井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，包括直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)、井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，所述的直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)設(shè)有車(chē)載信息交換器、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)，視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)均與車(chē)載信息交換器電連接；車(chē)載信息交換器與井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電連接，井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)主交換機(jī)與地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)電連接。本實(shí)用新型能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際狀況，提升了調(diào)度處理速度和處理能力，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制，使井下軌道運(yùn)輸更加安全，更加可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦井下直流架線(xiàn)電機(jī)車(chē)運(yùn)輸系統(tǒng)，確切地說(shuō)是一種井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]縱觀井下軌道機(jī)車(chē)發(fā)展的歷史，從50-70年代的直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)(或蓄電池機(jī)車(chē))的勵(lì)磁串電阻調(diào)速，到80年代以來(lái)開(kāi)始應(yīng)用晶體管、可控硅的直流斬波調(diào)速(PWM)，在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)因?yàn)榧夹g(shù)原因的制約使井下機(jī)車(chē)的運(yùn)輸一直采用手動(dòng)操作，而且最早機(jī)車(chē)的串電阻調(diào)速能耗大、效率低、故障高、可靠性差，給生產(chǎn)、安全帶來(lái)隱患，還有直流斬波調(diào)速最初由于晶體管分離元件的穩(wěn)定性問(wèn)題，機(jī)車(chē)的調(diào)速問(wèn)題，也沒(méi)有很好的予以解決，機(jī)車(chē)的故障時(shí)有發(fā)生，給現(xiàn)場(chǎng)的維修工作增加很多。
[0003]而最早的軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的調(diào)度管理是通過(guò)配置指示燈，建立模擬盤(pán)來(lái)顯示機(jī)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)和信號(hào)，信號(hào)單一、不準(zhǔn)確，調(diào)度系統(tǒng)效率低，存在可靠性差的問(wèn)題，更不可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制機(jī)車(chē)。因此，一種高效的調(diào)度、控制、監(jiān)測(cè)、指揮運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)，長(zhǎng)期以來(lái)一直是需待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際狀況，提升了調(diào)度處理速度和處理能力，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制，使井下軌道運(yùn)輸更加安全，更加可靠。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，包括直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)、井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，所述的直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)設(shè)有車(chē)載信息交換器、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)，視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)均與車(chē)載信息交換器電連接;車(chē)載信息交換器與井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電連接，井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)主交換機(jī)與地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)電連接。
[0007]視頻系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，視頻系統(tǒng)主要監(jiān)視和控制機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)巷道環(huán)境和各系統(tǒng)的狀態(tài)。視頻系統(tǒng)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)，利用網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)完成視頻信號(hào)的采集。
