CN106297240B - 一种矿山机车运输监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种矿山机车运输监控系统及方法,属于一种机车运输监控系统及方法。监控系统包括:地面控制计算机、交换机、网关、基站和通迅模块;地面控制计算机、交换机、网关、基站和通迅模块顺序连接,通迅模块连接在工作装置上;监控方法,包括如下步骤:(1)组建监控网络;2、监控网络通讯;3、监控网络对工作装置监控;本安电源对系统内的硬件进行本质安全型供电。优点:1、无线自组网,组网方便。2、车载机能进行倒车、丢车、清点车皮,追尾信号的提示,有效的防止追尾和撞车事故的发生。3、拒动司控道岔可靠性高。4、追尾报警定位准确性高。5、电气与信号同时闭锁、道岔自动控制及速度设备与报警杜绝发生的安全事故。

Description

一种矿山机车运输监控系统及方法
技术领域
本发明涉及一种机车运输监控系统及方法,特别是一种矿山机车运输监控系统及方法。
背景技术
目前,矿山机车运输的工作状态,一般是通过总控室内的工作人员以电话调度的方式,或者是电机车司机在现场对道岔室手动扳道指令,或手动设置闭塞信号来调度矿山机车的运行,并以此来获取矿山机车运输的工作调度。
自动监控矿山机车系统一般是采用在轨道附近安装轨道传感器,用轨道传感器来实现机车的定位、区段显示、信号闭塞、道岔的自动控制,实施对机车运输的监控。
现有的对矿山机车的监控存在下述缺点:在轨道附近安装轨道传感器,现场环境对轨道传感器正常工作造成影响,例如:轨道上残留的煤矸石、物料、轨道上的泥水、机车与轨道之间的机械冲击的挤压、地压冲击造成轨道变形、轨道的修理及更换都会造成轨道传感器精度降低,甚至失灵;定位盲目;区段之内不能确定机车的具体位置;形成了定位不准确或失去定位,控制繁琐以及现场环境造成的传感器工作不稳定,最终造成现有自动监控系统控制不准确、稳定性差,甚至瘫痪。
发明内容
本发明的目的是要提供一种矿山机车运输监控系统及方法,解决现有自动监控系统控制不准确、稳定性差,甚至瘫痪的问题。
本发明的目的是这样实现的:包括:监控系统和监控方法;
所述的监控系统包括:地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置;在地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置上均连接有通迅模块;地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置顺序通讯连接。
所述的地面控制计算机包括:工控机、数据库、服务器、大屏幕显示系统和终端操作台;工控机、数据库、服务器、大屏幕显示系统和终端操作台在一个总线下实现电气连接;服务器通过路由器和防火墙及英特网与集团公司的英特网实施通讯;
所述的交换机为多个,组建成工业环网;
所述的网关为多个,并与交换机对应通迅连接;
所述的基站为多个,多个基站与一个网关通讯连接;
所述的工作装置为多个,多个工作装置与一个基站相互通讯连接。
所述的通讯模块为有线通讯模块和无线通讯模块;其中:有线通讯模块的芯片为CAN模块;有线通讯模块通过有线通讯模块芯片为CAN模块和通讯电缆、光缆或者网线通讯;基站和网关的无线通讯模块为基于单片机的无线发射器和无线接收器;基站的单片机的输出端与工作装置连接;基站和工作装置的无线通迅模块之间就近实现无线通迅;无线通讯模块的芯片为ZIGBEE传输模块。
所述的工作装置有:司控道岔装置、弯道报警器、无线标识卡、车载机、车尾信号装置、双轨识别传感器、信号灯、电气闭锁装置和机车无人驾驶终端。
所述的监控方法,在监控区域内组建监控网络,对监控网络内的通迅模块编码,监控网络内的通迅模块之间实施通讯;通迅模块在监控网络内将实时信息上传至地面控制计算机,地面控制计算机根据通迅模块的实时信息进行计算、分析,在监控网络内发送控制指令;接收到控制指令的通迅模块分别独立工作,通讯模块将控制信息发送到工作装置,工作装置按照控制指令工作,实施对监控网络内工作装置监控;本安电源对监控区域内的硬件进行本质安全型供电。
具体步骤如下:
(1)、组建监控网络:监控网络包括:地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置,在地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置上均连接有通讯模块,通讯模块之间就近通讯连接;地面控制计算机与交换机通讯连接;交换机之间构成井下工业环网,交换机通过网关与基站通讯连接,基站与工作装置通讯连接;地面控制计算机为地面监控中心,交换机、网关和基站构成井下通讯网络;通讯网络信号全覆盖矿山运输通道;
或者监控网络包括:地面控制计算机、井下计算机、交换机、网关、基站和通讯模块;地面控制计算机与井下计算机通讯连接;井下计算机与交换机、网关、基站和通讯模块顺序通讯连接;
