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摘要：礦井運輸效率對礦井的生產效率有著直接影響。針對目前礦井運輸管理系統難以實現對機車高效管理的問題，設計了一種礦井智能運輸管理系統。對該系統的功能進行了分析，并討論了該系統的硬件組成及軟件構成，可以為礦井智能化的實現提供一定的參考。

關鍵詞：煤礦運輸；機車；管理系統；智能

在煤礦井下，機車運輸是大巷運輸的主要方式。由于大巷長度較大，運輸存在追尾、超速及脫軌等問題，嚴重影響大巷的運輸能力。礦山企業急需建立一種智能化的礦井運輸管理系統，對機車運行狀況進行實時跟蹤，實現管理人員與機車司機、機車司機與機車司機的通信，以此保證運輸機車的安全有序運行，提高大巷運輸效率[1]。現有的礦井運輸管理系統存在嚴重的技術問題：a)采用計軸器來確定機車所在區域，但不能確定機車的精確位置，這導致當某個區域被占用時，其他機車只能在這個區域以外等待通行，嚴重影響機車運行效率；b)井下生產環境比較惡劣，如粉塵濃度大、某些區域存在積水等，這嚴重影響了計軸器的使用，若計軸器發生故障，則很容易引發機車撞車事故；c)機車司機與機車司機之間不能進行通信，在前車發生故障后，后車很難發現并采取有效的制動措施，導致事故發生后很容易擴大，同時司機很難知道事故的具體位置，這給救援帶來了巨大的困難。為了保證礦井運輸的高效進行，設計了一種智能運輸管理系統。本文介紹了礦井智能運輸管理系統的功能及組成，希望有助于進一步提高礦井的大巷運輸效率。

1礦井智能運輸管理系統的功能

為了更好地服務大巷中的機車運輸，礦井智能運輸管理系統應具有以下功能[2]：a)能實現機車動態的可視化，便于機車運輸管理。上位機和監控系統能實時顯示機車運行狀態，主要包括機車的運行速度、位置、號碼、方向等關鍵運輸信息。同時還能動態顯示附近機車的位置，在附近機車有超速或可能追尾時，上位機會發出報警信息，提示機車司機。上位機自帶的硬盤可將機車運行的視頻保存下來，作為機車違章的證據。這極大地方便了對機車運行的管理，提高了大巷運輸效率。b)實現對機車的動態管理，提高行車效率。機車通過讀取軌道線附近放置的電子里程，可向控制臺實時發送當前位置信息。這有助于對機車運行速度、位置及方向的精確計算，可以以此控制機車之間的安全距離。多臺機車的運行狀態信息同時在控制臺上顯示，就可以知道線路上機車的運行密度情況。與以往的計軸器相比，對機車之間距離的管理更精確，提高了線路上機車的密度，更容易實現高容量運輸。c)機車運行時可發出語音提示。通過與主機連接，系統能根據機車位置的不同，發出不同的提示語音。當后車距離過近時，機車自動發出報警，提示采取相應措施，以保證運輸的安全性。這就要求系統能根據線路上的機車狀態，實時生成語音指令，且對不同的機車發出的指令是不同的。

2礦井智能運輸管理系統的硬件組成

礦井智能運輸管理系統以無線中繼通訊平臺為基礎，由機車位置跟蹤子系統和道岔信號控制子系統等組成。下面將分別進行詳細介紹。

2.1無線中繼通訊平臺

在對機車進行管理時需不斷傳遞信息，這就需要機車與控制臺進行有效通訊。采用有線傳輸很難對機車位置信息進行實時傳輸，最好的方式是實現無線通訊。由于地面無線信號很難傳遞到井下，這就需要在井下建立多個通訊基站。每個通訊基站的范圍很有限，目的是有效實現這些基站的通訊。這就是煤礦井下所采用的無線中繼通訊平臺。在無線中繼通訊系統中，中繼器發揮了重要的作用，其主要是對傳輸的信號進行補償，保證通訊信號的強度。無線中繼通訊系統使得地面和井下實現了無線互通，方便了信息的交換，主要包括一些語言管理信號和視頻信息等。語言管理信號主要有機車司機和機車司機之間的通話信號、管理人員與司機之間的通話信號，方便了井上和井下工作人員的通訊；視頻信息是智能運輸管理系統中的重要內容，在遇到緊急情況時，管理員可根據附近機車的信息采取相應措施，降低事故損失。此外，無線中繼通訊平臺構成簡單，維護方便，這極大地提高了機車運輸管理的安全性。

2.2機車位置跟蹤子系統

實現對機車位置的實時跟蹤，是礦井智能運輸管理系統的關鍵內容。在煤礦井下，對機車位置的跟蹤是通過機車與線路上方放置的電子里程碑感應實現的。由于每個電子里程碑都具有獨一的編號，通過對編號位置進行查詢就可以知道機車的實時位置。為保證機車位置識別的準確性，要求每隔幾米或幾十米設置1個電子里程碑[3]。機車位置跟蹤子系統的組成如圖2所示。由機車通過編號的順序與時間，可以知道機車運行的方向和速度。據此可將機車的運行狀態信息傳遞給控制臺，可為管理線路上的機車提供參考。

2.3道岔信號控制子系統

在大巷運輸時，對道岔的控制十分必要。在過去，對道岔信號燈的控制是通過人工來完成的，管理十分不便。軌道的道岔信號控制子系統能實現對道岔的切換及同步顯示道岔信息的功能。通過與機車位置跟蹤子系統相互配合，可實現對道岔信號的動態控制。一般情況下，道岔信號控制方式可分為集中控制、遙控控制和人工控制等。其中，集中控制的效率最高，在控制臺就能實現對道岔的控制，實現了對道岔的無人值守，具有實時性強、控制準確性高、安全性高的特點，是現代化礦井采用的主流控制方式。

3礦井智能運輸管理系統的軟件構成

為了實現對運輸的智能化管理，還應采用一些智能算法，對機車運行情況進行智能學習，從而進行合理科學的控制。軟件可實時顯示大巷中機車的運行狀況、信號燈、道岔狀態及道路占用情況。為了進行管理，就需要根據現場采集的信號自動做出相應判斷。其中最重要的就是能自動報警，這是通過軟件來控制的，當2列機車的距離小于預定值時，系統自動發出一些警告指令。在機車通過道岔時，根據附近機車狀況對道岔走向進行控制，來保證機車的平穩運行。此外，根據機車運行狀態產生一系列統計報告，形象顯示機車運行中存在的問題，為進一步調整運行路線提供一定的參考。

4結語

在過去煤礦井下，機車運輸時存在追尾、超速及脫軌等問題，嚴重影響了大巷的運輸能力。為此，建立了一種礦井智能運輸管理系統。該系統以無線中繼通訊平臺為基礎，實現了管理人員與機車司機、機車司機與機車司機的通訊，保證運輸機車安全有序地運行，提高了大巷的運輸效率。系統分析了該系統的硬件和軟件組成，為礦山智能化提供一定的參考。

參考文獻：

［1］于曉云，李豐志，孟令學.多套礦井提升機集中調度與智能控制系統的設計［J］.工業控制計算機，2014，27(10)：21-22.

［2］葛捷如，周健.礦井軌道運輸智能調度系統設計［J］.工礦自動化，2013，39(7)：85-88.

［3］郭宏偉.基于RFID技術的礦井車輛智能調度系統［J］.電信技術，2012(2)：66-70.

作者:馬運凱 單位:山西焦煤集團有限責任公司東曲煤礦