CN109801486A - 矿井车辆交通系统、车辆信息监控装置和车载信息定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种矿井车辆交通系统，包括：车辆信息监控装置、车载信息定位装置、交通信号灯和调度中心。所述车辆信息监控装置用于采集进入该巷道的车辆的身份信息；所述车载信息定位装置用于唯一标识该车辆的身份信息，以及获取所述车辆的位置信息；所述调度中心用于实时接收所述车辆发送的位置信息，并根据巷道的当前占用状态调度车辆；所述交通信号灯用于向进入该条巷道的车辆指示所述巷道内是否有车辆。通过本发明的矿井车辆交通系统能够实现巷道内车辆的精准定位，达到矿井交通的实时监控和自动调度。

Description

矿井车辆交通系统、车辆信息监控装置和车载信息定位装置

技术领域

本发明涉及矿井通信领域，具体地，涉及一种矿井车辆交通系统、车辆信息监控装置和车载信息定位装置。

背景技术

矿井地下运输的主要任务是将煤炭、废矸石等运出地面，将材料设备运到井下使用地点，以及运送工作人员上下班进出矿井。

矿井运输的特点是运输量大、所运输的物品种类繁多而常含有危险爆炸物，巷道狭窄、存在坡度变化，可见度低，运距长短不一、线路复杂，因此矿井地下运输作业复杂，维护检修困难。尤其在有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿井，如果不对车辆进行合理调度，将导致车辆的频繁倒车、刹车，不但会造成运输油料浪费、备件损耗、运输效率低下等负面问题，还有可能导致矿井安全事故发生。

目前，现有技术中尚缺少对矿井车辆运输进行科学合理调度和运行维护的系统。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于超宽带定位(UltraWideband，UWB)技术的矿井车辆调度和监控系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种矿井车辆交通系统，包括：车辆信息监控装置、车载信息定位装置、交通信号灯和调度中心，其特征在于：

所述车辆信息监控装置设置于每条巷道入口处外部，用于采集进入该巷道的车辆的身份信息；

所述车载信息定位装置安装于巷道车辆上，用于唯一标识该车辆的身份信息，以及获取所述车辆的位置信息，并将所述车辆的位置信息实时发送给调度中心；

所述调度中心，用于实时接收所述车辆发送的位置信息，并根据巷道的当前占用状况调度车辆；

所述交通信号灯设置于每条巷道的入口处，用于向进入该条巷道的车辆指示所述巷道内是否有车辆。

在如上所述的矿井车辆交通系统中，所述车辆信息监控装置包括信息采集单元和报警器。其中，所述信息采集单元用于采集进入该巷道的车辆的身份信息，并将所述车辆的身份信息发送给调度中心；所述报警器用于当所述巷道已被车辆占用，另有车辆要进入所述巷道时，发出报警。

在如上所述的矿井车辆交通系统中，所述车载信息定位装置包括电子标签和定位单元。其中，所述电子标签用于唯一标识所述车辆的身份信息；所述定位单元用于获取所述车辆的位置信息，并将所述车辆的位置信息实时发送给调度中心。

在如上所述的矿井车辆交通系统中，所电子标签采用本安型UWB标签。

在如上所述的矿井车辆交通系统中，所述定位单元可以采用UWB定位。

在如上所述的矿井车辆交通系统中，每条巷道只有一个进出口。

在如上所述的矿井车辆交通系统中，所述交通信号灯为本安型LED信号灯,通过井下通信网络实时控制所述交通信号灯。

根据本发明的第二方面，提供了一种车辆信息监控装置。所述车辆信息监控装置设置于每条巷道入口处外部，所述车辆信息监控装置包括信息采集单元和报警器。其中，所述信息采集单元用于采集进入该巷道的车辆的身份信息，并将所述车辆的身份信息发送给调度中心；所述报警器用于当所述巷道已被车辆占用，另有车辆要进入所述巷道时，发出报警。

根据本发明的第三方面，提供了一种车载信息定位装置，其安装于矿井运输车辆上，包括电子标签和定位单元。其中，所述电子标签用于唯一标识所述车辆的身份信息；所述定位单元用于获取所述车辆的位置信息，并将所述车辆的位置信息实时发送给调度中心。