[0008]視頻數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)車(chē)載信息交換器到固定移動(dòng)網(wǎng)站、井下信息交換器，再傳到地面供地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)；同樣機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)的各種控制數(shù)據(jù)信號(hào)(PLC)，經(jīng)過(guò)車(chē)載信息交換器傳輸出去，固定移動(dòng)網(wǎng)站接收以后，傳輸?shù)降孛?，供后地面客?hù)端、監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。反之，經(jīng)過(guò)井下環(huán)網(wǎng)井下信息交換器、固定移動(dòng)網(wǎng)站和車(chē)載信息交換器，實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)指令的傳輸，以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)車(chē)進(jìn)行各種控制；音頻系統(tǒng)，在機(jī)車(chē)執(zhí)行特殊運(yùn)輸任務(wù)或機(jī)車(chē)處于檢修狀態(tài)時(shí)，對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行語(yǔ)音通訊聯(lián)絡(luò)，傳輸過(guò)程同上。
[0009]本裝置通過(guò)完善的網(wǎng)絡(luò)化的井下機(jī)車(chē)運(yùn)輸自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)通信傳輸、信號(hào)閉塞、機(jī)車(chē)智能化監(jiān)控，且各系統(tǒng)功能之間相互協(xié)作、互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)成為全礦井控制中心的一個(gè)子系統(tǒng)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際狀況，提升了調(diào)度處理速度和處理能力，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制，再加上全視頻和視頻識(shí)別、語(yǔ)音通訊，構(gòu)建雙網(wǎng)融合的傳輸系統(tǒng)，從而能夠構(gòu)建軌道機(jī)車(chē)全自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)，使井下軌道運(yùn)輸更加安全，更加可靠。
[0010]進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案如下:
[0011]所述的井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)有井下光纖環(huán)網(wǎng)，井下光纖環(huán)網(wǎng)設(shè)有井下信息交換器、固定信息交換器。井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基于雙網(wǎng)覆蓋的軌道機(jī)車(chē)通信傳輸系統(tǒng)；由網(wǎng)絡(luò)和信息交換器構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)的主架構(gòu)，覆蓋井下運(yùn)輸大巷，行駛機(jī)車(chē)通過(guò)信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信傳輸。
[0012]固定信息交換器作為光纖網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，在巷道每隔一段距離設(shè)一個(gè)交換基站，網(wǎng)絡(luò)的鏈路都不會(huì)受影響，每臺(tái)或幾臺(tái)裝置接入點(diǎn)連接一臺(tái)具有光口和電口的井下信息交換器。
[0013]所述的井下信息交換器與各部位控制及信集閉電連接，井下信息交換器由直流配電柜提供電能。井下機(jī)車(chē)的定位基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用綜合井下分站，覆蓋井下運(yùn)輸巷道的方式。各部位控制及信集閉，其中的信集閉是基于網(wǎng)絡(luò)的信集閉系統(tǒng)，控制主站采用專(zhuān)用工業(yè)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)井上、井下信號(hào)通訊、信號(hào)與進(jìn)路控制、道岔控制和狀態(tài)顯示和報(bào)警等功能。
[0014]所述的直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)設(shè)有直流電機(jī)車(chē)，直流電機(jī)車(chē)與直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)電連接，直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)與直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源電連接，直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源為直流電機(jī)車(chē)提供電能；直流電機(jī)車(chē)由機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿機(jī)車(chē)軌道運(yùn)行。直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源由集控中心子系統(tǒng)PLC完成各情況下的控制，如正常情況下供配電管理和故障狀態(tài)下遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。
[0015]所述的直流電機(jī)車(chē)設(shè)有直流變頻器、全數(shù)字?jǐn)夭刂破?，直流變頻器、全數(shù)字?jǐn)夭刂破髡{(diào)節(jié)控制直流電機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)。
[0016]本實(shí)用新型的地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)具有以下功能:
[0017](I)直流電機(jī)車(chē)閉環(huán)控制系統(tǒng):
[0018]對(duì)本子系統(tǒng)各PLC進(jìn)行分布式控制，每個(gè)PLC作為一個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸控制和網(wǎng)絡(luò)管理，通過(guò)組態(tài)軟件，在后臺(tái)建立子系統(tǒng)畫(huà)面。
[0019](2)軌道直流電機(jī)車(chē)定位顯示:
[0020]監(jiān)控畫(huà)面通過(guò)定位系統(tǒng)全面顯示車(chē)場(chǎng)(也可包括全部大巷)中直流電機(jī)車(chē)位置和狀態(tài)，除了圖形顯示外，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)存儲(chǔ)車(chē)輛運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢(xún)。
[0021](3)地面遠(yuǎn)程指令控制:
[0022]集控中心人員可以通過(guò)軟件平臺(tái)指令控制模塊，對(duì)直流電機(jī)車(chē)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制停車(chē)和解決功能。
[0023](4)軌道直流電機(jī)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)、位置、區(qū)間查詢(xún)和顯示:
[0024]可以通過(guò)直流電機(jī)車(chē)信息查詢(xún)功能，查看當(dāng)前指定直流電機(jī)車(chē)的車(chē)號(hào)、車(chē)速、運(yùn)行方向、直流電機(jī)車(chē)所處區(qū)間、是否處于安全形式狀態(tài)等相關(guān)信息，同時(shí)也可以查詢(xún)?nèi)我粫r(shí)間段的直流電機(jī)車(chē)歷史狀態(tài)信息。
[0025](5)系統(tǒng)設(shè)備故障預(yù)警:
[0026]具備設(shè)備故障預(yù)警提示功能，包括各直流電機(jī)車(chē)、道岔、裝卸等功能。
[0027]地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)工控上位機(jī)組態(tài)界面對(duì)井下大巷直流電機(jī)車(chē)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)度，人機(jī)界面同時(shí)具備系統(tǒng)自動(dòng)、調(diào)度員手動(dòng)、就地檢修控制等多種操作方式，但所有操作方式由調(diào)度中心的調(diào)度人員決定。沿巷道走向，每隔一定距離布置一個(gè)控制分站，每個(gè)分站負(fù)責(zé)接收道岔及各種傳感器的到位信號(hào)并進(jìn)行處理現(xiàn)場(chǎng)，控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行。
[0028]自動(dòng)工作方式時(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)直流電機(jī)車(chē)運(yùn)行位置、道岔狀態(tài)、區(qū)段占用情況自動(dòng)提示直流電機(jī)車(chē)是否向前運(yùn)行，當(dāng)直流電機(jī)車(chē)駛進(jìn)到每個(gè)區(qū)段時(shí)，所在區(qū)段兩側(cè)紅色指示燈亮，提示區(qū)段外的直流電機(jī)車(chē)禁止駛?cè)氪藚^(qū)段，當(dāng)有直流電機(jī)車(chē)強(qiáng)行駛?cè)氪藚^(qū)段時(shí)，指示燈箱能夠進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警并提示調(diào)度員采取措施以防事故發(fā)生。
[0029]手動(dòng)方式時(shí)，調(diào)度員根據(jù)所接受現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況對(duì)直流電機(jī)車(chē)進(jìn)行調(diào)度。
[0030]就地檢修方式，通過(guò)直流電機(jī)車(chē)司機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行就地控制。
[0031 ]通過(guò)井下機(jī)車(chē)信集閉實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)自動(dòng)控制功能，包括:
[0032](I)運(yùn)行中紅燈直流電機(jī)車(chē)行進(jìn)閉鎖:
[0033]當(dāng)直流電機(jī)車(chē)路線(xiàn)前方為紅燈時(shí)，如直流電機(jī)車(chē)強(qiáng)行駛?cè)?，信集閉系統(tǒng)將輸出一組告警信號(hào)到井上數(shù)據(jù)服務(wù)器，服務(wù)器將告警信息進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)給直流電機(jī)車(chē)的自動(dòng)控制管理平臺(tái)同時(shí)發(fā)出告警提示，調(diào)度員收到告警提示后可以通過(guò)管理平臺(tái)的直流電機(jī)車(chē)控制模塊強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)停止運(yùn)行；如調(diào)度員在指定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)操作，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出停車(chē)指令，強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)停止運(yùn)行，同時(shí)違章直流電機(jī)車(chē)的車(chē)號(hào)、違章時(shí)間、違章類(lèi)別等信息將被存儲(chǔ)備份，以待調(diào)用。
[0034]( 2)運(yùn)行中綠燈解除直流電機(jī)車(chē)行進(jìn)閉鎖:
[0035]當(dāng)行車(chē)路線(xiàn)為綠燈時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)被強(qiáng)制閉鎖的直流電機(jī)車(chē)進(jìn)行閉鎖解除，相應(yīng)直流電機(jī)車(chē)的司機(jī)即可正常駕駛。
[0036](3)對(duì)方直流電機(jī)車(chē)閉鎖:
[0037]當(dāng)行車(chē)區(qū)段內(nèi)發(fā)生對(duì)方進(jìn)路時(shí)，信集閉系統(tǒng)采取正常的對(duì)方進(jìn)路控制措施，如直流電機(jī)車(chē)強(qiáng)行行駛，信集閉系統(tǒng)將輸出一組告警信號(hào)到井上數(shù)據(jù)服務(wù)器，服務(wù)器將告警信息進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)給直流電機(jī)車(chē)的自動(dòng)控制管理平臺(tái)，同時(shí)發(fā)出告警提示，調(diào)度員收到告警提示后，通過(guò)管理平臺(tái)直流電機(jī)車(chē)控制模塊強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)停止運(yùn)行或通過(guò)語(yǔ)音通話(huà)平臺(tái)向駕駛員告警。如調(diào)度員在指定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)操作，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出停車(chē)指令，強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)停止運(yùn)行。同時(shí)違章直流電機(jī)車(chē)的車(chē)號(hào)、違章時(shí)間、違章類(lèi)別等信息將被存儲(chǔ)備份，以待調(diào)用。
[0038](4)巷道特殊路段告警減速控制:
[0039]在直流電機(jī)車(chē)通過(guò)特殊路段時(shí)，可以自動(dòng)觸發(fā)控制系統(tǒng)，聲光報(bào)警裝置，提示司機(jī)減速慢行，同時(shí)把信號(hào)通過(guò)處理后，接入直流電機(jī)車(chē)的自動(dòng)減速控制回路，自動(dòng)控制直流電機(jī)車(chē)的減速。
[0040](5)前方障礙告警禁行:
[0041]在直流電機(jī)車(chē)前方出現(xiàn)障礙時(shí)，直流電機(jī)車(chē)聲光報(bào)警裝置自動(dòng)告警，并將告警信息上傳到井上數(shù)據(jù)服務(wù)器，井上控制系統(tǒng)接到報(bào)警數(shù)據(jù)信息后，根據(jù)直流電機(jī)車(chē)定位信息判斷障礙物類(lèi)別?；谌吮景踩紤]，無(wú)論障礙物為何種類(lèi)，直流電機(jī)車(chē)自動(dòng)采取剎車(chē)控制。
[0042](6)運(yùn)行控制邏輯判定:
[0043]直流電機(jī)車(chē)有安全問(wèn)題時(shí)，集控優(yōu)先并閉鎖就地控制和司機(jī)操作。無(wú)安全問(wèn)題可以授權(quán)就地控制和同機(jī)操作(非無(wú)人操作狀態(tài)下)。
[0044](7)道岔控制:
[0045]運(yùn)輸系統(tǒng)中所有司控道岔均納入本“信、集、閉”系統(tǒng)中。道岔控制具備遠(yuǎn)程干預(yù)控制和就近手動(dòng)控制方式。集中控制通過(guò)工控機(jī)主控制界面進(jìn)行控制。調(diào)度室調(diào)度人員根據(jù)主界面上各點(diǎn)道岔位置反饋顯示進(jìn)行操作，控制道岔動(dòng)作，道岔運(yùn)行到位后自動(dòng)停機(jī)并將到位信號(hào)反饋到主控臺(tái)和就地到位指示燈箱。就近手動(dòng)控制通過(guò)司機(jī)手中的遙控或道岔控制按鈕進(jìn)行控制，主控機(jī)界面和就地到位指示燈箱能同時(shí)顯示司控道岔的到位狀況。
[0046]各采區(qū)運(yùn)輸大巷及車(chē)場(chǎng)采用控制分站集散式控制方式，二者互相兼容，構(gòu)成完整運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)。
[0047]視頻系統(tǒng)主要包括視頻攝像頭、智能視頻服務(wù)器、智能視頻管理系統(tǒng)、監(jiān)視器等構(gòu)成。
[0048]視頻系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有直流電機(jī)車(chē)運(yùn)行環(huán)境圖像識(shí)別功能和視頻聯(lián)動(dòng)與自動(dòng)跟蹤功能。視頻攝像頭將視頻信號(hào)傳到智能視頻服務(wù)器，信號(hào)通過(guò)智能管理軟件系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，能夠?qū)?chǎng)景中的背景變化和目標(biāo)實(shí)施分離，解析判斷，有效檢測(cè)出巷道環(huán)境的背景變化和行人等目標(biāo)，當(dāng)影響到安全行車(chē)時(shí)，輸出信號(hào)給直流電機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制直流電機(jī)車(chē)減速或停車(chē)。同時(shí)，當(dāng)直流電機(jī)車(chē)行駛至距離前方一定距離時(shí)，軟件管理系統(tǒng)輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)道岔的視頻聯(lián)鎖和自動(dòng)跟蹤，保證直流電機(jī)車(chē)的行車(chē)安全。
【附圖說(shuō)明】
[0049]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0051]1、地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)2、主交換機(jī)
[0052]3、井下信息交換器4、井下光纖環(huán)網(wǎng)
[0053]5、固定信息交換器6、各部位控制及信集閉
[0054]7、直流配電柜8、直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源
