32 B31 B44 B43 B42 B41
Bij=0      表示i号道岔和j号计轴器不关联
1      表示i号道岔和j号计轴器关联
该数据表在每台控制分站中为两个字节，供道岔关联计轴配置模块使用，为计轴检测、区间管理、命令处理提供数据基础。
6.根据权利要求5所述的矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，其特征在于：所述的区间管理模块管理方法是：由相邻的两对计轴器构成的道岔防护区间，根据前后两对计轴器过车的先进先出原则，前后过轴数量相等、方向相同才认为机车车辆全部通过，道岔防护区间可以解锁，在其他任何状况均认为区间有车存在，道岔闭锁不准许控制。
7.根据权利要求5所述的矿井轨道运输道岔过车拒动控制方法，其特征在于：所述的命令处理模块处理方法是：接收到控制道岔的命令后，转换为命令处理模块所需的格式，控制命令分为正常控制和强制控制，强制控制命令则立即无条件执行；若是正常控制命令则首先检查相对应的关联计轴器是否处于过车状态，如果正在过车状态，则拒绝执行道岔控制命令；同时也要检查由计轴器构成的该道岔区间的过车管理情况，如果区间不空闲则同样拒绝执行命令。
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