CN103325280A

CN103325280A - 露天矿用车辆防撞调度系统和车辆终端

Info

Publication number: CN103325280A
Application number: CN2013102694648A
Authority: CN
Inventors: 王鹏; 武先利; 鲜希; 温良; 李起伟; 叶锦娇; 孟庆勇; 荣庆丰
Original assignee: China Coal Research Institute CCRI
Current assignee: China Coal Research Institute CCRI
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明公开了一种露天矿用车辆防撞调度系统和车辆终端。所述露天矿用车辆防撞调度系统包括调度中心和车辆终端，所述调度中心通过互联网与所述车辆终端连接，用于对矿区内的车辆进行实时监控；所述车辆终端用于获取车辆的位置和方向信息，向其他车辆终端进行广播，同时接收其他车辆终端广播的位置和方向信息，并利用无线连接通过互联网将车辆的位置和方向信息传输至所述调度中心。所述露天矿用车辆防撞调度系统和车辆终端使得矿区内作业车辆的操控人员及调度中心的调度人员能够及时发现撞车隐患，有力的保障露天矿区的安全生产。

Description

露天矿用车辆防撞调度系统和车辆终端

技术领域

本发明涉及矿山车辆调度技术领域，尤其涉及一种露天矿用车辆防撞调度系统和车辆终端。

背景技术

煤炭是我国的重要基础能源，党和政府历来高度重视煤矿安全生产工作。为改善我国煤矿安全生产状况，党和政府采取了一系列措施，先后出台《煤炭法》、《安全生产法》、《煤矿安全监察条例》，并不断对《煤矿安全规程》做出修订。

目前国内露天煤矿和非煤露天矿山越来越多。在生产过程中，会有多种作业车辆在露天矿山的矿区进行各种作业，有开采车辆对矿山的资源进行开采，有运输车辆对开采得到的资源进行运输。由于生产过程十分繁忙，各种车辆之间的撞车事故时有发生。因此，露天煤矿和非煤露天矿山的生产安全迫切需要得到保障，生产效率亟待提高。但是国内外尚无一套具有车辆防撞功能的高度集成的可靠解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种露天矿用车辆防撞调度系统，能够有效防止露天矿山的各种车辆之间发生碰撞事故。

在第一方面，本发明实施例提供了一种露天矿用车辆防撞调度系统，所述系统包括：

调度中心，通过互联网与车辆终端连接，用于对矿区内的车辆进行实时监控；

车辆终端，用于获取车辆的位置和方向信息，向其他车辆终端进行广播，同时接收其他车辆终端广播的位置和方向信息，并利用无线连接通过互联网将车辆的位置和方向信息传输至所述调度中心。

进一步的，所述调度中心接收到所述车辆终端传输的车辆的位置和方向信息后，对车辆的位置和方向进行实时的三维展示。

进一步的，所述调度中心还对车辆的行驶轨迹进行回放，并对车辆的装卸次数、是否超速等情况进行统计。

进一步的，所述车辆终端通过GPRS数据连接将车辆的位置和方向信息传输至所述调度中心。

进一步的，所述车辆终端还通过所述GPRS数据连接将车辆的类型数据传输至所述调度中心。

在第二方面，本发明实施例提供了一种露天矿用车辆防撞调度系统的车辆终端，所述车辆终端包括主控及显示单元、GPS定位单元、罗盘单元和天线单元；

所述主控和显示单元，用于控制所述车辆终端，对所述车辆终端获取的各种信息进行显示，并在检测到车辆与其它车辆的位置接近时显示报警信息；

所述GPS定位单元，与所述主控和显示单元连接，用于获取所述车辆终端的位置信息，并将获取的位置信息传输至所述主控和显示单元；

所述罗盘单元与所述主控和显示单元连接，用于获取所述车辆终端的方向信息，并将获取的方向信息传输至所述主控和显示单元；

所述天线单元与所述主控和显示单元连接，用于与其它车辆终端的天线单元协同进行飞行时差（TOF）测距，同时将自身的位置和方向信息通过所述GPRS数据连接传输至所述调度中心。

