CN109686113A - 一种井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统及控制方法。所述交通控制系统包括控制装置，设于巷道上口并与控制装置输入端连接的上端地磁感应装置、出入检测开关及复位开关，设于巷道下口并与控制装置输入端连接的下端地磁感应装置、出入检测开关及复位开关，设于巷道上端口并与控制装置输出端连接的上端人行红绿灯及行车红绿灯，设于巷道下端口并与控制装置输出端连接的下端人行红绿灯及行车红绿灯，上端及下端人行红绿灯、上端及下端行车红绿灯通过控制装置分别与上端及下端地磁感应装置、上端及下端出入检测开关、上端及下端复位开关控制耦合。所述控制方法包括下行车辆控制、上行车辆控制、下行人员控制、上行人员控制步骤。
Description
技术领域
本发明属于矿井交通技术领域，具体涉及一种结构简单、通行效率高、安全可靠的井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统及控制方法。
背景技术
传统封闭巷道及矿井下交通管控系统，多采用人工控制或在矿车上安装电子标签，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，达到控制行车安全的目的。但是，人工控制通行效率低、人为因素对井下交通安全影响难以消除；而射频及压力传感器等无线通讯控制，虽然能够杜绝人工控制的问题，但由于井下环境恶劣，也存在这稳定性极差、维护难度大、实用效率低的问题。
现有技术中，部分矿井的主、支巷道由于各方面的制约而形成狭窄巷道，狭窄巷道由于复杂地形形成坡陡、弯急、超窄的特殊状况，导致行人和车辆在狭窄巷道内同时通行及其困难，不仅通行效率不高，且存在较大的安全隐患（车辆进入巷道时巷道两侧所预留的空间距离非常狭窄难以让行人通行），很容易造成安全事故的发生。
在科学技术不断发展的时代，智能控制系统在诸多行业中得到了非常广泛的应用，如冶金钢铁行业、交通控制、汽车工业等，智能控制系统在这些行业中已经成为了工业生产的大脑和调度指挥中心，占据着十分重要的位置，特别是在矿山井下应用的越来越广泛，井下交通控制系统在现场操作人员安全及车辆安全通行方面起到较为重要的作用。实践证明，一个安全高效的井下狭窄巷道行人行车交通控制系统不仅能协助车辆及人员的人身设备安全，还能极大提高生产运输效率，较大程度地减少并避免了矿山井下交通安全事故的发生。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题及不足，提供了一种结构简单、通行效率高、安全可靠的井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，还提供了一种井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法。
本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统是这样实现的：包括控制装置、分别设置于巷道的上端入口内及下端入口内并与控制装置的输入端电连接的上端地磁感应装置及下端地磁感应装置、分别设置于巷道的上端口一侧并与控制装置的输入端电连接的上端出入检测开关及上端复位开关、设置于巷道的下端口一侧并与控制装置的输入端电连接的下端出入检测开关及下端复位开关、设置于巷道的上端口并与控制装置的输出端电连接的上端人行红绿灯及上端行车红绿灯、设置于巷道的下端口并与控制装置的输出端电连接的下端人行红绿灯及下端行车红绿灯，所述上端地磁感应装置及下端地磁感应装置分别用于检测巷道中车辆进入时计数及离开时信号复位，所述上端出入检测开关及下端复位开关用于巷道中下行人员进入时计数及离开时复位，所述下端出入检测开关及上端复位开关用于巷道中上行人员进入时计数及离开时复位，所述上端人行红绿灯、下端人行红绿灯、上端行车红绿灯、下端行车红绿灯通过控制装置分别与上端地磁感应装置、下端地磁感应装置、上端出入检测开关、下端出入检测开关、上端复位开关、下端复位开关控制耦合，所述上端人行红绿灯及下端人行红绿灯与上端行车红绿灯及下端行车红绿灯通过控制装置互锁，所述上端行车红绿灯与下端行车红绿灯通过控制装置互锁。
本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法是这样实现的：包括下行车辆控制、上行车辆控制、下行人员控制、上行人员控制步骤，具体包括：
A、下行车辆控制：上端地磁感应装置感应到车辆进入巷道上端口时输出信号给控制装置将车辆计数器做加计数，同时控制装置的信号灯输出端输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯的绿灯亮且上端人行红绿灯、下端人行红绿灯及下端行车红绿灯的红灯亮，下端地磁感应装置感应到车辆离开巷道下端口时输出信号给控制装置将车辆计数器做减计数，至控制装置的车辆计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯、下端人行红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮；