在如上所述的车载信息定位装置中，所述电子标签采用本安型UWB电子标签。

在如上所述的车载信息定位装置中，所述定位单元可以采用UWB定位。

根据本发明的上述技术方案，利用本发明的矿井车辆交通系统、车辆信息监控装置和车载信息定位装置，当一辆矿井车辆进入一条巷道时，车辆信息监控装置通过采集车载信息定位装置中的电子标签，接收到所述车辆的身份信息，调度中心根据车辆监控装置发生车辆的身份信息和车载信息定位发送的车辆位置信息，判断当前巷道是否被占用，向准备进入该巷道的车辆实时显示信号灯，以指示巷道占用状态信息。本发明能够根据巷道内是否有车辆来实时切换信号灯，不仅提高了车辆的运行效率，保证了车辆的运行安全，同时也实现了矿井车辆交通的实时监控和自动调度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明的具体实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。本发明的附图仅用于示出本发明的部分优选实施例，而不应认为是对本发明的限制。对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明的这些附图获得其他附图。在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件或流程步骤。

图1是根据本发明一个实施例的矿井车辆监控系统的组成示意图。

图2是根据本发明一个实施例的巷道识别装置的组成示意图。

图3是根据本发明一个实施例的车载装置的组成示意图。

图4是根据本发明一个实施例的巷道车辆交通示意图。

具体实施方式

下面，将结合本发明的附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，以下所描述的只是本发明的部分实施例，可以以各种形式实现本发明，而不应被在此阐述的具体实施例所限制。在此提供这些实施例是为了能够更加透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域普通技术人员。

需要说明的是，在说明书和权利要求书当中使用了某些名称来指称特定组件。应当理解，本领域普通技术人员可能会用不同名称来指称同一个组件。本申请说明书和权利要求书并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的实质性差异作为区分组件的准则。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的“包含”或“包括”为一开放式用语，其应解释为“包含但不限定于”或“包括但不限定于”。本申请说明书具体实施方式部分所描述的实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围。

实施例一

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种矿井车辆交通系统。

所述矿井车辆交通系统100主要进行车辆信息的采集、车辆运输的自动调度与实时监控。

所述矿井车辆交通系统100包括：车辆信息监控装置200、车载信息定位装置300、交通信号灯400和调度中心500。其中，所述矿井车辆交通系统100的车辆信息监控装置200、车载信息定位装置300和交通信号灯400为地下部分，调度中心500为地上部分。

众所周知，矿井巷道受地形条件所制约，通常都非常狭窄，一般只能容下一辆运输车通过，也就是说，当一辆运输车进入一条巷道以后，只要所述运输车不离开所述巷道，就不再允许其他的车辆再进入该条巷道，由此可以避免在狭窄的巷道内运输车辆的会车、追尾、拥堵、剐蹭等交通事故，极大避免了安全生产隐患。

有鉴于此，优选地，所述车辆信息监控装置200被设置于每条巷道入口处的外部，而不是入口处的内部，这样可以使得车辆在进入该条巷道之前，即可以采集到所述车辆的信息，并将所述车辆信息实时发送给调度中心，从而提供实时监控，这样就避免了等车辆进入巷道内采集完毕车辆信息，才发现巷道内已经有其他的车辆在占用巷道，导致交通的不便。

所述车辆信息监控装置200进一步包括信息采集单元201和报警器202。其中，所述信息采集单元201用于采集进入该巷道的车辆的身份信息，并将所述车辆的身份信息发送给调度中心。

所述报警器202用于当所述巷道已被车辆占用，另有其他车辆要强行进入所述巷道时，发出报警。

所述车载信息定位装置300安装于巷道车辆上，所述矿井车辆交通系统100为每个车辆配置具有唯一ID的电子标签。所述电子标签预先登记在所述调度中心的控制系统中，当车辆进入巷道入口处时，所述车辆信息监控装置200采集进入该巷道的所述车辆的信息，并将所述车辆的信息实时发送给调度中心。