(2)、对监控网络内的通迅模块编码:地面控制计算机通过监控网络对通讯模块实施编码,每一个通迅模块获得一个独立的编码;
(3)、通迅模块在监控网络内通讯:
(a)地面监控中心与井下通讯网络通讯:地面控制计算机与交换机双向通讯,交换机构成井下工业环网络,交换机通过网关与基站进行双向通讯;
(b)或者地面控制计算机同时与多个井下计算机双向通讯,井下计算机与交换机、网关、基站进行双向通讯;交换机通过光缆或电缆与网关通讯连接;交换机通过网关与基站双向通讯连接,实现对矿山机车在监控网络范围内全覆盖控制;
(C)基站与网关的通讯模块之间双向通讯;
(d) 基站的通讯模块与工作装置的通讯模块之间通讯;每个基站的通讯模块之间通过基站进行相互通讯;
(e)有线通讯通过CAN总线传输协议传输信号;
(4)、对监控网络内工作装置监控:每个工作装置的通讯模块通过监控网络实时将工作信号传送到地面控制计算机,地面控制机计算机根据通讯模块发送来的信号进行计算、分析,然后向通讯模块发送控制指令,通讯模块接到控制指令后,控制工作装置,实现地面控制计算机对工作装置的实时监控。
所述的监控网络为有线网络或者为无线网络,所述的有线网络包括有线网关和有线基站;所述的无线网络包括无线网关和无线基站,无线网关和无线基站内置有无线通讯模块。
所述的工作装置包括:信号灯、车载机、弯道报警器、识别卡、司控道岔装置、车尾信号装置、识别传感器、电气闭锁装置、机车无人驾驶控制终端。
所述的矿山机车为架线电机车、电瓶车、无轨胶轮车或矿用式汽车。
有益效果,由于采用了上述方案,该矿山机车的监控系统通过传感技术实现有线或无线信号在矿山井下实现全覆盖,监控网络是通过交换机、网关与基站相连接,当矿山机车接到运输任务后,按照监控系统发出的指令运行,行驶过程中通过矿山机车车载机对司控道岔装置进行现场遥控(控制方式四种1、监控系统自动控制2、监控系统手动控制3、现场遥控控制4、现场手动控制),同时该行驶区域被占用后区域内监控系统识别,监控系统向对方、后方车辆发出红灯信号,当矿山机车行驶到下一区域时,区域前、后亮红灯,矿山机车行驶到下一区域后,上一区域红灯变绿灯,信号解锁。通过在巷道或轨道上安装传感器来进行左侧轨道和右侧轨道识别,矿山机车行驶在弯道或岔口前方时,如果前方有车辆或观察到前方红灯信号时,矿山机车进行自动等待;如果矿山机车继续行驶,电机车车头上的车载机会进行闯红灯报警,同时红灯区域内的供电回路或机车供电回路自动电气闭锁,实现了强制管理;当机车行驶在司控道岔装置上时,道岔位置传感器实现司控道岔装置拒动,对司控道岔装置所有外来控制信号闭锁,以避免因道岔误动作产生的掉道、翻车事故;司机必须按照预设定的机车速度行驶,如果矿山机车超速行驶,车载机将对司机进行超速报警,同时地面控制计算机产生报表,对司机生成不良工作记录。监控系统通过车头车载机和车尾红灯信号进行整列车丢车、车皮数量的管理;对矿山机车行车过程中出现的追尾信号,具有两种控制方式:1、通过矿山机车车载机与无线基站进行信息处理,地面控制计算机显示红灯追尾报警信号,并且生成追尾的地点、车号、追尾的距离等井下现场数据显示,调度员根据井下现场数据及时调度现场电机车,避免追尾或撞车事故的发生,2、追尾信号可通过车载机和车尾传感器的距离设定,在井下现场实现追尾报警信号,提示司机注意安全。
当行驶的电机车进入停电区后,安装在电机车上或者架线上的通讯模块发出的脉冲信号,脉冲信号为有线脉冲信号或无线脉冲信号,经过无线方式或有线方式发送至工作装置,工作装置检测到脉冲信号后驱动执行电路工作,给该区域架线送电,当该控制区域的架线有电时,语言报警器工作,扬声器发出“有电危险,请注意安全”的声音信号,同时安装在巷道内的警示灯闪烁,提醒行人架线有电。主控箱通过检测由于机车行驶而产生的电流信号判断机车是否离开该区段。当电机车驶离控制区后,此区段架线无电流信号,主控箱经延时约12秒后,架线控制区断电,语言报警器停止工作,警示灯停止闪烁。供电装置恢复静态,供电区停电。
解决了现有自动监控系统控制不准确、不可控,甚至瘫痪的问题,达到了本发明的目的。
优点:
1、无线自组网:组网方便,数据信息处理量强大,本质安全型,低功耗、使用寿命长、计算机有足够的冗余、组网随意性大、避免传统产品轨道传感器因现场条件局限性而产生的不准确性等故障,提高系统可靠性、因无线组网的方式解决了现场轨道传感器而生成的大量的接口所造成的系统不稳定性,安装方便。
2、车载机:功能性比较强、机车实时定位运算准确、可对现场通过报警、生产管理、控制管理、机车的速度、信号控制等提高生产效率和安全效率,帮助电机车司机解决现场的安全问题,有效的抑制安全隐患防止安全事故的发生。无线传感报警信号装置可以通过车尾信号报警功能进行倒车、丢车、清点车皮,追尾信号的提示,有效的防止追尾和撞车事故的发生。
