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礦井膠輪車(chē)運輸監控無(wú)線(xiàn)通信論文
1運輸監控系統結構
針對煤礦井下巷道的布置類(lèi)型，系統設計采用樹(shù)型網(wǎng)絡(luò )結構，以雙絞線(xiàn)作為總線(xiàn)媒介來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò )信息。工業(yè)控制計算機作為上位機，控制分站作為下位機，網(wǎng)絡(luò )采用簡(jiǎn)單可靠的主從應答訪(fǎng)問(wèn)方式，信息控制簡(jiǎn)單，差錯控制能力強，可實(shí)現網(wǎng)中任一結點(diǎn)到另一結點(diǎn)的信息傳送，支持信息傳送的廣播功能。
1．1機車(chē)定位功能設計
系統在井下各個(gè)巷道交叉口安裝控制分站，一方面負責與調度中心監控主機的實(shí)時(shí)通訊，另一方面負責與移動(dòng)目標進(jìn)行信息交互，傳達主控指令，采集信號源，識別膠輪車(chē)類(lèi)型、車(chē)號，同時(shí)在每輛膠輪車(chē)安裝配備有唯一代碼的識別卡，識別卡將車(chē)輛號碼、車(chē)輛類(lèi)型等識別號經(jīng)過(guò)擴頻調制后，用無(wú)線(xiàn)電方式發(fā)送，供控制分站接收。當車(chē)輛進(jìn)入控制分站監控區域后，由收訊機設備構成的機車(chē)運行狀態(tài)傳感器收集到機車(chē)運行信息，經(jīng)過(guò)監控分站處理后，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )、通訊站、光纜，傳送至地面調度中心監控主機，監控界面實(shí)時(shí)顯示井下車(chē)輛的數量、車(chē)輛分布情況，系統可自動(dòng)記錄井下車(chē)輛的活動(dòng)軌跡等信息。
1．2自動(dòng)交通指示功能設計
監控主機根據預編的調度計劃，發(fā)出控制信息，經(jīng)光纜、通訊站、通訊網(wǎng)絡(luò )至控制分站，由控制分站控制信號燈顯示出紅、綠或黃燈信號，指揮機車(chē)的運行，實(shí)現對機車(chē)通、停管制。系統在控制時(shí)要求每個(gè)巷段(區段)內只允許有一輛車(chē)運行，巷段兩邊各有一組閉鎖信號。以某一巷段(巷段2)為例說(shuō)明達到該要求的設備布置與控制原則。首先需判斷巷段2內是否有車(chē)，如前方道口信號燈為紅色，表示巷段內有車(chē)，需巷段外避讓等待;若前方道口信號燈為綠色，表示巷段內無(wú)車(chē)，則可繼續行駛。當車(chē)輛駛入巷段2內，此時(shí)巷段兩端的信號燈切換為紅色，表示其它車(chē)輛不得進(jìn)入巷段2，當車(chē)輛駛出巷段2，此時(shí)巷段兩端的信號燈切換為綠色，表示其它車(chē)輛可以駛入巷段2。
1．3系統主要功能
1)調度、顯示功能:可監視井下所有膠輪車(chē)運行狀況及設備工作狀態(tài)，根據需要實(shí)現自動(dòng)或半自動(dòng)調度。
2)閉鎖功能:根據交通指示功能設計可實(shí)現區間閉鎖、敵對進(jìn)路閉鎖、信號燈閉鎖功能。
3)柔性調度功能:根據巷道的寬度、坡度、長(cháng)度等信息可自動(dòng)選擇不同的調度方式與調度路徑，使在保證安全的前提下，達到運輸效率最大化。
4)無(wú)線(xiàn)定位、車(chē)速測定功能:系統可以定位膠輪車(chē)的位置、測定平均行駛速度以及運行軌跡。
5)交通誘導功能:通過(guò)信號及顯示調度指令信息，便于指揮車(chē)輛通行。
6)記錄重演功能:系統對運行、操作情況的進(jìn)行數據記錄，可事后進(jìn)行重演回放。
7)組態(tài)功能:在系統現場(chǎng)設備發(fā)生擴充、刪減等情況下，維護人員能方便地建立新的信號聯(lián)鎖及調度關(guān)系。
8)管理與數據共享功能:管理計算機自動(dòng)統計膠輪車(chē)的下井統計報表并實(shí)現資源網(wǎng)上共享。
9)診斷功能:對系統和設備故障具有自診斷功能。
2無(wú)線(xiàn)通信系統
為滿(mǎn)足礦井膠輪車(chē)運輸生產(chǎn)調度指揮及移動(dòng)作業(yè)人員的信息傳遞，保障作業(yè)指令的即時(shí)下達與執行情況反饋、強化運輸調度、確保井下運輸作業(yè)安全、提高運輸效率、及時(shí)處理井下意外情況，礦井無(wú)軌膠輪車(chē)無(wú)線(xiàn)通信系統，按網(wǎng)絡(luò )布局設計要求，在井上調度室設置系統基站，基站由一部基地臺、一部天線(xiàn)共用器、一臺穩壓電源構成，地面架設天線(xiàn)覆蓋一定范圍的地面作業(yè)區域;使用無(wú)線(xiàn)電纜至井下，沿水平巷道鋪設至通信信號所需覆蓋的地方，使處于巷道中的移動(dòng)手機可以收到這個(gè)信號，同時(shí)移動(dòng)手機發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電波也經(jīng)同一路徑反向傳輸給基地臺，從而實(shí)現基地臺與移動(dòng)手機之間、移動(dòng)手機與移動(dòng)手機之間的雙向無(wú)線(xiàn)通信。所有的無(wú)軌膠輪車(chē)均采用無(wú)線(xiàn)通信系統方式通訊，每輛車(chē)司機配備礦用本質(zhì)安全型手機一部，由礦調度室統一指揮、統一調配。手機選用多功能漢顯手持，集直通、調度、選呼、打鈴等四種工作模式為一體。系統平時(shí)設置在直通工作模式，信息傳遞快捷、明了，其鍵盤(pán)采用獨特的九鍵盤(pán)設計，點(diǎn)擊準確，便于井下環(huán)境使用。手機除在網(wǎng)內通信外，還可設置網(wǎng)外信道，必要時(shí)進(jìn)行脫網(wǎng)對講通信。調度臺能實(shí)現與信道內移動(dòng)用戶(hù)通信的快捷通訊，具有絕對優(yōu)先指揮通話(huà)權;移動(dòng)用戶(hù)可設置脫網(wǎng)對講波道，便于近距離工作聯(lián)系。
3應用效果
本系統將現代計算機控制、現場(chǎng)總線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)用于礦井無(wú)軌膠輪車(chē)車(chē)位檢測、信號控制、調度管理等功能，目前已在伊犁新礦煤業(yè)公司安裝運行，監控分站及通訊網(wǎng)絡(luò )已覆蓋全礦井地面、緩坡斜井、輔助運輸巷、各水平運輸石門(mén)等全部行車(chē)路線(xiàn)。通過(guò)現場(chǎng)實(shí)際應用證明，該系統運行穩定可靠，大大降低了車(chē)輛等候信號的時(shí)間，解決了煤礦井下交通堵塞問(wèn)題，提高了運輸效率，有效地降低了礦井膠輪車(chē)運輸事故率，保證其有序、高效、安全地運行。
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