CN105469596B - 一种矿井井下智能交通管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿井井下智能交通管控系统及方法，该系统包括上位机、主通讯缆、分段子系统、车载移动终端，上位机与分段子系统通过主通讯缆连接通讯，车载移动终端与分段子系统无线通讯联通，所述的分段子系统包括分段控制器、交通信号信息显示器、定位通讯分站和分段通讯缆。本发明通过创新的技术和方法，实现智能化自动化管控矿井井下封闭狭窄巷道的交通运行，其可分段独立管理控制各分段的交通运行，并可通过主系统上位机调度管控交通运行，系统稳定性更高、实用性更好；车载移动终端在各分段内移动，沿线与分段通讯缆进行全程无线通讯，并被系统全程跟踪定位，系统的交通运行信息实时性更强、精确度更高。

Description

一种矿井井下智能交通管控系统及方法

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种用于矿井井下的智能交通管控系统及方法。

背景技术

目前，传统的封闭巷道及矿井下交通管控系统，采用在移动终端移动线路上，沿线安装如射频读卡器、压力传感器等点状分布的位置传感器和通讯基站，以实现检测移动终端位置并与之通讯，其检测和通讯为点状非连续的；当检测到移动终端信息后通过通讯链路发送到系统主机，由系统主机处理并发送指令控制道口信号器，其控制模式基本为单一的主控模式，不能以各段为单位自动分段控制。由于井下环境恶劣，主通讯缆经常发生断路故障，完全依赖系统主控方式管控交通，稳定性极差，维护难度大，实用效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种矿井井下智能交通管控系统，其采用分段子系统自主控制和上层主系统调度控制相结合的智能交通管控方式。各子系统可单独运行，既可发挥主系统的调度作用又可提高自动控制分段子系统的生存力、稳定性；采用分段子系统，通过定位通讯分站和分段通讯缆，对车载移动终端进行沿线全线覆盖无线定位通讯，明显优于传统技术，使系统更稳定，控制更精确。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种矿井井下智能交通管控系统，包括上位机、与该上位机通过主通讯缆连接的若干分段子系统以及与该分段子系统进行沿线无线通讯连接的车载移动终端；所述分段子系统包括分段控制器、分段通讯缆以及设置在分段巷道两端道口的定位通讯分站和交通信号信息显示器，所述分段控制器通过所述主通讯缆与所述上位机连接，所述分段控制器通过所述分段通讯缆分别与所述定位通讯分站、交通信号信息显示器连接，两个定位通讯分站之间通过所述分段通讯缆连接。

进一步地，所述分段控制器包括信息处理模块一、通讯模块和信号控制模块，所述通讯模块与上层主通讯缆及上位机相连通讯，并与下层分段通讯缆相连通讯，所述信息处理模块一根据所接收的信息，通过内嵌的井下交通运行规则程序，处理相关信息，并向信号控制模块发送控制指令，所述信号控制模块与交通信号信息显示器通讯连接，并控制其信号信息显示。

进一步地，所述定位通讯分站包括信息处理模块二、无线通讯模块一和微波测距定位模块，该定位通讯分站通过分段通讯缆与车载移动终端进行沿途全程无线通讯，并对其进行全程微波测距定位。

进一步地，所述定位通讯分站还包括雷达测速模块，用于对车载移动终端进行测速。

进一步地，所述车载移动终端包括信息处理模块三、无线通讯模块二和定位模块，所述无线通讯模块二与分段通讯缆全程无线通讯，并与系统进行实时交互通讯，所述定位模块与所述定位通讯分站进行定位通讯，完成点对点微波测距传感定位及通讯。

进一步地，所述分段子系统还包括电源，该电源分别对分段控制器、定位通讯分站、交通信号信息显示器进行工作供电。

优选地，所述分段通讯缆采用漏泄通讯同轴缆，能与沿线移动的车载移动终端进行全程无线射频通讯。

本发明还提供一种采用权利要求1所述系统的矿井井下智能交通管控方法，包括如下步骤：

当车辆驶入分段巷道，车载移动终端被驶入端道口的定位通讯分站检测到位置和身份信息，分段控制器对驶出端道口的交通信号信息显示器发送控制指令，控制该交通信号信息显示器显示为禁止驶入信号，并显示相对方向车辆数为n，分段控制器向车辆驶入端的交通信号信息显示器发送控制指令，控制该交通信号信息显示器显示为跟进信号，并显示同向驶入车辆数为n；当n≥X时，分段控制器控制驶入端道口的交通信号信息显示器显示为禁止驶入信号，其中X为单个分段巷道设置的最大同向跟进车辆数；