3、拒动司控道岔装置可以有效防止机车在行车过程中整列车还没有完全通过的情况下,因人为误控制、道岔误动作而产生的掉道事故,传感器采取扇形覆盖方式,覆盖性强、可靠性高。
4、追尾报警无线可调,采用无线定位的方式,定位准确性高,避免因轨道传感器点控制而产生的距离不可控,提高现场的安全运输效率。
5、电气与信号同时闭锁,电气闭锁和信号闭锁同步,可有效地避免因电机车司机疲惫而产生误闯红灯,或者现场行车规律逻辑不明确而产生的安全事故。
6、道岔自动控制可有效的避免现场电机车行驶过程中司机停车、下车、扳道或者行车、下车、扳道,两种因素产生的现场安全事故。
7、机车的速度设备与报警:避免因超速而产生的安全事故。
8、监控系统与传统的系统相比较改掉了因大量的传感器接口由于现场的潮湿度和振动等原因而产生的可靠性,监控系统采用每列车一组无线传感器来实现矿山机车运输,监控系统所需要的各种功能,可靠性高、稳定性强。
附图说明
图1为本发明的无线通讯模式结构图。
图2为本发明的有线通讯模式结构图。
图中,1、路由器;2、数据库服务器;3、工控机;4、光口交换器;5、大屏幕显示系统;6、交换机;7、网关;8、基站;9、信号灯;10、车载机;11、弯道报警器;12、无线标识卡;13、司控道岔装置;14、车尾信号装置;15、双轨识别传感器;16、电气闭锁装置;17、机车无人驾驶控制终端;18、终端操作台。
具体实施方式
实施例1:本发明包括:监控系统和监控方法;
所述的监控系统包括:地面控制计算机、交换机6、网关7、基站8和工作装置;在地面控制计算机、交换机6、网关7、基站8和工作装置上均连接有通迅模块;地面控制计算机、交换机6、网关7、基站8和工作装置顺序通讯连接。
所述的地面控制计算机包括:工控机3、数据库服务器2、大屏幕显示系统5和终端操作台18;工控机3、数据库服务器2、大屏幕显示系统5和终端操作台18在一个总线下实现电气连接;数据库服务器2通过路由器1和防火墙及英特网与集团公司的英特网实施通讯;
所述的交换机为多个,组建成工业环网;
所述的网关为多个,并与交换机对应通迅连接;
所述的基站为多个,多个基站与一个网关通讯连接;
所述的工作装置为多个,多个工作装置与一个基站相互通讯连接;
所述的通讯模块为无线通讯模块;基站和网关的无线通讯模块为基于单片机的无线发射器和无线接收器,基站的单片机的输出端与工作装置连接;基站和工作装置的无线通迅模块之间就近实现无线通迅;无线通讯模块的芯片为ZIGBEE传输模块。
所述的工作装置有:司控道岔装置13、弯道报警器11、无线标识卡12、车载机10、车尾信号装置14、双轨识别传感器15、信号灯9、电气闭锁装置16和机车无人驾驶终端17。
所述的监控方法,在监控区域内组建监控网络,对监控网络内的通迅模块编码,监控网络内的通迅模块之间实施通讯;通迅模块在监控网络内将实时信息上传至地面控制计算机,地面控制计算机根据通迅模块的实时信息进行计算、分析,在监控网络内发送控制指令;接收到控制指令的通迅模块分别独立工作,通讯模块将控制信息发送到工作装置,工作装置按照控制指令工作,实施对监控网络内工作装置监控;本安电源对监控区域内的硬件进行本质安全型供电。
具体步骤如下:
(1)、组建监控网络:监控网络包括:地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置,在地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置上均连接有通讯模块,通讯模块之间就近通讯连接;地面控制计算机与交换机通讯连接;交换机之间构成井下工业环网,交换机通过网关与基站通讯连接,基站与工作装置通讯连接;地面控制计算机为地面监控中心,交换机、网关和基站构成井下通讯网络;通讯网络信号全覆盖矿山运输通道;
或者监控网络包括:地面控制计算机、井下计算机、交换机、网关、基站和通讯模块;地面控制计算机与井下计算机通讯连接;井下计算机与交换机、网关、基站和通讯模块顺序通讯连接;
(2)、对监控网络内的通迅模块编码:地面控制计算机通过监控网络对通讯模块实施编码,每一个通迅模块获得一个独立的编码;
(3)通迅模块在监控网络内通讯:
(a)地面监控中心与井下通讯网络通讯:地面控制计算机与交换机双向通讯,交换机构成井下工业环网络,交换机通过网关与基站进行双向通讯;
(b)或者地面控制计算机同时与多个井下计算机双向通讯,井下计算机与交换机、网关、基站进行双向通讯;交换机通过光缆或电缆与网关通讯连接;交换机通过网关与基站双向通讯连接,实现对矿山机车在监控网络范围内全覆盖控制;
(c)基站与网关的通讯模块之间双向通讯;
(d) 基站的通讯模块与工作装置的通讯模块之间通讯;每个基站的通讯模块之间通过基站进行相互通讯;
(e)有线通讯通过CAN总线传输协议传输信号;
(4)、对监控网络内工作装置监控:每个工作装置的通讯模块通过监控网络实时将工作信号传送到地面控制计算机,地面控制机计算机根据通讯模块发送来的信号进行计算、分析,然后向通讯模块发送控制指令,通讯模块接到控制指令后,控制工作装置,实现地面控制计算机对工作装置的实时监控。