[0055]9、全數(shù)字?jǐn)夭刂破?0、直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)
[0056]11、車(chē)載信息交換器12、視頻系統(tǒng)
[0057]13、直流電機(jī)車(chē)14、機(jī)車(chē)軌道
[0058]15、直流變頻器16、機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0059]下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0060]參見(jiàn)圖1可知，一種井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，由直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源8系統(tǒng)、井下光纖環(huán)網(wǎng)4和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)I系統(tǒng)組成，直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源8系統(tǒng)設(shè)有車(chē)載信息交換器11、視頻系統(tǒng)12、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)，視頻系統(tǒng)12、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)均與車(chē)載信息交換器11電連接;車(chē)載信息交換器11與井下光纖環(huán)網(wǎng)4和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電連接，井下光纖環(huán)網(wǎng)4和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)主交換機(jī)2與地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)I系統(tǒng)電連接。
[0061]視頻系統(tǒng)12進(jìn)行圖像識(shí)別，視頻系統(tǒng)12主要監(jiān)視和控制機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)巷道環(huán)境和各系統(tǒng)的狀態(tài)。視頻系統(tǒng)12設(shè)有網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)，利用網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)完成視頻信號(hào)的采集。
[0062]視頻數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)車(chē)載信息交換器11到固定移動(dòng)網(wǎng)站、井下信息交換器3，再傳到地面供地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)I;同樣機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)的各種控制數(shù)據(jù)信號(hào)(PLC)，經(jīng)過(guò)車(chē)載信息交換器11傳輸出去，固定移動(dòng)網(wǎng)站接收以后，傳輸?shù)降孛?，供后地面客?hù)端、監(jiān)控平臺(tái)I根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。反之，經(jīng)過(guò)井下環(huán)網(wǎng)井下信息交換器3、固定移動(dòng)網(wǎng)站和車(chē)載信息交換器11，實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)指令的傳輸，以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)車(chē)進(jìn)行各種控制;音頻系統(tǒng)，在機(jī)車(chē)執(zhí)行特殊運(yùn)輸任務(wù)或機(jī)車(chē)處于檢修狀態(tài)時(shí)，對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行語(yǔ)音通訊聯(lián)絡(luò)，傳輸過(guò)程同上。
[0063]井下光纖環(huán)網(wǎng)4和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)有井下光纖環(huán)網(wǎng)4，井下光纖環(huán)網(wǎng)4設(shè)有井下信息交換器3、固定信息交換器5。井下光纖環(huán)網(wǎng)4和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基于雙網(wǎng)覆蓋的軌道機(jī)車(chē)通信傳輸系統(tǒng)；由網(wǎng)絡(luò)和信息交換器構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)的主架構(gòu)，覆蓋井下運(yùn)輸大巷，行駛機(jī)車(chē)通過(guò)信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信傳輸。
[0064]固定信息交換器5作為光纖網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，在巷道每隔一段距離設(shè)一個(gè)交換基站，網(wǎng)絡(luò)的鏈路都不會(huì)受影響，每臺(tái)或幾臺(tái)裝置接入點(diǎn)連接一臺(tái)具有光口和電口的井下信息交換器3。
[0065]井下信息交換器3與各部位控制及信集閉6電連接，井下信息交換器3由直流配電柜7提供電能。井下機(jī)車(chē)的定位基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用綜合井下分站，覆蓋井下運(yùn)輸巷道的方式。各部位控制及信集閉6，其中的信集閉是基于網(wǎng)絡(luò)的信集閉系統(tǒng)，控制主站采用專(zhuān)用工業(yè)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)井上、井下信號(hào)通訊、信號(hào)與進(jìn)路控制、道岔控制和狀態(tài)顯示和報(bào)警等功能。