B、上行车辆控制：与A步骤相同且方向相反；
C、下行人员控制：上端出入检测开关检测到人员进入巷道上端口时输出信号给控制装置将人员计数器做加计数，同时控制装置的信号灯输出端输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯及下端人行红绿灯的绿灯亮且上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的红灯亮，在人员离开巷道下端口时按动下端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数，至控制装置的人员计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮；
D、上行人员控制：与C步骤相同且方向相反。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，通过在巷道的上端口及下端口安装车辆地磁感应装置、人员出入检测开关及人员复位开关，分别将出入的车辆信息、人员信息传输至控制装置，以控制装置驱动巷道口的交通信号灯实现自动控制，做到行人不行车，行车不行人，最终实现行人和车通行时行人和行车相互分离，即能确保行人和行车的安全、可靠通行，也能提高通行的效率。
2、本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其人行红绿灯与行车红绿灯的红灯与绿灯通过控制装置互锁，而且上端行车红绿灯与下端行车红绿灯的红灯与绿灯通过控制装置互锁，有效避免井下环境恶劣对传感器、开关及信息传递的干扰，彻底解决现有技术中存在的稳定性差导致交通控制系统可靠性低的问题。
3、本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，通过将上端地磁感应装置及下端地磁感应装置分别沿巷道延伸方向至少设置有两组地磁感应开关，既能提高单一开关在恶劣环境中的可靠性，而且也能对进入巷道的车辆进行测速监控，从而进一步提高交通控制的可靠性。
4、本发明在巷道的上端口及下端口分别设置语音提示装置和视频摄像头，用于提示监控人员或者车辆进出入巷道时的操作及进出入状态，通过人工监控结合自动控制，进一步提高本发明的可靠性。
5、本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法，通过控制各红绿灯来实现车辆单向和人员双向运动并相互自锁，在保证行人和行车的安全、可靠通行的同时，也有效提高了巷道的通行效率。
附图说明
图1为本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的设备安装布置示意图；
图2为本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的西门子S1200控制装置接线示意图；
图中：1-巷道，2-上端地磁感应装置，3-下端地磁感应装置，4-上端出入检测开关，5-上端复位开关，6-下端出入检测开关，7-下端复位开关，8-上端人行红绿灯，9-下端人行红绿灯，10-上端行车红绿灯，11-下端行车红绿灯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，包括控制装置、分别设置于巷道的上端入口内及下端入口内并与控制装置的输入端电连接的上端地磁感应装置2及下端地磁感应装置3、分别设置于巷道的上端口一侧并与控制装置的输入端电连接的上端出入检测开关4及上端复位开关5、设置于巷道的下端口一侧并与控制装置的输入端电连接的下端出入检测开关6及下端复位开关7、设置于巷道的上端口并与控制装置的输出端电连接的上端人行红绿灯8及上端行车红绿灯10、设置于巷道的下端口并与控制装置的输出端电连接的下端人行红绿灯9及下端行车红绿灯11，所述上端地磁感应装置2及下端地磁感应装置3分别用于检测巷道中车辆进入时计数及离开时信号复位，所述上端出入检测开关4及下端复位开关7用于巷道中下行人员进入时计数及离开时复位，所述下端出入检测开关6及上端复位开关5用于巷道中上行人员进入时计数及离开时复位，所述上端人行红绿灯8、下端人行红绿灯9、上端行车红绿灯10、下端行车红绿灯11通过控制装置分别与上端地磁感应装置2、下端地磁感应装置3、上端出入检测开关4、下端出入检测开关6、上端复位开关5、下端复位开关7控制耦合，所述上端人行红绿灯8及下端人行红绿灯9与上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11通过控制装置互锁，所述上端行车红绿灯10与下端行车红绿灯11通过控制装置互锁。
所述上端地磁感应装置2、下端地磁感应装置3分别沿巷道延伸方向至少设置有两组地磁感应开关并分别与控制装置的输入端电连接。
所述上端出入检测开关4和/或下端出入检测开关6为红外检测探头或按钮开关，所述上端复位开关5和/或下端复位开关7为按钮开关。