具体的工作装置为司控道岔装置;当矿山机车处在道岔时;
(a)司控道岔装置自动控制:地面控制计算机对监控网络覆盖范围内的司控道岔装置直接实施进路设定和自动控制;或者通过电机车车头上的车载机对司控道岔装置实施现场遥控控制;所述的进路设定是指矿山机车从开始行驶直至目的地的路段,地面控制计算机将路段沿途的司控道岔装置按照行驶规律进行预设定;所述的自动控制是指在固定的运输规律情况下,通过地面控制计算机程序控制,实现矿山机车行驶沿途的司控道岔装置按行驶规律设定,同时沿途信号灯按照进路设定路线绿灯全部开放;
(b)司控道岔装置拒动:当矿山机车或车皮行驶在司控道岔装置控制的道岔岔尖上时,司控道岔装置自锁,不接受外来任何控制指令,拒绝调换道岔动作,防止此时搬动道岔造成的掉道或者翻车事故;拒动传感器安装在轨道一侧的巷道壁上或轨道上,当矿山机车行驶在司控道岔装置岔尖上并进入到轨道一侧的拒动传感器信号覆盖范围内时,拒动传感器对金属行驶目标实施检测;
拒动方法:
1、拒动传感器的通讯模块实时将检测到的信息通过基站上传到地面控制计算机,地面控制计算机根据基站传送来的拒动传感器信息,向司控道岔装置发送控制指令,锁定司控道岔装置电气回路,实现司控道岔装置拒动;
2、拒动传感器将实时检测到的信息传送到司控道岔装置,经过司控道岔装置主控制板解调后直接锁定司控道岔装置控制回路,实现司控道岔装置拒动。
所述的拒动传感器为定向传感器,具体为:金属传感器、红外传感器或反射传感器、地磁传感器、接近式传感器、热释传感器、触碰式传感器、光电传感器、磁接近式传感器。在有线网络中,拒动传感器作为有线通讯模块,通过导线输送控制信息,直接实施控制。
所述的网络为无线网络,所述的无线网络包括无线网关和无线基站,无线网关和无线基站内置有无线通讯模块;
所述的矿山机车为架线电机车、电瓶车、无轨胶轮车或矿用式汽车。
实施例2:本发明步骤1中组建监控网络:监控网络包括:地面控制计算机、井下计算机房、交换机、网关、基站和通讯模块;地面控制计算机与井下计算机房通讯连接;井下计算机房与、交换机、网关、基站和通讯模块顺序通讯连接。
进一步的,所述的网络为有线网络,所述的有线网络包括有线网关和有线基站。
所述的通讯模块为有线通讯模块,有线通讯模块的芯片为CAN模块;在有线网络中,拒动传感器和双轨识别传感器通过有线通讯模块芯片CAN模块和导线输送控制信息,直接实施控制;有线通讯模块通过通讯电缆、光缆或者网线通讯。
其它与实施例1同。
实施例3:实施例1中,所述的具体步骤(4)中,对监控网络内工作装置监控:具体的工作装置为弯道报警器;当矿山机车处在弯道时,所述的矿山机车为架线电机车;
矿山机车行驶至接近弯道过程中,通过基站向地面控制计算机实时发送电机车进入弯道信息,l、地面控制计算机通过基站发送来的矿山机车进入弯道的信息,对矿山机车的行驶位置计算、判断后,发出弯道报警控制指令,弯道报警器报警,2、车载机直接通过车载机的通讯模块发出无线信号向弯道报警器发出报警指令,弯道报警器的通讯模块接收到报警指令后,弯道报警器报警;提示准备通过弯道的行人和其它矿山机车,通过弯道注意安全的警示。
所述的通讯模块为无线通讯模块;基站和网关的无线通讯模块为基于单片机的无线发射器和无线接收器,无线发射器的天线和无线接收器的天线均发送单片机的信号,基站的单片机的输出端与工作装置连接;基站和工作装置的无线通迅模块之间就近实现无线通迅。
其它与实施例1同。
实施例4:实施例1中,所述的具体步骤(4)中,对监控网络内工作装置监控:具体的工作装置为信号灯和电气闭锁装置;当矿山机车处在信号闭塞区域时;
(a)当矿山机车处在道岔口或弯道处闭塞,,所述的矿山机车为架线电机车矿山机车将处在信号闭塞区域的信息通过基站上传到地面控制计算机,地面控制计算机通过监控网络启动矿山机车的电气闭锁装置,对矿山机车实施电气闭锁,使处在信号闭塞一侧或者是另一个方向矿山机车停止运行,等待信号开放;
(b)当矿山机车处在追尾区域闭塞,述的矿山机车为电瓶车;矿山机车行驶过程中,行驶的前方、后方区域有追尾信号时,发出追尾信号的矿山机车通过基站、网关实时向地面控制计算机发送追尾信息,地面控制计算机通过监控网络向发出追尾信息矿山机车前方和后方进入追尾范围内的矿山机车发出停车指令,同时启动电气闭锁装置对控制架线或电瓶车电池作停电处理;
(c)当矿山机车的行驶区域被占用闭塞或者无车行驶时,述的矿山机车为无轨胶轮车或矿用式汽车;该行驶区域的基站向地面控制计算机实时发送出行驶区域被占用闭塞或者无车行驶的信息,地面控制计算机向基站发送区域闭塞或区域开放信号指令,基站对行驶区域被占用闭塞或者无车行驶的信号灯实施控制,对区域闭塞发出红灯控制信号,区域开放发出绿灯控制信号。