所述车载信息定位装置300还包括一定位单元。所述定位单元对所述车辆的地理位置进行定位，并能够将该位置信息实时发送给调度中心500。所述定位单元可以采用超宽带(Ultra Wideband，UWB)定位方式。

超宽带无线电发射的是持续时间极短的单周期脉冲且占空比极低，多径信号在时间上是可分离的，抗干扰能力强；相对红外、超声波、蓝牙等定位方法，不需要产生正弦载波，结构简单、实现成本低。超宽带系统使用脉冲的持续时间一般在0.20ns～2ns之间，有很低的占空比，在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW至几十mW，功耗极低。而且井下封闭环境不受频率使用的限制。有鉴于此，利用超宽带的定位技术的上述特点，本发明提出将其应用在矿井下使用，很好地解决了空间狭小的矿井下对移动终端的抗干扰能力的要求。

由于UWB采用时间间隔极短的纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此，其不需要载波，干扰性强、传输速率高，系统容量大而发送功率小。

所述调度中心500接收到车载信息定位装置300发送来的位置信息，根据该位置信息标记当前巷道的占用状态。当另有其他车辆进入已经被占用的巷道时，调度中心500通过交通信号灯400向其他车辆指示所述巷道已经被占用。

所述交通信号灯400被设置于每条巷道的入口处。所述交通信号灯可以采用任何合适的信号指示灯，例如，但不限于LED交通信号灯。其中，所述LED交通信号灯可以通过红灯指示巷道处于被占用状态，通过绿灯指示巷道处于空闲状态。

优选地，鉴于矿井内的安全性需求，所述LED信号灯为隔爆兼本安型LED信号灯。

根据本发明的实施例一，当所述巷道已被车辆占用，则可以采用以下几种方式处理：

1.如果巷道里面车辆一直没有出来，所述交通信号灯400则一直指示红灯。

2.如果在所述交通信号灯400指示红灯的状态下，巷道外面的其他车辆强行闯入巷道，则报警器202会发出报警。

3.如果巷道外面的其他车辆急需进入巷道的话，既可以向调度中心500发送询问请求，经由调度中心500获得巷道内车辆出来的时间；也可以通过调度中心500获得巷道内车辆的ID信息，通过车载通信设备直接联系巷道内的车辆，直接询问离开巷道的时间。

4.通过车载信息定位装置300计算自己车辆的位置，把自己的位置和ID信息发送给调度中心500，由调度中心500对巷道内已被车辆占据的区域进行调度。例如，如果车辆B行驶到了靠近车辆A的区域，调度中心500则可以向车辆B发出报警，告诉他前方已有车辆A并告知车辆A的具体位置。

本发明在通过向进入巷道的车辆指示巷道的占用状况，避免了车辆在狭窄的巷道内会车、追尾、拥堵、剐蹭等交通事故，极大地提高了矿井交通的安全性，并且通过调度中心的实时监控和自动调度，提高车辆运输效率。

实施例二

如图2所示，本发明的另一个实施例提供了一种应用于矿井车辆交通系统中的车辆监控装置200。

所述车辆信息监控装置200设置于每条巷道入口处外部，所述车辆信息监控装置200包括信息采集单元201和报警器202。

优选地，但不限于此，所述信息采集单元201可采用UWB技术对车辆信息进行识别和采集，并将所采集到的车辆信息发送给调度中心。

所述报警器202用于当所述巷道已被车辆占用，另有车辆要进入所述巷道时，发出报警，报警器202可以与交通信号灯400的可视化提示联合使用，当联合使用时，另通过警报声音提示后来的车辆巷道内有车，既可以增强了提示效果，亦可以避免因疏忽任何一种提示方式而带来的行车失误。

实施例三

如图3所示，本发明的另一个实施例提供了一种矿井车辆交通系统中的车载信息定位装置300。所述车载信息定位装置300安装于矿井运输车辆上，包括电子标签301和定位单元302。

所述电子标签301用于记录所述车辆的唯一ID信息，例如代码编号或其他可以实现身份识别的信息，以及记录车辆类型、车辆状态等信息。所述车辆状态信息包含车辆物流状态信息和车辆运行状态信息，车辆物流状态信息包括所述车辆当前所运输的物品种类。

