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淄博華勝自動化控制科技有限公司
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礦用機車運輸監控系統-礦井運輸是煤礦生產的重要環節,尤其是在擔負煤炭運輸的井下大巷，礦井運輸任務很重，造成機車運行的密度很大，為了保證大巷原煤輸出和材料、設備運輸過程的安全，提高指揮效率，降低運輸成本，在煤礦井下主要運輸大巷安裝煤礦機車運輸監控系統，已成為各礦井管理高層的共識
礦用機車運輸監控系統介紹
1.1.設計原則
煤礦軌道運輸監控系統建設遵循以下設計原則：
1.2.設計依據
《煤礦井下軌道運輸信號設計規范》；
《井下軌道運輸信號系統技術裝備標準》；
《煤礦安全規程》；
《煤炭工業礦井設計規范》；
《煤礦安全裝備基本要求》；
《煤礦監控系統總體設計規范》；
《煤礦安全生產監控系統軟件通用技術要求》；
《爆炸性環境用防爆電氣設備本質安全型電路和電氣設備要求》；
《爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求》；
《煤炭調度信息化裝備技術規范》；
《監測監控質量標準化實施標準》；
《電子計算機場地通用規范》。
1.3系統可實現功能
精確定位：定位相對精度小于3米。
精確識別軌道：可以精確識別機車所走軌道，*杜絕因軌道識別不準確而產生信號燈和道岔控制不正確的問題。
高速實時響應：設備狀態變化到上位機響應時間周期可在1秒內完成。
在計算機上以動畫、圖形、表格、漢字等形式實時顯示機車位置、車號、運行方向、運行速度以及井下各道岔位置和信號燈等運行狀態信息。
系統根據機車位置，自動、半自動或手動控制信號燈進行敵對進來信號閉鎖，有效防止，指揮機車運行，提高運輸效率。
系統軟件包含具有科學算法的智能調度模塊。分為全自動、半自動和手動模式。
全自動調度模式：在全自動調度模式下，調度模塊根據運輸計劃預先設定的運輸線路選擇需要的線路給機車。軟件具有行程進路自動沖突檢測功能，還可以給車載機發送調度信息，提示司機按照調度要求駕駛機車，實現自動調度控制功能。
半自動調度模式：系統在半自動調度模式下，調度員在軟件界面給此輛機車賦予一個運輸行程。軟件具有行程進路自動沖突檢測功能，還可以給車載機發送調度信息，提示司機按照調度要求駕駛機車，從而實現半自動調度控制功能。
手動調度模式：進入手動調度狀態后，調度員可以遠程控制道岔、信號燈來開放或閉鎖運輸路線，給車載機發送調度信息，提示司機按照調度要求駕駛機車，實現遠程手動調度功能。
上位機可實現超速報警、闖紅燈報警、道岔不到位報警及設備故障報警等功能，以圖形提示報警并可進行報警報表查詢。
現場設備不通過上位機可以實現防追尾（需要配備無線尾燈）、防丟車（需要配備無線尾燈）、防超速、打點報警（需要配備無線發射器）、人車報站功能（車載系統增加聲光報警器）、彎道報警功能（需配備無線聲光報警器）、雙駕駛室機車雙車載機聯網等功能。
系統軟件可以下發命令到信號燈、道岔、車載機。對道岔具有遠程集中控制、司機遙控、手動及閉鎖控制方式。
1）集中控制：是由調度員在地面集控中心的主控微機的圖形上通過點擊道岔指揮機車運行；
2）司機遙控：為機車司機使用司機室的車載機遠距離遙控道岔動作；
3）手動控制：方式為現場人員可以就地操作道岔動作。
4）閉鎖控制：為上位機可以發送閉鎖命令給道岔設備，讓現場不能手動或遙控。
能全天候24 小時實時記錄系統運行情況，并能根據記錄的運行數據在顯示設備上重演規定時間內的實際運行過程，為分析事故原因、改進調度策略提供根據，記錄存儲時間為一年以上。
系統能隨時反應系統設備和傳感器的工作狀態，能自動進行本系統的故障診斷并完成報警。
上位機可采用主備雙系統結構，確保系統運行的安全可靠性，當任一臺發生故障時，另一臺備用機可以起到主機的監控作用。其中一臺可兼作為工程師站，允許遠程編輯、調整設備的運行狀態和運行參數。
系統具有OPC軟件功能，能平滑地接入自動化集中控制信息平臺，可直接采用IE瀏覽器瀏覽本系統的監控畫面。
如果在關鍵軌道路口安裝車輛管理讀卡器，在每個車輛上安裝車皮信標，系統軟件可按位置、車號或車皮號、時間、進行車皮定位查詢；生成運輸生產報表；實時監控機車所帶載車皮信息。
井下關鍵路口或停車場接入本公司LED信息發布屏到系統總線，上位機軟件可發布信息到LED屏。在系統軟件的信息發布界面輸入任何文字，就可以讓井下任何一個LED屏顯示想要的信息，顯示的同時還可同步發語音。
井下關鍵路口或停車場安裝本公司網絡攝像儀，可實現以系統模擬圖為地理信息的視頻監控功能。只要在主畫面中點擊需要查看的攝像儀圖標，就可以打開此攝像儀的視頻畫面。
系統具有精確的機車定位及軌道識別能力，具有自動冗余的總線帶寬適應性和快速響應能力，加上基于科學算法的智能調度模塊，為后續無人駕駛調度功能擴展打下堅實的基礎。只要在每臺機車上增加無人駕駛子系統硬件模塊，不需要再增加其他通信設備就可以實現無人駕駛運輸調度系統，因此本系統具有后續的無人駕駛系統無縫擴展能力，并能有效減少二次投資。