所述上端出入检测开关4及下端出入检测开关6分别用于巷道中下行人员、上行人员进入时对控制装置中的人员计数器加计数，所述上端复位开关5或下端复位开关7用于巷道中上行人员或下行人员离开时对控制装置中的人员计数器减计数。
所述上端人行红绿灯8及下端人行红绿灯9与上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11的红灯与绿灯间通过控制装置互锁，所述上端行车红绿灯10与下端行车红绿灯11的红灯与绿灯间通过控制装置互锁。
本发明还包括分别设置于巷道的上端口并与控制装置的输入端电连接的上端语音提示装置和上端视频摄像头，用于提示监控人员或者车辆进出入巷道上端入口时的操作及进出入状态；分别设置于巷道的下端口并与控制装置的输入端电连接的下端语音提示装置和下端视频摄像头，用于提示监控人员或者车辆进出入巷道下端入口时的操作及进出入状态；所述控制装置的输出端还与硐室的视频监控系统信号连接。
所述控制装置为西门子S1200控制装置，所述西门子S1200控制装置包括用于接收上端地磁感应装置2、下端地磁感应装置3、上端出入检测开关4、上端复位开关5、下端出入检测开关6及下端复位开关7的输入模块、用于存储运算规则的存储器、用于根据存储器的运算规则来处理输入模块的数据的CPU模块、用于输出控制信号给上端人行红绿灯8、下端人行红绿灯9、上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11的输出模块、用于记录车辆数量的车辆计数器、用于记录行人数量的人员计数器。
本发明之井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法，包括下行车辆控制、上行车辆控制、下行人员控制、上行人员控制步骤，具体包括：
A、下行车辆控制：上端地磁感应装置感应到车辆进入巷道上端口时输出信号给控制装置将车辆计数器做加计数，同时控制装置的信号灯输出端输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯的绿灯亮且上端人行红绿灯、下端人行红绿灯及下端行车红绿灯的红灯亮，下端地磁感应装置感应到车辆离开巷道下端口时输出信号给控制装置将车辆计数器做减计数，至控制装置的车辆计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯、下端人行红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮；
B、上行车辆控制：与A步骤相同且方向相反；
C、下行人员控制：上端出入检测开关检测到人员进入巷道上端口时输出信号给控制装置将人员计数器做加计数，同时控制装置的信号灯输出端输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯及下端人行红绿灯的绿灯亮且上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的红灯亮，在人员离开巷道下端口时按动下端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数，至控制装置的人员计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮；
D、上行人员控制：与C步骤相同且方向相反。
所述C步骤中，在人员返回并离开巷道上端口时按动上端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数，控制装置的人员计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮。
所述C步骤中，下端出入检测开关检测到人员进入巷道下端口时也输出信号给控制装置将人员计数器做加计数，在人员离开巷道上端口或下端口时对应按动上端复位开关或下端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数。
本发明还包括紧急控制步骤，所述紧急控制步骤是远程控制端通过控制装置获取上端视频摄像头及下端视频摄像头对进出入巷道人员或车辆的操作及进出入状态监控，对非法操作或临时故障远程操控控制装置驱动上端语音提示装置和/或下端语音提示装置进行警告和/或变换上端行车红绿灯、下端行车红绿灯、上端人行红绿灯、下端人行红绿灯。
实施例：以云南玉溪大红山矿业有限公司井下340m-370m狭窄巷道为例
S100：设置于370m巷道口内的两组上端地磁感应开关2感应到车辆进入巷道时，上端地磁感应开关2输出信号给西门子S1200控制装置，将西门子S1200控制装置的车辆计数器做加计数，同时西门子S1200控制装置的CPU模块逻辑运算后，西门子S1200控制装置输出DO信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯10的绿灯亮，且上端人行红绿灯8、下端人行红绿灯9及下端行车红绿灯11的红灯亮；设置于340m巷道口内的两组下端地磁感应开关3感应到车辆离开巷道时，下端地磁感应开关3输出信号给西门子S1200控制装置将其的车辆计数器做减计数，至西门子S1200控制装置的车辆计数器归零时，输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯8、下端人行红绿灯9及下端行车红绿灯11的绿灯亮。