进一步的，所述车辆终端还包括摄像头单元，所述摄像头单元与所述主控和显示单元连接，用于采集车辆周围的视频图像信息。

进一步的，所述车辆终端还包括视频档位处理单元，所述视频档位处理单元与所述主控和显示单元连接，用于在所述主控和显示单元与多个摄像头单元连接时分档位将不同摄像头单元拍摄的视频图像信息传输至所述主控和显示单元。

本发明提供了一种由调度中心和车辆终端组成的露天矿用车辆防撞调度系统，所述车辆终端实时测量自身与其它车辆终端之间的间距，当所述间距太小时发送报警信息，同时获取车辆的位置和方向信息，通过GPRS数据连接将获取的位置和方向信息传输至调度中心，由所述调度中心对车辆的位置和方向信息进行三维显示，使得矿区内作业车辆的操控人员及调度中心的调度人员能够及时发现撞车隐患，有力的保障露天矿区的安全生产。

附图说明

图1是本发明具体实施例提供的露天矿用车辆防撞调度系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施例的一种实施方式提供的调度中心的结构示意图。

图3是本发明具体实施例提供的调度中心主机显示的矿区三维图像。

图4是本发明具体实施例的另一种实施方式提供的调度中心的结构示意图。

图5是本发明具体实施例提供的具有单摄像头单元的车辆终端的结构示意图。

图6是本发明具体实施例提供的具有多摄像头单元的车辆终端的结构示意图。

图7是本发明具体实施例提供的不具有摄像头单元的车辆终端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施例提供的露天矿用车辆防撞调度系统的结构示意图。参见图1，所述露天矿用车辆防撞调度系统包括调度中心101和车辆终端102。所述车辆终端102安装在露天矿区内作业的各种工程车辆上，它具有GPS定位功能，能够接收GPS信号以确定自身的位置和方向。不同的车辆终端102之间可以通过射频短距通讯112进行交互。同时每个车辆终端102还通过GPRS链接111与蜂窝通讯网络的移动基站113建立通讯连接，并通过所述GPRS链接将自身的多种信息传输至所述调度中心101，其中，所述多种信息包括车辆的型号信息、车辆的位置和方向信息。

所述调度中心101与互联网114连接，并从互联网114接收每个车辆终端102发送的多种信息，其中所述多种信息包括车辆的信号信息、车辆的位置和方向信息。所述调度中心101从互联网114接收到车辆终端102发送的位置和方向信息后，对每个车辆的位置和方向信息在三维地图上进行展示，并且对车辆的装卸次数、是否超速等信息进行统计。

图2是本发明具体实施例的一种实施方式提供的调度中心的结构示意图。在本实施方式中，所述调度中心包括调度中心主机201和调度中心数据库服务器202。所述调度中心主机201与互联网相连接，用于接收来自互联网的由所述车辆终端发送的多种信息，其中，所述多种信息包括车辆的型号信息、车辆的位置和方向信息。所述调度中心主机201还对接收到的车辆的多种信息进行分析和计算，并将分析和计算得到的结果信息存储至所述调度中心数据库服务器202。还有，所述调度中心主机201还将接收到的车辆的多种信息，尤其是车辆的位置和方向信息在三维地图上进行三维展示，并对车辆的装卸次数、是否超速等相关信息进行统计。

所述调度中心主机201内预先存储了露天矿区的三维地理信息，并根据预先存储的露天矿区的三维地理信息生成了露天矿区的三维地图。因此，所述调度中心主机201在接收到所述车辆终端通过互联网发送的多种信息后，只要从所述的多种信息中提取每个车辆的位置和方向信息，便可以在生成的露天矿区的三维地图上对这些车辆进行三维展示。图3是本发明具体实施例提供的调度中心主机显示的矿区三维图像。