[0066]直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源8系統(tǒng)設(shè)有直流電機(jī)車(chē)13，直流電機(jī)車(chē)13與直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)10電連接，直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)10與直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源8電連接，直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源8為直流電機(jī)車(chē)13提供電能;直流電機(jī)車(chē)13由機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)16驅(qū)動(dòng)沿機(jī)車(chē)軌道14運(yùn)行。直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源8由集控中心子系統(tǒng)PLC完成各情況下的控制，如正常情況下供配電管理和故障狀態(tài)下遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。
[0067]直流電機(jī)車(chē)13設(shè)有直流變頻器15、全數(shù)字?jǐn)夭刂破?，直流變頻器15、全數(shù)字?jǐn)夭刂破?調(diào)節(jié)控制直流電機(jī)車(chē)13的運(yùn)動(dòng)。
[0068]本實(shí)用新型的地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)I系統(tǒng)具有以下功能:
[0069](I)直流電機(jī)車(chē)13閉環(huán)控制系統(tǒng):
[0070]對(duì)本子系統(tǒng)各PLC進(jìn)行分布式控制，每個(gè)PLC作為一個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸控制和網(wǎng)絡(luò)管理，通過(guò)組態(tài)軟件，在后臺(tái)建立子系統(tǒng)畫(huà)面。
[0071](2)軌道直流電機(jī)車(chē)13定位顯示:
[0072]監(jiān)控畫(huà)面通過(guò)定位系統(tǒng)全面顯示車(chē)場(chǎng)(也可包括全部大巷)中直流電機(jī)車(chē)13位置和狀態(tài)，除了圖形顯示外，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)存儲(chǔ)車(chē)輛運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢(xún)。
[0073](3)地面遠(yuǎn)程指令控制:
[0074]集控中心人員可以通過(guò)軟件平臺(tái)指令控制模塊，對(duì)直流電機(jī)車(chē)13實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制停車(chē)和解決功能。
[0075](4)軌道直流電機(jī)車(chē)13運(yùn)行狀態(tài)、位置、區(qū)間查詢(xún)和顯示:
[0076]可以通過(guò)直流電機(jī)車(chē)13信息查詢(xún)功能，查看當(dāng)前指定直流電機(jī)車(chē)13的車(chē)號(hào)、車(chē)速、運(yùn)行方向、直流電機(jī)車(chē)13所處區(qū)間、是否處于安全形式狀態(tài)等相關(guān)信息，同時(shí)也可以查詢(xún)?nèi)我粫r(shí)間段的直流電機(jī)車(chē)13歷史狀態(tài)信息。
[0077](5)系統(tǒng)設(shè)備故障預(yù)警:
[0078]具備設(shè)備故障預(yù)警提示功能，包括各直流電機(jī)車(chē)13、道岔、裝卸等功能。
[0079]地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)I系統(tǒng)通過(guò)工控上位機(jī)組態(tài)界面對(duì)井下大巷直流電機(jī)車(chē)13監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)度，人機(jī)界面同時(shí)具備系統(tǒng)自動(dòng)、調(diào)度員手動(dòng)、就地檢修控制等多種操作方式，但所有操作方式由調(diào)度中心的調(diào)度人員決定。沿巷道走向，每隔一定距離布置一個(gè)控制分站，每個(gè)分站負(fù)責(zé)接收道岔及各種傳感器的到位信號(hào)并進(jìn)行處理現(xiàn)場(chǎng)，控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行。
[0080]自動(dòng)工作方式時(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)直流電機(jī)車(chē)13運(yùn)行位置、道岔狀態(tài)、區(qū)段占用情況自動(dòng)提示直流電機(jī)車(chē)13是否向前運(yùn)行，當(dāng)直流電機(jī)車(chē)13駛進(jìn)到每個(gè)區(qū)段時(shí)，所在區(qū)段兩側(cè)紅色指示燈亮，提示區(qū)段外的直流電機(jī)車(chē)13禁止駛?cè)氪藚^(qū)段，當(dāng)有直流電機(jī)車(chē)13強(qiáng)行駛?cè)氪藚^(qū)段時(shí)，指示燈箱能夠進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警并提示調(diào)度員采取措施以防事故發(fā)生。
[0081]手動(dòng)方式時(shí)，調(diào)度員根據(jù)所接受現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況對(duì)直流電機(jī)車(chē)13進(jìn)行調(diào)度。
[0082]就地檢修方式，通過(guò)直流電機(jī)車(chē)13司機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行就地控制。