所述的电气闭锁装置包括通讯模块、驱动器和执行器,通讯模块发送和接收信息,对接到的控制指令,通过驱动器控制执行器实施停电处理,停电处理的具体方法:1、通过电气闭锁装置停止向电机车架线电源供电;2、通过电气闭锁装置将电瓶车电池供电回路切断。
闭塞是指矿山机车行驶区域或者轨道区段被占用后造成的堵塞状态,被占用区域或者轨道区段由基站向前方和后方同时发出红灯信号,禁止该区域或者轨道区段前方或者后方相向或者同向行驶的矿山机车通行;开放是指矿山机车驶出区域后由基站控制对该区域开放绿灯。
其它与实施例1同。
实施例5:实施例1中,所述的具体步骤(4)中,对监控网络内工作装置监控:具体的工作装置为双轨识别传感器;当矿山机车驶入双轨区域时;
双轨识别传感器安装在矿山机车运行轨迹的外侧,当矿山机车行驶在双轨道区域内并进入轨道一侧的双轨识别传感器信号覆盖范围内时,双轨识别传感器实时对矿山机车实施检测,实时将检测到的行驶在双轨道上的矿山机车信息传送到基站,基站将现场的检测信息处理后上传至地面控制计算机,地面控制计算机通过驶入双轨道的矿山机车位置进行轨道识别显示;所述的双轨识别传感器为定向传感器,具体为:金属传感器、红外传感器或反射传感器、地磁传感器、接近式传感器、热释传感器、触碰式传感器、光电传感器、磁接近式传感器。在有线网络中,双轨识别传感器作为有线通讯模块,通过导线输送控制信息,直接实施控制。
其它与实施例1同。
实施例6:实施例1中,所述的具体步骤(4)中,对监控网络内工作装置监控:具体的工作装置为无线标识卡;在监控网络覆盖范围内;
在目标上安装或携带无线标识卡,无线标识卡定时与基站通讯,确定安装或携带无线标识卡的目标为移动目标或固定目标,目标利用安装或携带无线标识卡,实现目标的定位、统计和管理;所述的目标为人员、车皮、物料;所述的无线标识卡为RFID卡、无线模块和无线终端。
其它与实施例1同。
实施例7:实施例1中,所述的具体步骤(4)中,对监控网络内工作装置监控:具体的工作装置为车载机和车尾报警装置,在监控网络覆盖范围内,对矿山机车实时监控:
(一)矿山机车的整车管理:司机通过车载机键盘将整列车的车皮数量上传至地面控制计算机,矿山机车自身实时进行机车的整列管理;
(1)在矿山机车车头上安装工作装置,该工作装置为车载机,车载机内装载有通讯模块和速度模块;车载机定时通过基站与地面控制计算机进行通讯,实时将矿山机车的位置信息、速度信息上传至地面控制计算机;地面控制计算机根据车载机通讯模块的编码信息进行计算,将计算结果通过地面控制计算机的显示器上显示出矿山机车在井下具体位置的画面,实现矿山机车的实时定位;地面控制计算机依据矿山机车的实时定位信息和速度信息;再通过基站将控制指令反送到通讯模块,实现对矿山机车的定位、调度与监控;车载机依据通讯模块接收到的控制指令,实现各类报警、道岔遥控、机车追尾控制、语音传输、车皮数量信息的上传、管理;
(2)、在矿山机车车尾安装车尾信号装置,在车尾信号装置内置有通讯模块、追尾报警设定模块、倒车报警模块和红灯信号模块;
车头的车载机定时与车尾的车尾信号装置进行通讯,当车载机接收到车尾信号装置的回馈信息,车载机和车尾信号装置通过无线通讯将车尾和车头连接到一起,车载机将与车尾信号装置的通讯信息上传至地面控制计算机;当车载机没有收到车尾信号装置的反馈信息,车载机向地面控制计算机发送丢车信息,同时发出丢车报警,车尾信号装置在规定的时间内没有收到车载车的通讯信息,则通过基站向地面控制计算机发送信息,同时发出丢报警,地面控制计算机根据车尾信号装置的编码信息,获得车尾的位置,将车尾的位置信息发送到车载机,实现矿山机车实时机车的整列管理;
(二)矿山机车与矿山机车之间的管理:不同列的车载机之间能够实现通讯,不同列的车载机与尾信号装置之间能够实现通讯,不同列的车尾信号装置之间能够实现通讯;不同列的矿山机车之间分别传送各自的位置信息、速度信息,防止矿山机车之间的追尾、相撞及闭塞事故;
所述的速度模块:矿山机车的车载机通过监控网络的每一个基站时,车载机的速度模块均与基站进行通讯,并将矿山机车的位置信息传送至地面控制计算机,根据相邻两个基站信号强度,计算出机车的行驶速度,实现对矿山机车行驶速度的监控,矿山机车超速后车载机报警,并生成行驶不良记录,车载机通过网络将超速信息上传到地面控制计算机存储,供查询。
所述的追尾报警设定模块:矿山机车在监控网络内通过地面控制计算机,在车载机上设定机车追尾报警范围或行驶占用范围报警,两个车载机之间达到机车追尾报警范围或行驶区域被占用范围报警时,车载机向地面控制计算机发送报警信息,地面控制计算机的显示器上显示红色报警灯闪烁画面,并且显示车载机发送来的追尾报警数据;同时车载机通过报警的方式提示司机停车等待或注意行驶安全;追尾报警的实现方法:矿山机车与监控网络的基站之间,每个矿山机车之间均进行位置信息通讯,对每个矿山机车的位置信息进行处理,进入追尾设定范围内时,实现追尾报警。
其它与实施例1同。