所述调度中心数据库服务器202与所述调度中心主机201通过局域网相连，用于在所述调度中心主机201的控制下对所述露天矿用车辆防撞调度系统的数据库进行管理。在所述露天矿用车辆防撞调度系统的数据库中创建有数据表、数据索引等数据结构，这些数据表和数据索引内存储了露天矿区内所有工程车辆的各种信息，例如，工程车辆的型号、使用年限、驾驶员、实时位置等。所述调度中心数据库服务器202在所述调度中心201的控制下，通过其上运行的数据库管理系统实时的对所述数据库内的数据进行插入、删除、更新和备份。在本实施方式中，所述调度中心数据库服务器202上运行的数据库管理系统是MS SQL Server2003数据库管理系统。

图4是本发明具体实施例的另一种实施方式提供的调度中心的结构示意图。在本实施方式中，所述调度中心包括调度中心主机401，而不包括调度中心数据库服务器。但是，在所述调度中心主机401上安装有数据库管理系统。所述调度中心主机401接收到所述车辆终端通过互联网发送的多种信息后，通过调用所述数据库管理系统之间的软件接口来实现对所述露天矿用车辆防撞调度系统的数据库的管理，其中，所述调度中心主机401对所述露天矿用车辆防撞调度系统的数据库的管理操作包括对数据插入、数据删除、数据更新和数据备份。

同时，所述调度中心主机401在接收到所述车辆终端通过互联网发送的多种信息后，对车辆的多种信息，尤其是位置和方向信息在预先生成的三维地图上进行三维展示。所述调度中心主机401还依据车辆的位置和方向信息对车辆的行驶轨迹进行回放，并对车辆的装卸次数、是否超速等情况进行统计。

在本实施方式中，所述调度中心主机401上运行的数据库管理系统是MS SQLServer2003数据库管理系统。

图5是本发明具体实施例提供的具有单摄像头单元的车辆终端的结构示意图。参见图5，所述具有单摄像头单元的车辆终端包括主控及显示单元501、GPS定位单元502、罗盘单元503、天线单元504和摄像头单元505。

所述主控及显示单元501用于控制所述车辆终端，对所述车辆终端获取的各种信息进行显示，并在检测到车辆与其它车辆的位置接近时显示报警信息。

所述主控及显示单元501与所述GPS定位单元502相连接，并通过与所述GPS定位单元502之间的连接获取由所述GPS定位单元502根据接收的GPS信号计算得到的所述车辆终端的位置信息。具体的，所述车辆终端的位置信息包括所述车辆终端的经度信息和纬度信息。

所述主控及显示单元501与所述罗盘单元503相连接，并通过与所述罗盘单元503之间的连接获取所述罗盘单元获取的车辆终端的方向信息。

所述主控及显示单元501与所述天线单元504相连接，通过与所述天线单元504之间的连接向其他车辆终端发送本车辆终端的位置和方向信息，同时通过与所述天线单元504之间的连接接收由其他车辆终端发送的位置和方向信息。

所述主控及显示单元501还与所述摄像头单元505相连接，并通过与所述摄像头单元之间的连接获取由所述摄像头单元拍摄的视频图像信息。

所述主控及显示单元501包括显示屏。优选的，所述显示屏是液晶显示屏。所述显示屏用于根据所述主控及显示单元501的工作模式显示所述主控及显示单元501从其他单元获取的信息，例如，所述主控及显示单元501从所述GPS定位单元502和所述罗盘单元504获取的位置和方向信息，还有所述主控及显示单元501从所述摄像头单元505获取的视频图像信息。所述主控及显示单元501具有视频显示工作模式和位置和方向显示工作模式。在所述视频显示工作模式下，所述显示屏仅对所述主控及显示单元501从所述摄像头单元505获取的视频图像信息进行显示，而不显示所述主控及显示单元501从所述GPS定位单元502和所述罗盘单元503获取的位置和方向信息；而在所述位置和方向显示工作模式下，所述显示屏仅对所述主控及显示单元501从所述GPS定位单元502和所述罗盘单元503获取的位置和方向信息，而不显示所述主控及显示单元501从所述摄像头单元505获取的视频图像信息。