当车辆驶出分段巷道，车载移动终端脱离分段子系统的无线通讯覆盖范围或被其他段外定位通讯分站检测到，该分段子系统检测不到车载移动终端的在线信息，分段巷道内无车辆，分段控制器控制两端道口的交通信号信息显示器显示为通行信号。

进一步地，当车辆驶入分段巷道，车载移动终端与分段通讯缆全程无线通讯，车载移动终端与定位通讯分站及系统全程信息交互并被全程定位，车载移动终端实时显示所在分段及前后各分段的交通运行信息。

进一步地，当系统需要调度控制至少一个分段子系统的交通信号信息显示器时，通过上位机下发优先级高的调度指令，分段控制器接收到指令，按照系统的优先指令依次控制交通信号信息显示器显示。

进一步地，车载移动终端进入一个分段巷道，系统能根据需要对本段巷道及邻近的若干个分段巷道进行逻辑编组控制，编组期间，同一组若干个分段巷道被系统视为同一个分段进行交通信号信息控制。

进一步地，车载移动终端进入分段巷道，道口的定位通讯分站检测到车辆及移动终端身份信息，所述雷达测速模块对区域内车辆进行测速，并将身份信息和速度信息发送至系统，当速度值大于限速值，系统发送超速警报信息并记录，系统及车载移动终端触发报警。

由以上技术方案可知，本发明实现智能化自动管控矿井井下封闭狭窄巷道的交通运行，其可分段独立管理控制各分段的交通运行，并可通过主系统上位机调度管控交通运行，系统稳定性更高、实用性更好；车载移动终端在各分段内移动，沿线与分段通讯缆进行全程无线通讯，并被系统全程跟踪定位，系统的交通运行信息实时性更强、精确度更高。

附图说明

图1为本发明矿井井下智能交通管控系统的结构示意图；

图2为本发明中分段子系统的结构示意图，并示出了车载移动终端。

图中：1、上位机，2、主通讯缆，3、分段子系统，31、分段控制器，32、分段通讯缆，33、定位通讯分站，34、交通信号信息显示器，35、电源，4、车载移动终端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1所示，矿井井下智能交通管控系统包括上位机1，与上位机相连通讯的主通讯缆2，通过主通讯缆与上位机相连通讯的若干分段子系统3，以及与分段子系统进行沿线无线通讯的车载移动终端4。

如图2所示，所述分段子系统3包括分段控制器31、分段通讯缆32以及设置在分段巷道两端道口的定位通讯分站33和交通信号信息显示器34，所述分段控制器通过所述主通讯缆与所述上位机连接，所述分段控制器通过所述分段通讯缆分别与所述定位通讯分站、交通信号信息显示器连接。

所述分段控制器31包括信息处理模块一、通讯模块和信号控制模块，所述通讯模块与上层主通讯缆及上位机相连通讯，并与下层分段通讯缆相连通讯，所述信息处理模块一根据所接收的信息，通过内嵌的井下交通运行规则程序，处理相关信息，并向信号控制模块发送控制指令，所述信号控制模块与交通信号信息显示器通讯连接，并控制其信号信息显示。所述分段控制器可外置，也可内置于定位通讯分站或交通信号信息显示器中。

所述定位通讯分站33设置于每个分段巷道的两端，中间以分段通讯缆32相连，分段通讯缆为漏泄通讯同轴缆，其可与沿线移动的车载移动终端进行全程无线射频通讯。定位通讯分站33由信息处理模块二、无线通讯模块一、微波测距定位模块组成，同时集成雷达测速模块，其通过分段通讯缆与车载移动终端进行沿途全程无线射频通讯，并对其进行全程微波测距定位，同时对雷达范围内进行区域定位和精确测速。定位通讯分站用于检测驶入、驶出车辆的身份信息、位置信息及速度信息，并将信息发送至分段控制器及主系统，分段控制器根据分段子系统既定的交通运行规则，对分段巷道两端的道口交通信号信息显示器进行控制显示，运行车辆则根据显示信息有序运行。

所述分段子系统3还包括电源35，该电源分别对分段控制器、定位通讯分站、交通信号信息显示器进行工作供电，所述电源也可内置于定位通讯分站中，只要能提供各部分的电源，对其安装位置不做限定。

所述车载移动终端4包括信息处理模块三、无线通讯模块二和定位模块，所述无线通讯模块二与分段通讯缆全程无线通讯，并与系统进行实时交互通讯，所述定位模块与所述定位通讯分站进行定位通讯，完成点对点微波测距传感定位及通讯。所述移动终端可通过接收指令输入，进行司控操作。

所述移动终端4还包括显示模块和声讯报警模块，所述显示模块实时显示各分段的交通运行信息，能实时进行交通信息导航。所述声讯报警模块可以在系统下发报警广播、侦测防撞预警、超速类情况时提供不同声音讯息报警。