优选地，但不限于此，电子标签301与车辆监控装置200中的信息采集单元201相配合，所述电子标签301采用本安型UWB电子标签。

本发明所采用的电子标签系统至少包括：电子标签、读卡器和天线。

定位单元302可以采用超宽带(Ultra Wideband，UWB)定位方式。

超宽带无线电发射的是持续时间极短的单周期脉冲且占空比极低，多径信号在时间上是可分离的，抗干扰能力强；相对红外、超声波、蓝牙等定位方法，不需要产生正弦载波，结构简单、实现成本低。超宽带系统使用脉冲的持续时间一般在0.20ns～2ns之间，有很低的占空比，在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW至几十mW，功耗极低。而且井下封闭环境不受频率使用的限制。有鉴于此，利用超宽带的定位技术的上述特点，本发明提出将其应用在矿井下使用，很好地解决了空间狭小的矿井下对移动终端的抗干扰能力的要求。

由于UWB采用时间间隔极短的纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此，其不需要载波，干扰性强、传输速率高，系统容量大而发送功率小。

由于矿井巷道的特殊地理条件，存在不佳的信号发送和接收效果，而本发明通过采用不需要载波的UWB的定位方式可以很好地克服上述缺陷，从而实现在矿井内的精准定位。

本发明实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域普通技术人员来说，本发明可以有各种更改和变型。在本发明的精神和实质之内，本领域普通技术人员对本发明的实施例所作的各种等效的修改、替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿井车辆交通系统，包括：车辆信息监控装置、车载信息定位装置、交通信号灯和调度中心，其特征在于：

所述车辆信息监控装置设置于每条巷道入口处外部，用于采集进入该巷道的车辆的身份信息；

所述车辆信息定位装置安装于巷道车辆上，用于唯一标识该车辆的身份信息，以及获取所述车辆的位置信息，并将所述车辆的位置信息实时发送给调度中心；

所述调度中心，用于实时接收所述车辆发送的位置信息，并根据巷道的当前占用状态调度车辆；

所述交通信号灯设置于每条巷道的入口处，用于向进入该条巷道的车辆指示所述巷道内是否有车辆。

2.根据权利要求1所述的矿井车辆交通系统，所述车辆信息监控装置包括信息采集单元和报警器，其中，

所述信息采集单元用于采集进入该巷道的车辆的身份信息，并将所述车辆的身份信息发送给调度中心；

所述报警器用于当所述巷道已被车辆占用，另有车辆要进入所述巷道时，发出报警。

3.根据权利要求1所述的矿井车辆监控系统，所述车载信息定位装置包括电子标签和定位单元，其中，

所述电子标签用于唯一标识所述车辆的身份信息；

所述定位单元用于获取所述车辆的位置信息，并将所述车辆的位置信息实时发送给调度中心。

4.根据权利要求3所述的矿井车辆交通系统，其中，所电子标签采用本安型UWB标签。

5.根据权利要求3所述的矿井车辆交通系统，其中，所述定位单元可以采用UWB定位。

6.根据权利要求1所述的矿井车辆交通系统，其中，每条巷道只有一个进出口。

7.根据权利要求1所述的矿井车辆交通系统，其中，所述交通信号灯为本安型LED信号灯。

8.一种车辆信息监控装置，其设置于每条巷道入口处外部，包括：信息采集单元和报警器，其中，

所述信息采集单元用于采集进入该巷道的车辆的身份信息，并将所述车辆的身份信息发送给调度中心；

所述报警器用于当所述巷道已被车辆占用，另有车辆要进入所述巷道时，发出报警。

9.一种车载信息定位装置，其安装于矿井运输车辆上，包括：电子标签和定位单元，其中，

所述电子标签用于唯一标识所述车辆的身份信息；

所述定位单元用于获取所述车辆的位置信息，并将所述车辆的位置信息实时发送给调度中心。

10.根据权利要求9所述的车载信息定位装置，所述电子标签采用本安型UWB电子标签；所述定位单元可以采用UWB定位。