实施例8:实施例1中,所述的具体步骤(4)中,对监控网络内工作装置监控:具体的工作装置为机车无人驾驶终端:在监控网络覆盖整个巷道的情况下,利用矿山机车的控制终端,对矿山机车的主令司控器进行模拟控制,矿山机车上安装感知传感器,对现场行驶的环境、目标、轨迹、速度、控制、前进、后退、提速、减速进行控制;通过网络终端采集矿山机车的温度、电压、电流、通过计算机对无人驾驶信息进行运算,地面控制计算机的显示画面通过模拟控制的方式对矿山机车进行各类的控制,实现矿山机车无人驾驶。
其它与实施例1同。
实施例9:本发明的地面控制计算机的显示器所显示的画面,对动态视频画面的唤醒与隐藏:
地面控制计算机的显示器,在显示矿山机车行驶画面时,地面控制计算机通过在显示器中矿山机车对话框实现对矿山机车视频对讲的唤醒;唤醒方法:鼠标点击矿山机车弹出视频画面对话框,点击视频对话框,唤醒视频画面实施视频对讲,视频对讲完成后,视频通讯与对讲结束,视频画面自动隐藏,显示为原矿山机车运行状态。
其它与实施例1同。

Claims (10)

1.一种矿山机车运输监控系统,其特征是:监控系统包括:地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置;在地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置上均连接有通迅模块;地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置顺序通讯连接;
所述的地面控制计算机包括:工控机、数据库、服务器、大屏幕显示系统和终端操作台;工控机、数据库、服务器、大屏幕显示系统和终端操作台在一个总线下实现电气连接;服务器通过路由器和防火墙及英特网与集团公司的英特网实施通讯;
所述的交换机为多个,组建成工业环网;
所述的网关为多个,并与交换机对应通迅连接;
所述的基站为多个,多个基站与一个网关通讯连接;
所述的工作装置为多个,多个工作装置与一个基站相互通讯连接;
所述的通讯模块为有线通讯模块和无线通讯模块;其中:有线通讯模块通过通讯电缆、光缆或者网线通讯;基站和网关的无线通讯模块为基于单片机的无线发射器和无线接收器;基站的单片机的输出端与工作装置连接;基站和工作装置的无线通迅模块之间就近实现无线通迅;
所述的工作装置有:司控道岔装置、弯道报警器、无线标识卡、车载机、车尾信号装置、双轨识别传感器、信号灯、电气闭锁装置和机车无人驾驶终端;
所述的工作装置为司控道岔装置;当矿山机车处在道岔时;
(a)司控道岔装置自动控制:地面控制计算机对监控网络覆盖范围内的司控道岔装置直接实施进路设定和自动控制;或者通过电机车车头上的车载机对司控道岔装置实施现场遥控控制;所述的进路设定是指矿山机车从开始行驶直至目的地的路段,地面控制计算机将路段沿途的司控道岔装置按照行驶规律进行预设定;所述的自动控制是指在固定的运输规律情况下,通过地面控制计算机程序控制,实现矿山机车行驶沿途的司控道岔装置按行驶规律设定,同时沿途信号灯按照进路设定路线绿灯全部开放;
(b)司控道岔装置拒动:当矿山机车或车皮行驶在司控道岔装置控制的道岔岔尖上时,司控道岔装置自锁,不接受外来任何控制指令,拒绝调换道岔动作,防止此时搬动道岔造成的掉道或者翻车事故;拒动传感器安装在轨道一侧的巷道壁上或轨道上,当矿山机车行驶在司控道岔装置岔尖上并进入到轨道一侧的拒动传感器信号覆盖范围内时,拒动传感器对金属行驶目标实施检测。
2.权利要求1的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:监控方法,在监控区域内组建监控网络,对监控网络内的通迅模块编码,监控网络内的通迅模块之间实施通讯;通迅模块在监控网络内将实时信息上传至地面控制计算机,地面控制计算机根据通迅模块的实时信息进行计算、分析,在监控网络内发送控制指令;接收到控制指令的通迅模块分别独立工作,通讯模块将控制信息发送到工作装置,工作装置按照控制指令工作,实施对监控网络内工作装置监控;本安电源对监控区域内的硬件进行本质安全型供电;
监控方法的具体步骤如下:
(1)、组建监控网络:监控网络包括:地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置,在地面控制计算机、交换机、网关、基站和工作装置上均连接有通讯模块,基站和工作装置的通讯模块之间就近通讯连接;地面控制计算机与交换机通讯连接;交换机之间构成井下工业环网,交换机通过网关与基站通讯连接,基站与工作装置通讯连接;地面控制计算机为地面监控中心,交换机、网关和基站构成井下通讯网络;通讯网络信号全覆盖矿山运输通道;
或者监控网络包括:地面控制计算机、井下计算机、交换机、网关、基站和工作装置;地面控制计算机与井下计算机通讯连接;井下计算机与交换机、网关、基站和工作装置顺序通讯连接;
(2)、对监控网络内的工作装置的通迅模块编码:地面控制计算通过监控网络对工作装置的通讯模块实施编码,每一个工作装置的通迅模块获得一个独立的编码;