S200：设置于340m巷道口内的两组下端地磁感应开关3感应到车辆进入巷道时，下端地磁感应开关3输出信号给西门子S1200控制装置，将西门子S1200控制装置的车辆计数器做加计数，同时西门子S1200控制装置的CPU模块逻辑运算后，西门子S1200控制装置的CPU模块输出DO信号给中间继电器分别驱动下端行车红绿灯11的绿灯亮，且上端人行红绿灯8、下端人行红绿灯9及上端行车红绿灯10的红灯亮；设置于370m巷道口内的两组上端地磁感应开关2感应到车辆离开巷道时，上端地磁感应开关2输出信号给西门子S1200控制装置将其车辆计数器做减计数，至西门子S1200控制装置的车辆计数器归零时，输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯8、下端人行红绿灯9及上端行车红绿灯10的绿灯亮。
S300：上端出入检测开关4首先检测到人员进入370m巷道口时，上端出入检测开关4输出信号给西门子S1200控制装置，将西门子S1200控制装置的人员计数器做加计数，同时西门子S1200控制装置的CPU模块逻辑运算后，西门子S1200控制装置的CPU模块输出DO信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯8及下端人行红绿灯9的绿灯亮，行人此时上行及下行都可通过，340m巷道口进入的行人触发下端出入检测开关6使得西门子S1200控制装置的人员计数器做加计数，上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11的红灯亮，车辆上行及下行均应停止进入巷道；在人员离开340m巷道口或370m巷道口时分别按动上端复位开关5、下端复位开关7，上端复位开关5或下端复位开关7输出信号给西门子S1200控制装置将其人员计数器做减计数，至西门子S1200控制装置的人员计数器归零时，输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11的绿灯亮；
S400：下端出入检测开关6首先检测到人员进入340m巷道口时，下端出入检测开关4输出信号给西门子S1200控制装置，将西门子S1200控制装置的人员计数器做加计数，同时西门子S1200控制装置的CPU模块逻辑运算后，西门子S1200控制装置的CPU模块输出DO信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯8及下端人行红绿灯9的绿灯亮，行人此时上行及下行都可通过，370m巷道口进入的行人触发上端出入检测开关4使得西门子S1200控制装置的人员计数器做加计数，上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11的红灯亮，车辆上行及下行均应停止进入巷道；在人员离开370m巷道口或340m巷道口时分别按动上端复位开关5、下端复位开关7，上端复位开关5或下端复位开关7输出信号给西门子S1200控制装置将其人员计数器做减计数，至西门子S1200控制装置的人员计数器归零时，输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯10及下端行车红绿灯11的绿灯亮。
Claims (10)
1.一种井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其特征在于包括控制装置、分别设置于巷道的上端入口内及下端入口内并与控制装置的输入端电连接的上端地磁感应装置（2）及下端地磁感应装置（3）、分别设置于巷道的上端口一侧并与控制装置的输入端电连接的上端出入检测开关（4）及上端复位开关（5）、设置于巷道的下端口一侧并与控制装置的输入端电连接的下端出入检测开关（6）及下端复位开关（7）、设置于巷道的上端口并与控制装置的输出端电连接的上端人行红绿灯（8）及上端行车红绿灯（10）、设置于巷道的下端口并与控制装置的输出端电连接的下端人行红绿灯（9）及下端行车红绿灯（11），所述上端地磁感应装置（2）及下端地磁感应装置（3）分别用于检测巷道中车辆进入时计数及离开时信号复位，所述上端出入检测开关（4）及下端复位开关（7）用于巷道中下行人员进入时计数及离开时复位，所述下端出入检测开关（6）及上端复位开关（5）用于巷道中上行人员进入时计数及离开时复位，所述上端人行红绿灯（8）、下端人行红绿灯（9）、上端行车红绿灯（10）、下端行车红绿灯（11）通过控制装置分别与上端地磁感应装置（2）、下端地磁感应装置（3）、上端出入检测开关（4）、下端出入检测开关（6）、上端复位开关（5）、下端复位开关（7）控制耦合，所述上端人行红绿灯（8）及下端人行红绿灯（9）与上端行车红绿灯（10）及下端行车红绿灯（11）通过控制装置互锁，所述上端行车红绿灯（10）与下端行车红绿灯（11）通过控制装置互锁。
