礦井運輸調度系統(tǒng)的設計與應用

鄭啟明

（山西煤銷集團金塬達煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041000）

引言

在我國的能源中煤炭占據(jù)著十分重要的地位，礦井內部所配置的運輸調度系統(tǒng)對其生產的安全性有著極其關鍵的作用。與煤炭地面運輸形式相比，井下運輸大多以軌道為主。金塬達煤業(yè)有限公司通過與通信、機械及控制等多個方面的技術相結合來設計合理有效的運輸調度系統(tǒng)，確保煤礦生產具備較高的穩(wěn)定性及安全性[1]。

1 系統(tǒng)硬件設計

運輸調度系統(tǒng)所包含的系統(tǒng)主要有信息傳輸、軌道岔道控制、語音播報等。礦井信息傳輸系統(tǒng)的構成主要有骨干、支線及無線等傳輸網絡。骨干傳輸網絡所應用的為光纖網格形式，其所處部位在井中的主巷之內；支線傳輸網絡的功能主要是促使傳輸網內的智能終端及軌道岔道控制設備與骨干傳輸網絡建立起有效連接?；趥鬏敼?jié)點的遠近，通過應用光纖或電纜的形式來進行連接，為了精確地辨別及讀取系統(tǒng)內的運輸車輛，在運輸調度系統(tǒng)內部創(chuàng)建了無線通信網絡[2]。

1.1 機車定位設計

該定位系統(tǒng)所應用的技術為RFID技術，將其相關的標簽設置在井下軌道岔道的進出口，并將相應的讀卡裝置安裝在機車之上，當?shù)V井下運輸系統(tǒng)在經過所設置的標簽時，其讀卡裝置可以讀取RFID標簽的各個信息，從而精確辨別出車輛所處的位置。

1.2 井下軌道岔道控制

在運輸調度系統(tǒng)中，對其軌道岔道進行有效控制是最關鍵的節(jié)點，為運輸車輛選擇最佳的輸送路線，其實質就在于對軌道岔道進行有效地控制，詳見圖1。本文借助PLC技術來設計岔道控制系統(tǒng)。對于不同的軌道岔道控制裝置可以利用485線路來完成聯(lián)通，岔道控制器通過應用光纖或通信網線來實現(xiàn)與光纖傳輸節(jié)點的連接。對于光纖光瑞交換機而言，其大多應用多模光纖環(huán)網的形式來與工控裝置形成連接。在對運輸調度系統(tǒng)進行設計的過程中，工控裝置可以對軌道岔道裝置進行自動化控制，也可以由運輸司機對其進行手動控制，通過應用這兩種控制系統(tǒng)可以極大地增強運輸系統(tǒng)的可靠性及靈活性[3]。

圖1 岔道控制裝置示意圖

1.3 語音通信傳輸設計

在該運輸調度系統(tǒng)中，通過設計合理的語音傳輸系統(tǒng)，可以確保運輸司機、輸送司機及調度員之間保持順暢的通信，同時該系統(tǒng)也是礦井信息交流、工作狀況反饋的關鍵通道，本文所設計出的語音通信傳輸如圖2所示。

圖2 語音通訊傳輸示意圖

系統(tǒng)內存在兩種語音傳輸形式，一是應用智能終端中的IP電話，二是利用無線傳輸網絡上的IP電話，以實現(xiàn)通訊功能，增強礦井工作人員、運輸司機及調度人員之間的信息傳輸。運輸司機與輸送司機之間可以利用通信網絡服務器來完成通訊[4]。

2 系統(tǒng)軟件設計

2.1 智能算法

對調度系統(tǒng)而言，智能化的算法是確保其安全運輸?shù)暮诵闹?，在調度礦井中的運輸作業(yè)時，該智能化的算法可以依據(jù)運輸?shù)钠鹗嫉丶澳康牡貋砗侠硪?guī)劃出車輛運輸?shù)暮罄m(xù)路線。在本次設計調度系統(tǒng)的過程中，采用一次排列運行、逐段開發(fā)運輸路線、逐漸解鎖運輸軌道的方式。

1）逐段開放。在車輛運行的各個線路中分別設定編號不同的定位裝置，在車輛行駛的過程中可以有效鑒別出定位器的位置，并利用傳輸網絡將鑒別出的位置結果傳輸至地面工控機中，工控機可以依據(jù)事先設定好的路線來判斷車輛位置，并判斷運輸線路中是否存在車輛，如果運輸軌道尚未解鎖或者前方存在運輸車輛，則該軌道不會向運輸車輛開放；如果前方軌道已經解鎖，則需指引車輛沿著軌道運行[5]。

2）逐段解鎖。當運輸車輛進入到系統(tǒng)內的某個線路之后，工控裝置則需要明確其路線，查詢車輛定位裝置，判斷線路是否已經解鎖，如果線路尚未解鎖，則需要對其進行解鎖操作，確保車輛可以順利運行；如果線路已經解鎖，則工控機不需要進行處理[6]。另外，在對運輸線路進行解鎖之前，首先需要明確車輛的運輸路線。

2.2 語音通信系統(tǒng)

在設計該系統(tǒng)的時候，通過應用語音通信系統(tǒng)，可以使運輸司機、輸送司機與調度人員之間建立起有效的通訊，為了達到該目的，系統(tǒng)設計過程中所運用的VSession不僅要具有通信功能，而且要具備功能完善、操作簡單等優(yōu)勢。當?shù)V井運輸司機需要與調度人員進行通訊時，首先需要清除判斷通訊終點目標的在線狀態(tài)，如果在線，調度人員在下達指令之后，系統(tǒng)將會啟動語音通報，運輸司機在應答之后，就建立起有效的通訊[7]。當系統(tǒng)服務器接收到司機所發(fā)出的語音申請之后，將會對司機通訊的在線狀態(tài)進行判斷，如果在線，調度系統(tǒng)內部的服務器將會下達相應的通訊指令，司機在應答之后，就建立起有效的語音通話[8]。

2.3 數(shù)字地圖

為了使調度人員及輸送司機更加明確地掌握車輛運行的部位，在該調度系統(tǒng)中應當配置相應的數(shù)字地圖，并利用C語言來編制其中的編程，將SQL Server作為數(shù)據(jù)庫，在開發(fā)該地圖之前，應當明確該地圖及礦井尺寸的比例，只有這樣才可以明確識別井下位置。

3 應用效果

山西某礦井已成功應用該系統(tǒng)，根據(jù)其應用結果可知，運輸調度系統(tǒng)的設計可以對車輛運行的部位進行準確判別及實現(xiàn)語音通話，同時本文所設計的上位機控制軟件具有較多的優(yōu)勢，如操作較為簡單、界面較為友好等，可以使礦井中的運輸及調度需求得以滿足，具備較強的實用性。