(3)通迅模块在监控网络内通讯:
(4)、对监控网络内工作装置监控:每个工作装置的通讯模块通过监控网络实时将工作信号传送到地面控制计算机,地面控制机计算机根据通讯模块发送来的信号进行计算、分析,然后向通讯模块发送控制指令,通讯模块接到控制指令后,控制工作装置,实现地面控制计算机对工作装置的实时监控;
步骤(3)中的通迅模块在监控网络内通讯为:
(a)地面监控中心与井下通讯网络通讯:地面控制计算机与交换机双向通讯,交换机构成井下工业环网络,交换机通过网关与基站进行双向通讯;
(b)或者地面控制计算机同时与多个井下计算机双向通讯,井下计算机与交换机、网关、基站进行双向通讯;交换机通过光缆或电缆与网关通讯连接;交换机通过网关与基站双向通讯连接,实现对矿山机车在监控网络范围内全覆盖控制;
(c)基站与网关的通讯模块之间双向通讯;
(d)基站的通讯模块与工作装置的通讯模块之间通讯;每个基站的通讯模块之间通过基站进行相互通讯;
所述的监控网络为有线网络或者为无线网络,所述的有线网络包括有线网关和有线基站;所述的无线网络包括无线网关和无线基站;
所述的工作装置包括:信号灯、车载机、弯道报警器、识别卡、司控道岔装置、车尾信号装置、识别传感器、电气闭锁装置、机车无人驾驶控制终端;
所述的工作装置为司控道岔装置;当矿山机车处在道岔时;
(a)司控道岔装置自动控制:地面控制计算机对监控网络覆盖范围内的司控道岔装置直接实施进路设定和自动控制;或者通过电机车车头上的车载机对司控道岔装置实施现场遥控控制;所述的进路设定是指矿山机车从开始行驶直至目的地的路段,地面控制计算机将路段沿途的司控道岔装置按照行驶规律进行预设定;所述的自动控制是指在固定的运输规律情况下,通过地面控制计算机程序控制,实现矿山机车行驶沿途的司控道岔装置按行驶规律设定,同时沿途信号灯按照进路设定路线绿灯全部开放;
(b)司控道岔装置拒动:当矿山机车或车皮行驶在司控道岔装置控制的道岔岔尖上时,司控道岔装置自锁,不接受外来任何控制指令,拒绝调换道岔动作,防止此时搬动道岔造成的掉道或者翻车事故;拒动传感器安装在轨道一侧的巷道壁上或轨道上,当矿山机车行驶在司控道岔装置岔尖上并进入到轨道一侧的拒动传感器信号覆盖范围内时,拒动传感器对金属行驶目标实施检测。
3.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:
所述的拒动方法:
(1)、拒动传感器的通讯模块实时将检测到的信息通过基站上传到地面控制计算机,地面控制计算机根据基站传送来的拒动传感器信息,向司控道岔装置发送控制指令,锁定司控道岔装置电气回路,实现司控道岔装置拒动;
(2)、拒动传感器将实时检测到的信息传送到司控道岔装置,经过司控道岔装置主控制板 解调后直接锁定司控道岔装置控制回路,实现司控道岔装置拒动。
4.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的工作装置为弯道报警器;当矿山机车处在弯道时,所述的矿山机车为架线电机车;矿山机车行驶至接近弯道过程中,通过基站向地面控制计算机实时发送电机车进入弯道信息;
(1)、地面控制计算机通过基站发送来的矿山机车进入弯道的信息,对矿山机车的行驶位置计算、判断后,发出弯道报警控制指令,弯道报警器报警;
(2)、车载机直接通过车载机的通讯模块发出无线信号向弯道报警器发出报警指令,弯道报警器的通讯模块接收到报警指令后,弯道报警器报警;提示准备通过弯道的行人和其它矿山机车,通过弯道注意安全的警示。
5.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的工作装置为信号灯和电气闭锁装置;当矿山机车处在信号闭塞区域时;
(a)当矿山机车处在道岔口或弯道处闭塞,所述的矿山机车为架线电机车矿山机车将处在信号闭塞区域的信息通过基站上传到地面控制计算机,地面控制计算机通过监控网络启动矿山机车的电气闭锁装置,对矿山机车实施电气闭锁,使处在信号闭塞一侧或者是另一个方向矿山机车停止运行,等待信号开放;
(b)当矿山机车处在追尾区域闭塞,所述的矿山机车为电瓶车;矿山机车行驶过程中,行驶的前方、后方区域有追尾信号时,发出追尾信号的矿山机车通过基站、网关实时向地面控制计算机发送追尾信息,地面控制计算机通过监控网络向发出追尾信息矿山机车前方和后方进入追尾范围内的矿山机车发出停车指令,同时启动电气闭锁装置对控制架线或电瓶车电池作停电处理;
(c)当矿山机车的行驶区域被占用闭塞或者无车行驶时,所述的矿山机车为无轨胶轮车或矿用式汽车;该行驶区域的基站向地面控制计算机实时发送出行驶区域被占用闭塞或者无车行驶的信息,地面控制计算机向基站发送区域闭塞或区域开放信号指令,基站对行驶区域被占用闭塞或者无车行驶的信号灯实施控制,对区域闭塞发出红灯控制信号, 区域开放发出绿灯控制信号。