各硬件設備、系統線路自檢功能的查詢，歷史數據的顯示、查詢、報表、打印等等。
1.4.系統優勢
性能 | 軌道傳感器+無線收發器 | 無線傳感網 | 本公司：無線傳感網+無源信標 |
定位方式 | 點觸發定位，定位到區段。無線收發器只有車號，不進行定位。 | 無線定位基站坐標范圍定位。 | 定位信標點、速度傳感器、加速度傳感器相結合的慣性定位方式。 |
定位精度 | 區段內，80-150米 | 15-30米內擺動。 | 小于3米，無擺動。 |
定位準確度 | 區段內不準確 | 不太準確，擺動大 | 準確，無擺動 |
定位傳感器抗干多徑擾能力 | 易誤動作 | 好 | 好 |
定位實時性 | 3-5秒 | 3-5秒 | 3-5秒 |
道岔信號燈通訊方式 | 有線，安裝調試復雜 | Zigbee無線自組織網絡，安裝調試方便 | Zigbee無線自組織網絡，安裝調試方便 |
通訊實時性 | 輪詢，系統反應在10秒內 | 輪詢+觸發，系統反應在5秒內 | 觸發，系統反應在1秒內 |
車載機通訊方式 | 普通無線收發 | Zigbee無線自組織網絡 | Zigbee無線自組織網絡 |
道岔遙控方式 | 遙控器 | 車載機或遙控器 | 車載機或遙控器 |
車載機功能 | 無線發射車號、車類型、機車請求信號等。 | 無線發送車號、車類型、機車請求、控制道岔等。 | 無線發送車號、車類型、機車請求、控制道岔、控制彎道報警、防追尾、防丟車、超速報警，打點報警、液晶顯示等。 |
精確識別多軌性能 | 軌道傳感器硬件識別，但易誤判。 | 軟件識別，不確定性 | 硬件精確識別多軌。 |
集成彎道報警功能 | 無 | 系統控制或現場無線識別機車報警 | 現場無線識別機車報警 |
軟件機車動畫顯示 | 只能在區段位置顯示是否有機車，無實時定位動畫。 | 有機車運行實時動畫顯示，精確度一般，有擺動。 | 有機車實時運行動畫顯示，位置精確無擺動。 |
調度功能 | 具有行程配置功能和區間閉信號鎖功能。 | 具有區間信號閉鎖功能 | 具有自動行程配置和區間信號閉鎖的智能調度功能 |
能否無縫擴展自動駕駛系統 | 無實時定位及與機車通信功能，不能擴展自動駕駛功能。 | 定位及shuanggui識別不精確，不能擴展自動駕駛功能。 | 精確定位及可靠的無線通信協議，可以擴展自動駕駛功能。 |
千米定位設備成本(定位傳感器、分站、電源) | 以太網+集散式總線，線路多，器材多，成本高。 | 以太網+無線傳感網，分布式結構，器材成本一般 | 以太網+現場總線+無線傳感網，分布式結構，器材成本低 |
施工成本 | 高 | 一般 | 低 |
施工速度 | 慢 | 快 | 快 |
施工難度 | 大 | 一般 | 簡單 |
調試難度 | 難 | 一般 | 容易，具有各種調試設備和軟件。 |
系統性能總結 | 由于傳感器不穩定，無精確實時定位，軟件體驗性差。設備和線路復雜，維護困難。 | 由于無線傳感器不能精確定位，軟件處理復雜，機車在畫面有擺動，識別shuanggui困難，因此系統穩定性一般。設備較少，維護較簡單。 | 由于傳感器能精確定位，機車在畫面無擺動，能精確識別shuanggui，控制邏輯可靠，因此系統穩定性好。設備較少，維護較簡單。 |
KJ482煤礦軌道運輸監控系統采用zuixin物聯網硬件技術和軟件技術，對運輸監控功能進行深入研究后大膽進行多項技術創新。本系統除了基本信集閉功能外，具備如下創新功能：
特點 | 說明 |
精確機車定位 | 采用*的慣性定位技術，定位精度可達3米內，準確多軌識別。實時精確動畫顯示機車位置、車號、運行機車狀、車型，方向等。 |
智能調度機制 | 具有一個智能調度功能模塊，采用科學數學模型進行底層調度運算，可在全自動調度狀態下人工參與對機車進行行程設定，具有全自動調度、半自動調度與手動調度同時進行的科學調度方式，使國內煤礦軌道運輸監控系統進入了實用階段。 |
多種車聯網報警 | 現場設備不通過上位機可以實現防追尾、防超速、防丟車、打點報警、彎道報警、人車報站、雙駕駛室機車車載機聯網數據同步等功能。 |
豐富的模塊化擴展功能 |
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1.5．礦用機車運輸監控系統系統結構
本系統上位機軟件采用B/S構架，可以實現多WEB客戶端應用。硬件采用CAN總線和以太網作為傳輸層進行通信，現場CAN總線連接的所有無線基站（無線網關）到CAN-以太網網關，然后接入上位機所在的工業以太網。其他所有現場設備都是通過無線自組織網絡和無線基站通信。車載機作為移動設備可以快速在無線基站間數據漫游。現場道岔控制器和信號燈等非移動設備都可以作為無線路由中繼對無線數據進行路由，大量減少了設備使用量，減少了用戶投資。網絡結構見下圖：
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