[0083]通過(guò)井下機(jī)車(chē)信集閉實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)自動(dòng)控制功能，包括:
[0084](I)運(yùn)行中紅燈直流電機(jī)車(chē)13行進(jìn)閉鎖:
[0085]當(dāng)直流電機(jī)車(chē)13路線(xiàn)前方為紅燈時(shí)，如直流電機(jī)車(chē)13強(qiáng)行駛?cè)?，信集閉系統(tǒng)將輸出一組告警信號(hào)到井上數(shù)據(jù)服務(wù)器，服務(wù)器將告警信息進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)給直流電機(jī)車(chē)13的自動(dòng)控制管理平臺(tái)同時(shí)發(fā)出告警提示，調(diào)度員收到告警提示后可以通過(guò)管理平臺(tái)的直流電機(jī)車(chē)13控制模塊強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)13停止運(yùn)行；如調(diào)度員在指定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)操作，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出停車(chē)指令，強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)13停止運(yùn)行，同時(shí)違章直流電機(jī)車(chē)13的車(chē)號(hào)、違章時(shí)間、違章類(lèi)別等信息將被存儲(chǔ)備份，以待調(diào)用。
[0086](2)運(yùn)行中綠燈解除直流電機(jī)車(chē)13行進(jìn)閉鎖:
[0087]當(dāng)行車(chē)路線(xiàn)為綠燈時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)被強(qiáng)制閉鎖的直流電機(jī)車(chē)13進(jìn)行閉鎖解除，相應(yīng)直流電機(jī)車(chē)13的司機(jī)即可正常駕駛。
[0088](3)對(duì)方直流電機(jī)車(chē)13閉鎖:
[0089]當(dāng)行車(chē)區(qū)段內(nèi)發(fā)生對(duì)方進(jìn)路時(shí)，信集閉系統(tǒng)采取正常的對(duì)方進(jìn)路控制措施，如直流電機(jī)車(chē)13強(qiáng)行行駛，信集閉系統(tǒng)將輸出一組告警信號(hào)到井上數(shù)據(jù)服務(wù)器，服務(wù)器將告警信息進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)給直流電機(jī)車(chē)13的自動(dòng)控制管理平臺(tái)，同時(shí)發(fā)出告警提示，調(diào)度員收到告警提示后，通過(guò)管理平臺(tái)直流電機(jī)車(chē)13控制模塊強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)13停止運(yùn)行或通過(guò)語(yǔ)音通話(huà)平臺(tái)向駕駛員告警。如調(diào)度員在指定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)操作，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出停車(chē)指令，強(qiáng)迫直流電機(jī)車(chē)13停止運(yùn)行。同時(shí)違章直流電機(jī)車(chē)13的車(chē)號(hào)、違章時(shí)間、違章類(lèi)別等信息將被存儲(chǔ)備份，以待調(diào)用。
[0090](4)巷道特殊路段告警減速控制:
[0091]在直流電機(jī)車(chē)13通過(guò)特殊路段時(shí)，可以自動(dòng)觸發(fā)控制系統(tǒng)，聲光報(bào)警裝置，提示司機(jī)減速慢行，同時(shí)把信號(hào)通過(guò)處理后，接入直流電機(jī)車(chē)13的自動(dòng)減速控制回路，自動(dòng)控制直流電機(jī)車(chē)13的減速。
[0092](5)前方障礙告警禁行:
[0093]在直流電機(jī)車(chē)13前方出現(xiàn)障礙時(shí)，直流電機(jī)車(chē)13聲光報(bào)警裝置自動(dòng)告警，并將告警信息上傳到井上數(shù)據(jù)服務(wù)器，井上控制系統(tǒng)接到報(bào)警數(shù)據(jù)信息后，根據(jù)直流電機(jī)車(chē)13定位信息判斷障礙物類(lèi)別?；谌吮景踩紤]，無(wú)論障礙物為何種類(lèi)，直流電機(jī)車(chē)13自動(dòng)采取剎車(chē)控制。
[0094](6)運(yùn)行控制邏輯判定:
[0095]直流電機(jī)車(chē)13有安全問(wèn)題時(shí)，集控優(yōu)先并閉鎖就地控制和司機(jī)操作。無(wú)安全問(wèn)題可以授權(quán)就地控制和同機(jī)操作(非無(wú)人操作狀態(tài)下)。
[0096](7)道岔控制:
[0097]運(yùn)輸系統(tǒng)中所有司控道岔均納入本“信、集、閉”系統(tǒng)中。道岔控制具備遠(yuǎn)程干預(yù)控制和就近手動(dòng)控制方式。集中控制通過(guò)工控機(jī)主控制界面進(jìn)行控制。調(diào)度室調(diào)度人員根據(jù)主界面上各點(diǎn)道岔位置反饋顯示進(jìn)行操作，控制道岔動(dòng)作，道岔運(yùn)行到位后自動(dòng)停機(jī)并將到位信號(hào)反饋到主控臺(tái)和就地到位指示燈箱。就近手動(dòng)控制通過(guò)司機(jī)手中的遙控或道岔控制按鈕進(jìn)行控制，主控機(jī)界面和就地到位指示燈箱能同時(shí)顯示司控道岔的到位狀況。
[0098]各采區(qū)運(yùn)輸大巷及車(chē)場(chǎng)采用控制分站集散式控制方式，二者互相兼容，構(gòu)成完整運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)。
[0099]視頻系統(tǒng)12主要包括視頻攝像頭、智能視頻服務(wù)器、智能視頻管理系統(tǒng)、監(jiān)視器等構(gòu)成。