2.根据权利要求1所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其特征在于所述上端地磁感应装置（2）、下端地磁感应装置（3）分别沿巷道延伸方向至少设置有两组地磁感应开关并分别与控制装置的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其特征在于所述上端出入检测开关（4）和/或下端出入检测开关（6）为红外检测探头或按钮开关，所述上端复位开关（5）和/或下端复位开关（7）为按钮开关。
4.根据权利要求1所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其特征在于所述上端出入检测开关（4）及下端出入检测开关（6）分别用于巷道中下行人员、上行人员进入时对控制装置中的人员计数器加计数，所述上端复位开关（5）或下端复位开关（7）用于巷道中上行人员或下行人员离开时对控制装置中的人员计数器减计数。
5.根据权利要求1所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其特征在于所述上端人行红绿灯（8）及下端人行红绿灯（9）与上端行车红绿灯（10）及下端行车红绿灯（11）的红灯与绿灯间通过控制装置互锁，所述上端行车红绿灯（10）与下端行车红绿灯（11）的红灯与绿灯间通过控制装置互锁。
6.根据权利要求1至5任意一项所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统，其特征在于还包括分别设置于巷道的上端口并与控制装置的输入端电连接的上端语音提示装置和上端视频摄像头，用于提示监控人员或者车辆进出入巷道上端入口时的操作及进出入状态；分别设置于巷道的下端口并与控制装置的输入端电连接的下端语音提示装置和下端视频摄像头，用于提示监控人员或者车辆进出入巷道下端入口时的操作及进出入状态；所述控制装置的输出端还与硐室的视频监控系统信号连接。
7.一种井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法，其特征在于包括下行车辆控制、上行车辆控制、下行人员控制、上行人员控制步骤，具体包括：
A、下行车辆控制：上端地磁感应装置感应到车辆进入巷道上端口时输出信号给控制装置将车辆计数器做加计数，同时控制装置的信号灯输出端输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯的绿灯亮且上端人行红绿灯、下端人行红绿灯及下端行车红绿灯的红灯亮，下端地磁感应装置感应到车辆离开巷道下端口时输出信号给控制装置将车辆计数器做减计数，至控制装置的车辆计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯、下端人行红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮；
B、上行车辆控制：与A步骤相同且方向相反；
C、下行人员控制：上端出入检测开关检测到人员进入巷道上端口时输出信号给控制装置将人员计数器做加计数，同时控制装置的信号灯输出端输出信号给中间继电器分别驱动上端人行红绿灯及下端人行红绿灯的绿灯亮且上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的红灯亮，在人员离开巷道下端口时按动下端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数，至控制装置的人员计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮；
D、上行人员控制：与C步骤相同且方向相反。
8.根据权利要求7所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法，其特征在于所述C步骤中，在人员返回并离开巷道上端口时按动上端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数，控制装置的人员计数器归零时输出信号给中间继电器分别驱动上端行车红绿灯及下端行车红绿灯的绿灯亮。
9.根据权利要求7或8所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法，其特征在于所述C步骤中，下端出入检测开关检测到人员进入巷道下端口时也输出信号给控制装置将人员计数器做加计数，在人员离开巷道上端口或下端口时对应按动上端复位开关或下端复位开关给控制装置将人员计数器做减计数。
10.根据权利要求1所述井下狭窄巷道行人行车智能交通控制系统的控制方法，其特征在于还包括紧急控制步骤，所述紧急控制步骤是远程控制端通过控制装置获取上端视频摄像头及下端视频摄像头对进出入巷道人员或车辆的操作及进出入状态监控，对非法操作或临时故障远程操控控制装置驱动上端语音提示装置和/或下端语音提示装置进行警告和/或变换上端行车红绿灯、下端行车红绿灯、上端人行红绿灯、下端人行红绿灯。
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