矿井井下交通的主巷道一般由各个分段巷道连接而成，各分段之间连接处有岔道岔开向巷道外延伸，各分段内为狭窄单向行驶的封闭巷道，因此其交通运行需要采用本发明的高度自动化的智能交通管控系统。车载移动终端4在主巷道内移动，当车载移动终端进入一个分段巷道，定位通讯分站33检测到其进入分段巷道，分段通讯缆32与车载移动终端4进行沿途无线通讯，分段子系统通过定位通讯分站和分段通讯缆对车载移动终端进行沿途定位通讯，分段子系统通过检测到的车载移动终端位置、方向等运行信息，根据既定的通行规则程序，由分段控制器31控制分段巷道两端道口的交通信号信息显示器34，显示道口交通指示信息。分段控制器31同时通过主通讯缆2与上位机1联通，接收上位机的信息并反馈分段子系统的信息，其可接收上位机的调度指令对交通信号信息显示器进行控制。车载移动终端4沿途与系统进行无线通讯，接收系统信息、指令并发送本地运行信息，同时可接收显示其他车载移动终端位置及各分段巷道的交通运行信息。系统通过定位通讯分站和分段通讯缆，对车载移动终端进行实时定位通讯，根据既定交通控制逻辑，对各分段巷道两端道口的交通信号信息显示器进行控制和显示，同时在车载移动终端显示、播报交通信息。分段子系统根据既定运行规则和实时运行状况，其可自动自主控制交通信号信息显示器，指挥井下车辆运行，同时与上位机相联通，实时上传分段信息和接收上位机信息，系统能实现分段子系统自动管理控制和主系统上位机的调度管理控制。

本实施例中采用上述系统的矿井井下智能交通管控方法，详细描述如下：

当车辆驶入分段巷道，其车载移动终端4被道口一端的定位通讯分站33检测到位置和身份信息，分段控制器31对分段巷道另一端的交通信号信息显示器发送控制指令，控制该交通信号信息显示器显示为禁止驶入的红色信号，并显示相对方向车辆数为1；分段控制器31同时向车辆驶入一端的交通信号信息显示器发送控制指令，控制该交通信号信息显示器显示为绿色闪烁，并显示同向驶入车辆数为1；此时，本段道口另一端的相对方向行驶来的车辆看到道口显示红灯禁止驶入，而驶入一端的同向跟随车辆看到分段道口信号绿闪仍可跟随进入；系统可设置最大同向跟进车辆数X为1～200的任意数，当系统检测到同向车辆即车载移动终端达到设置上限数值时，分段控制器控制驶入端交通信号信息显示器翻转为禁止驶入的红色，其后跟随的同向车辆也禁止驶入。

当车辆驶入分段巷道，其车载移动终端4与分段通讯缆32全程无线通讯，车载移动终端4与定位通讯分站33及系统全程信息交互并被全程定位，车载移动终端实时显示所在分段及前后各分段的交通运行信息。

当车辆驶出分段巷道，其车载移动终端4脱离分段子系统及分段通讯缆的无线通讯覆盖范围或被段外通讯定位分站检测到，该分段子系统检测不到车载移动终端的在线信息，分段巷道内无车辆，分段控制器31控制两端交通信号信息显示器翻转为通行色绿色，此时分段巷道存有车辆为0。

当系统需要调度控一个或几个分段交通信号信息显示器，其通过上位机下发优先级高的调度指令，分段控制器接收到指令，其按照系统的优先指令控制交通信号信息显示器显示；

当需要对一个以上车辆进行编组运行，系统可对若干个车载移动终端进行编组，编组期间，系统将一个组ID视为一辆车的一个车载移动终端ID，系统仍按既定运行规则运行。

根据运行需要，车载移动终端进入一个分段巷道，系统可根据需要对本段巷道及邻近的若干个分段巷道进行逻辑编组控制，编组期间，同一组若干个分段巷道被系统视为同一个分段进行交通信号信息控制。

车载移动终端具备全程通讯和全程定位，实时导航信息显示，优先级别高的车辆，司控操作路线规划和预占分段方式调度干预。

车载移动终端进入分段巷道，道口的定位通讯分站检测到车辆及移动终端身份信息，其雷达测速模块对区域内车辆进行精确测速，并将身份信息和速度信息发送至系统，当速度值大于限速值，系统发送超速警报信息并记录，系统及车载移动终端触发报警。