所述主控及显示单元501还用于对所述GPS定位单元502、所述罗盘单元503、所述天线单元504和摄像头单元505进行控制。例如，当所述主控及显示单元501工作在位置和方向显示工作模式下时，所述主控及显示单元501关闭所述摄像头单元505，即命令所述摄像头单元505停止视频拍摄；而当所述主控及显示单元501工作在视频显示工作模式下时，所述主控及显示单元501开启所述摄像头单元505，即命令所述摄像头单元505打开视频拍摄。

所述GPS定位单元502，与所述主控和显示单元501连接，用于获取所述车辆终端的位置信息，并将获取的位置信息传输至所述主控和显示单元501。

所述GPS定位单元502接收GPS系统发出的GPS信号，并根据接收到的所述GPS信号计算出所述车辆终端的位置信息。具体的，所述车辆终端的位置信息包括所述车辆终端的经度信息和纬度信息。

所述罗盘单元503与所述主控和显示单元连接501，用于获取所述车辆终端的方向信息，并将获取的方向信息传输至所述主控和显示单元501。

每个车辆有车头位置和车尾位置，因此在对每个车辆在三维地图中进行三维展示时需要确定每个车辆的车头所朝向的方向。所述罗盘单元503用于确定车辆的方向信息。

所述罗盘单元503是平面电子罗盘单元。所述罗盘单元503接收GPS信号，根据接收到的所述GPS信号计算所述车辆的方位角，并将计算得到的车辆的方位角传输至所述主控及显示单元。

所述天线单元504与所述主控和显示单元501连接，用于与其它车辆终端的天线单元504协同进行飞行时差（TOF）测距，同时将自身的位置和方向信息通过所述GPRS数据连接传输至所述调度中心。

所述天线单元504是负责所述车辆终端与系统内的其他装置进行通信的单元。首先，所述天线单元504在315兆赫兹和433兆赫兹的两个频率上与其他车辆终端的天线单元504协同进行飞行时间（TOF）距离测量。飞行时间（TOF）距离测量的基本过程是：作为发送端的车辆终端的天线单元504发送测距信号；当作为接收端的车辆终端的天线单元504接收到所述测距信号后，将包含时间参数的测距响应信号回发给所述作为发送端的车辆终端；作为发送端的车辆终端的天线单元504在接收到作为接收端的车辆终端的天线单元504回发的测距响应信号后，根据所述测距信号的发送时间和所述测距响应信号的接收时间之间的差值计算作为发送端的车辆终端与作为接收端的车辆终端之间的空间距离。

在进行飞行时间（TOF）距离测量时，315兆赫兹的无线通信信道和433兆赫兹的无线通信信道互为备份，即车辆终端在315兆赫兹的无线通信信道上传输的信号与在433兆赫兹的无线通信信道上传输的信号相同。

所述车辆终端发送所述测距信号的方式是广播方式。当一个车辆终端广播所述测距信号时，其他车辆终端不进行测距信号的发送。不同车辆终端广播所述测距信号的时隙通过时分的方式在所有车辆终端之间进行分配。

所述摄像头单元505与所述主控和显示单元501连接，用于采集车辆周围的视频图像信息。

在工程车辆在露天矿区进行作业时，车辆的驾驶员常常需要观察他视线范围内其他区域的情况来保证驾驶的安全性。所述摄像头单元505为驾驶员提供其他区域的视频图像，以帮助驾驶员观察他视线范围外的区域。

当所述工程车辆的体积不大，并且驾驶员的视觉死角不多时，所述车辆终端只配备有一个摄像头单元505。

在所述工程车辆只配备有一个摄像头单元505时，所述摄像头单元505直接与所述主控及显示单元501相连接；而所述主控及显示单元501在所述视频显示工作模式下只显示一个视频图像。