[0100]視頻系統(tǒng)12主要實(shí)現(xiàn)的功能有直流電機(jī)車(chē)13運(yùn)行環(huán)境圖像識(shí)別功能和視頻聯(lián)動(dòng)與自動(dòng)跟蹤功能。視頻攝像頭將視頻信號(hào)傳到智能視頻服務(wù)器，信號(hào)通過(guò)智能管理軟件系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，能夠?qū)?chǎng)景中的背景變化和目標(biāo)實(shí)施分離，解析判斷，有效檢測(cè)出巷道環(huán)境的背景變化和行人等目標(biāo)，當(dāng)影響到安全行車(chē)時(shí)，輸出信號(hào)給直流電機(jī)車(chē)13控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制直流電機(jī)車(chē)13減速或停車(chē)。同時(shí)，當(dāng)直流電機(jī)車(chē)13行駛至距離前方一定距離時(shí)，軟件管理系統(tǒng)輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)道岔的視頻聯(lián)鎖和自動(dòng)跟蹤，保證直流電機(jī)車(chē)13的行車(chē)安全。
[0101]本實(shí)施例通過(guò)完善的網(wǎng)絡(luò)化的井下機(jī)車(chē)運(yùn)輸自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)通信傳輸、信號(hào)閉塞、機(jī)車(chē)智能化監(jiān)控，且各系統(tǒng)功能之間相互協(xié)作、互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)成為全礦井控制中心的一個(gè)子系統(tǒng)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際狀況，提升了調(diào)度處理速度和處理能力，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制，再加上全視頻和視頻識(shí)別、語(yǔ)音通訊，構(gòu)建雙網(wǎng)融合的傳輸系統(tǒng)，從而能夠構(gòu)建軌道機(jī)車(chē)全自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)，使井下軌道運(yùn)輸更加安全，更加可靠。
[0102]以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)不限于此，任何本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所能想到的與本技術(shù)方案技術(shù)特征等同的變化或替代，都涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，包括直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)、井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于:所述的直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)設(shè)有車(chē)載信息交換器、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)，視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)及機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)均與車(chē)載信息交換器電連接;車(chē)載信息交換器與井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電連接，井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)主交換機(jī)與地面客戶(hù)端、監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的井下光纖環(huán)網(wǎng)和信息交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)有井下光纖環(huán)網(wǎng)，井下光纖環(huán)網(wǎng)設(shè)有井下信息交換器、固定信息交換器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的井下信息交換器與各部位控制及信集閉電連接，井下信息交換器由直流配電柜提供電會(huì)K。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源系統(tǒng)設(shè)有直流電機(jī)車(chē)，直流電機(jī)車(chē)與直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)電連接，直流機(jī)車(chē)架線(xiàn)與直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源電連接，直流架線(xiàn)機(jī)車(chē)電源為直流電機(jī)車(chē)提供電能;直流電機(jī)車(chē)由機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿機(jī)車(chē)軌道運(yùn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下軌道機(jī)車(chē)運(yùn)輸全自動(dòng)無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的直流電機(jī)車(chē)設(shè)有直流變頻器、全數(shù)字?jǐn)夭刂破?，直流變頻器、全數(shù)字?jǐn)夭刂破髡{(diào)節(jié)控制直流電機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B61L27/00GK205498966SQ201620235089
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】韓建國(guó), 丁慧
【申請(qǐng)人】韓建國(guó)