本发明通过创新的技术和方法，实现智能化自动化管控矿井井下封闭狭窄巷道的交通运行，其可分段独立管理控制各分段的交通运行，并可通过主系统上位机调度管控交通运行，系统稳定性更高、实用性更好；车载移动终端在各分段内移动，沿线与分段通讯缆进行全程无线通讯，并被系统全程跟踪定位，系统的交通运行信息实时性更强、精确度更高。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种矿井井下智能交通管控系统，其特征在于，包括上位机(1)、与该上位机通过主通讯缆(2)连接的若干分段子系统(3)以及与该分段子系统进行沿线无线通讯连接的车载移动终端(4)；所述分段子系统(3)包括分段控制器(31)、分段通讯缆(32)以及设置在分段巷道两端道口的定位通讯分站(33)和交通信号信息显示器(34)，所述分段控制器(31)通过所述主通讯缆(2)与所述上位机(1)连接，所述分段控制器(31)通过所述分段通讯缆(32)分别与所述定位通讯分站(33)、交通信号信息显示器(34)连接，定位通讯分站(33)之间通过所述分段通讯缆(32)连接；

所述分段控制器(31)包括信息处理模块一、通讯模块和信号控制模块，所述通讯模块与上层主通讯缆及上位机相连通讯，并与下层分段通讯缆相连通讯，所述信息处理模块一根据所接收的信息，通过内嵌的井下交通运行规则程序，处理相关信息，并向信号控制模块发送控制指令，所述信号控制模块与交通信号信息显示器通讯连接，并控制其信号信息显示。

2.根据权利要求1所述的矿井井下智能交通管控系统，其特征在于，所述定位通讯分站(33)包括信息处理模块二、无线通讯模块一和微波测距定位模块，该定位通讯分站通过分段通讯缆与车载移动终端进行沿途全程无线通讯，并对其进行全程微波测距定位。

3.根据权利要求2所述的矿井井下智能交通管控系统，其特征在于，所述定位通讯分站(33)还包括雷达测速模块，用于对车载移动终端进行测速。

4.根据权利要求1所述的矿井井下智能交通管控系统，其特征在于，所述车载移动终端(4)包括信息处理模块三、无线通讯模块二和定位模块，所述无线通讯模块二与分段通讯缆全程无线通讯，并与系统进行实时交互通讯，所述定位模块与所述定位通讯分站进行定位通讯，完成微波测距传感定位及通讯。

5.根据权利要求1所述的矿井井下智能交通管控系统，其特征在于，所述分段子系统(3)还包括电源(35)，该电源分别对分段控制器、定位通讯分站、交通信号信息显示器进行工作供电。

6.根据权利要求1所述的矿井井下智能交通管控系统，其特征在于，所述分段通讯缆(32)采用漏泄通讯同轴缆，能与沿线移动的车载移动终端进行全程无线射频通讯。

7.一种采用权利要求1所述系统的矿井井下智能交通管控方法，其特征在于，包括如下步骤：

当车辆驶入分段巷道，车载移动终端被驶入端道口的定位通讯分站检测到位置和身份信息，分段控制器对驶出端道口的交通信号信息显示器发送控制指令，控制该交通信号信息显示器显示为禁止驶入信号，并显示敌对方向车辆数为n，分段控制器向车辆驶入端的交通信号信息显示器发送控制指令，控制该交通信号信息显示器显示为跟进信号，并显示同向驶入车辆数为n；当n≥X时，分段控制器控制驶入端道口的交通信号信息显示器显示为禁止驶入信号，其中X为单个分段巷道设置的最大同向跟进车辆数；

当车辆驶出分段巷道，车载移动终端脱离分段子系统的无线通讯覆盖范围或被下一分段子系统检测到，该分段子系统检测不到车载移动终端的在线信息，分段巷道内无车辆，分段控制器控制两端道口的交通信号信息显示器显示为通行信号。

8.根据权利要求7所述的矿井井下智能交通管控方法，其特征在于，当车辆驶入分段巷道，车载移动终端与分段通讯缆全程无线通讯，车载移动终端与定位通讯分站及系统全程信息交互并被全程定位，车载移动终端实时显示所在分段及前后各分段的交通运行信息。

9.根据权利要求7所述的矿井井下智能交通管控方法，其特征在于，当系统需要调度控制至少一个分段子系统的交通信号信息显示器时，通过上位机下发优先级高的调度指令，分段控制器接收到指令，按照系统的优先指令控制交通信号信息显示器显示。

10.根据权利要求7所述的矿井井下智能交通管控方法，其特征在于，车载移动终端进入一个分段巷道，系统能根据需要对本段巷道及邻近的若干个分段巷道进行逻辑编组控制，编组期间，同一组若干个分段巷道被系统视为同一个分段进行交通信号信息控制。

11.根据权利要求7所述的矿井井下智能交通管控方法，其特征在于，车载移动终端进入分段巷道，道口的定位通讯分站检测到车辆及移动终端身份信息，使用雷达测速模块对区域内车辆进行测速，并将身份信息和速度信息发送至系统，当速度值大于限速值，系统发送超速警报信息并记录，系统及车载移动终端触发报警。