图6是本发明具体实施例提供的具有多摄像头单元的车辆终端的结构示意图。参见图6，所述具有多摄像头单元的车辆终端包括主控及显示单元601、GPS定位单元602、罗盘单元603、天线单元604、摄像头单元605和视频档位处理单元606。

如果工程车辆的体积较大，驾驶员的视觉死角较多，或者驾驶员需要观察的位置较多时，所述车辆终端需要配备多个摄像头单元605。同时，因为每个摄像头单元605都需要与所述主控及显示单元601相连接，来自摄像头单元的视频信号需要经过所述视频档位处理单元606的处理才能与所述主控及显示单元601连接。

所述视频档位处理单元606接收来自不同摄像头单元605的视频信号，对接收到的视频信号进行分档处理，然后将经过分档处理的视频信号传输至所述主控及显示单元601。具体的，所述分档处理是对接收的来自不同摄像头单元605的视频信号进行时隙分配，使得来自不同摄像头单元605的视频信号按照不同的时隙被传输给所述主控及显示单元601。

当所述车辆终端具有多个摄像头单元时，所述主控及显示单元601通过所述视频档位处理单元606最多可以连接四个摄像头单元605。并且，所述主控及显示单元601在视频显示工作模式下在其显示屏上可以同时显示由多个摄像头单元605拍摄的多个视频图像。

具有多摄像头单元的车辆终端中其他单元的功能与图5中的具有单摄像头单元的车辆终端中对应单元的功能一致，在此不再赘述。

图7是本发明具体实施例提供的不具有摄像头单元的车辆终端的结构示意图。参见图7，在工程车辆的体积很小，并且驾驶员几乎没有视觉死角的情况下，所述车辆终端可以不配备摄像头单元。此时，所述车辆终端包括主控及显示单元701、GPS定位单元702、罗盘单元703和天线单元704。

当所述车辆终端不具有摄像头单元时，所述主控及显示单元只具有位置和方向显示工作模式，而不具有视频显示工作模式。

不具有摄像头单元的车辆终端中的其他单元的功能与图5中的具有单摄像头单元的车辆终端中对应单元的功能一致，在此不再赘述。

本实施例利用多个车辆终端之间的相互通信以及车辆终端与调度中心之间的通信使得露天矿区内工程车辆的操控人员和调度中心的调度人员能够及时发现撞车隐患，为露天矿区的安全生产提供了保障。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种露天矿用车辆防撞调度系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的露天矿用车辆防撞调度系统，其特征在于，所述调度中心接收到所述车辆终端传输的车辆的位置和方向信息后，对车辆的位置和方向进行实时的三维展示。

3.根据权利要求1所述的露天矿用车辆防撞调度系统，其特征在于，所述调度中心还对车辆的行驶轨迹进行回放，并对车辆的装卸次数、是否超速等情况进行统计。

4.根据权利要求1所述的露天矿用车辆防撞调度系统，其特征在于，所述车辆终端通过GPRS数据连接将车辆的位置和方向信息传输至所述调度中心。

5.根据权利要求1所述的露天矿用车辆防撞调度系统，其特征在于，所述车辆终端还通过所述GPRS数据连接将车辆的类型数据传输至所述调度中心。

6.一种露天矿用车辆防撞调度系统的车辆终端，其特征在于，所述车辆终端包括主控及显示单元、GPS定位单元、罗盘单元和天线单元；

7.根据权利要求6所述的露天矿用车辆防撞调度系统的车辆终端，其特征在于，所述车辆终端还包括摄像头单元，所述摄像头单元与所述主控和显示单元连接，用于采集车辆周围的视频图像信息。

8.根据权利要求7所述的露天矿用车辆防撞调度系统的车辆终端，其特征在于，所述车辆终端还包括视频档位处理单元，所述视频档位处理单元与所述主控和显示单元连接，用于在所述主控和显示单元与多个摄像头单元连接时分档位将不同摄像头单元拍摄的视频图像信息传输至所述主控和显示单元。