6.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的工作装置为双轨识别传感器;当矿山机车驶入双轨区域时;双轨识别传感器安装在矿山机车运行轨迹的外侧,当矿山机车行驶在双轨道区域内并进入轨道一侧的双轨识别传感器信号覆盖范围内时,双轨识别传感器实时对矿山机车实施检测,实时将检测到的行驶在双轨道上的矿山机车信息传送到基站,基站将现场的检测信息处理后上传至地面控制计算机,地面控制计算机通过驶入双轨道的矿山机车位置进行轨道识别显示。
7.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的工作装置为无线标识卡;在监控网络覆盖范围内;在目标上安装或携带无线标识卡,无线标识卡定时与基站通讯,确定安装或携带无线标识卡的目标为移动目标或固定目标,目标利用安装或携带无线标识卡,实现目标的定位、统计和管理;所述的目标为人员、 车皮、物料;所述的无线标识卡为RFID卡、无线模块和无线终端。
8.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的工作装置为车载机和车尾报警装置,在监控网络覆盖范围内,对矿山机车实时监控:
(一)矿山机车的整车管理:司机通过车载机键盘将整列车的车皮数量上传至地面控制计算机,矿山机车自身实时进行机车的整列管理;
(1)在矿山机车车头上安装工作装置,该工作装置为车载机,车载机内装载有通讯模块和速度模块;车载机定时通过基站与地面控制计算机进行通讯,实时将矿山机车的位置信息、速度信息上传至地面控制计算机;地面控制计算机根据车载机通讯模块的编码信息进行计算,将计算结果通过地面控制计算机的显示器上显示出矿山机车在井下具体位置的画面,实现矿山机车的实时定位;地面控制计算机依据矿山机车的实时定位信息和速度信息;再通过基站将控制指令反送到通讯模块,实现对矿山机车的定位、调度与监控;车载机依据通讯模块接收到的控制指令,实现各类报警、道岔遥控、机车追尾控制、语音传输、车皮数量信息的上传、管理;
(2)、在矿山机车车尾安装车尾信号装置,在车尾信号装置内置有通讯模块、追尾报警设定模块、倒车报警模块和红灯信号模块;车头的车载机定时与车尾的车尾信号装置进行通讯,当车载机接收到车尾信号装置的回馈信息,车载机和车尾信号装置通过无线通讯将车尾和车头连接到一起,车载机将与车尾信号装置的通讯信息上传至地面控制计算机;当车载机没有收到车尾信号装置的反馈信息,车载机向地面控制计算机发送丢车信息,同时发出丢车报警,车尾信号装置在规定的时间内没有收到车载车的通讯信息,则通过基站向地面控制计算机发送信息,同时发出丢报警,地面控制计算机根据车尾信号装置的编码信息,获得车尾的位置,将车尾的位置信息发送到车载机,实现矿山机车实时机车的整列管理;
(二)矿山机车与矿山机车之间的管理:不同列的车载机之间能够实现通讯,不同列的车载机与尾信号装置之间能够实现通讯,不同列的车尾信号装置之间能够实现通讯;不同列的矿山机车之间分别传送各自的位置信息、速度信息,防止矿山机车之间的追尾、相撞及闭塞事故。
9.根据权利要求2的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的工作装置为机车无人驾驶终端:在监控网络覆盖整个巷道的情况下,利用矿山机车的控制终端,对矿山机车的主令司控器进行模拟控制,矿山机车上安装感知传感器,对现场行驶的环境、目标、轨迹、速度、控制、前进、后退、提速、减速进行控制;通过网络终端采集矿山机车的温度、电压、电流、通过计算机对无人驾驶信息进行运算,地面控制计算机的显示画面通过模拟控制的方式对矿山机车进行各类的控制,实现矿山机车无人驾驶。
10.根据权利要求8的所述的一种矿山机车运输监控系统的监控方法,其特征是:所述的速度模块:矿山机车的车载机通过监控网络的每一个基站时,车载机的速度模块均与基站进行通讯,并将矿山机车的位置信息传送至地面控制计算机,根据相邻两个基站信号强度,计算出机车的行驶速度,实现对矿山机车行驶速度的监控,矿山机车超速后车载机报警,并生成行驶不良记录,车载机通过网络将超速信息上传到地面控制计算机存储,供查询;
所述的追尾报警设定模块:矿山机车在监控网络内通过地面控制计算机,在车载机上设定机车追尾报警范围或行驶占用范围报警,两个车载机之间达到机车追尾报警范围或行驶区域被占用范围报警时,车载机向地面控制计算机发送报警信息,地面控制计算机的显示器上显示红色报警灯闪烁画面,并且显示车载机发送来的追尾报警数据;同时车载机通过报警的方式提示司机停车等待或注意行驶安全;追尾报警的实现方法:矿山机车与监控网络的基站之间,每个矿山机车之间均进行位置信息通讯,对每个矿山机车的位置信息进行处理,进入追尾设定范围内时,实现追尾报警。
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