郭凯 姚艳虹 赵美丽

摘要：本文介绍了煤矿井下智能控制系统，该系统采用无线通讯技术、PLC控制技术和传感器检测技术，实现对井下的智能化交通管理，可以达到对井下车辆的统一调度、安全监管，提高安全生产的目的。

关键词：井下交通路口；智能化控制；PLC系统

中图分类号：U491文献标识码： A

煤矿辅助运输的主要方式为无轨胶轮车、无极绳绞车、卡轨车、提升机等，其中无轨胶轮车运输已得到了广泛的应用。近年来，随着无轨胶轮车运输方式的的普遍应用，胶轮车在井下的运行安全也日趋突出了。井下交通事故的频繁发生不仅严重制约了我国煤矿的高效安全开采，而且造成了重大的人员伤亡和财产损失。

由于井下巷道窄、视线受限，行车状况复杂，为保证车辆运行安全，提高效率，对井下辅助运输车辆进行监测和调度控制，进行交通管制以保证运行畅通。实现了井下运输车辆调度的自动化。

井下交通管理系统是针对井下运输设计的具有车辆行驶监控、车辆信息监测及交通调度管制功能的系统。通过目前最先进的射频、wifi等通信形式，达到对运行车辆的红绿灯指示，LED灯箱指示，车辆信息监测的功能等。该系统简化了辅助环节，减少了事故点，提高了工效和安全性，达到减员增效的目的。

1.系统组成

煤矿井下智能交通管理系统是应用最新的科技发展成果，铺设的一套井下无轨胶轮车监控系统。该系统基于3G网络或者wifi网络，通过红绿灯交通管理及车辆信息采集，有效增强车辆运行的规范性，杜绝不安全行为，达到提高车辆运行的效率，节约运行成本，优化管理方式的目的。

井下交通管理系统包括路口红绿灯控制、车辆测速与定位、闯红灯拍照和定点测速拍照、车辆动态管理、驾驶员管理、信息发布等子系统。

2.系统传输型式

2.1.无线传输模式

系统主体传输采用无线型式，包括数据的传输和设备的连接。

系统要对整个巷道进行无线覆盖，双向板式天线覆盖范围400米，根据巷道的实际长度设置一定数量的无线WIFI基站，就地AC127V供电。通过无线WIFI基站的布置实现巷道的全面无线覆盖，经由wifi网络将各个路口的车辆信息系统及摄像头所拍摄的照片经主控制器统一上传到井上车辆管理中心服务器。从而保证系统的实时性、可靠性。

2.2.有线传输模式

设备之间采用有线传输型式，基站与基站之间通过总线进行连接，接入矿用本安型网络交换机，最终通过光纤与井上交换机相连。读卡器之间也通过总线进行连接。

选用读卡器和基站结合的形式，实现对井下胶轮车的行驶路线实时监控。在需要布置红绿灯的路口安装读卡器分站，在巷道中布置无线wifi基站。

3.系统网络拓扑图

路口控制是井下交通管理系统最核心的环节。该位置的管理是否有效，直接影响井下交通管理的效果。此外，路口红绿灯系统的设置，有效的管理人和行车安全，对人生命安全提供了保障。

4.井下交通管理平台

本系统采用B/S、C/S混合架构，基于数据库服务器、WEB服务器、应用服务器等构建一个完整的管理系统。用户可以通过上网的方式输入和查阅信息，通过客户端管理和操作。

智能化个交通管理系统主要以软件为主体，通过通讯网络，将设置在井下的多个系统，在该管理系统界面上统一显示、记录等。

通讯网络是本系统传输动脉，井下的子系统是本系统的支柱。

管理软件在获得各个子系统的数据后，在系统界面中通过地图显示和报表显示的方式实时描绘出车辆的运行状态及各路口的指示灯状态。

（1）信息展示管理

基于GIS的软件管理平台，可以对地图放大、缩小、漫游，返回上一界面、鸟瞰图等操作。也可基于表格的信息管理。

（2）信息报表管理

各种信息的统计查询、报表功能，如月违章纪录、月车行驶里程、年车行驶里程等。

（3）层级管理、权限划分

如领导级、公司级、厂矿级、区队级；同时根据管理流程的不同，也划分为不同的管理权限。

5.路口交通管理

在各矿井下部分重要路口，都安装有红绿灯控制系统，实现车辆的有序控制，。以此为基础，通过增加抓拍摄像头，结合车辆定位卡，实现闯红灯抓拍、闯红灯统计等功能，并把这些数据通过通讯的方式传到后台，系统可自动生成违章车辆、司机等统计信息，并提供告警、统计等功能。其路口交通管理归纳如下：

①、触发优先原则，先到路口先触发的车优先通行。

②、实行优先上行原则。两辆不同方向的车同时触发优先上行原则。

③、特殊情况下也可实现交通管制，固定一方车辆优先通行。

④、实现远程控制，是通过上位机软件来实现地面调度对井下的远程控制。

⑤、通过摄像头实现闯红灯拍照功能，利用井下环网发送到上位机，并对闯红灯车辆进行识别。

6.巷道交通管理

①区间测速及模糊定位：与已有基于读卡器、车辆定位卡为基础的车辆定位系统结合，提供区间测速、模糊定位等功能。

②精确测试及精准定位：通过在车辆上安装基于3G(TD-SCDMA)技术的车辆参数监测仪，实时计算车辆的位置及速度。可以准确规划车辆运行路线。

③超速测定：通过车辆实时数据的采集，对于车辆的速度进行判定，如果超速，则自动记录超速车辆所在位置，并自动弹出违章车辆及司机的信息。(超速可以通过两种方法来获得，一种是实

时采集，另一种是通过区间测速的办法。)

④道路临时管控：通过井下环网和地面调度室通讯，当井下需要运送大型设备或其它重要事宜需要占用个别或全部路口时，通过调度室直接控制红绿灯，规划出合理的运输路线，并通过LED屏，文字提示，有效地解决交通堵塞的问题。

⑤对面来车提示：利用定位基站和车载无线和车载无线语音通讯系统感知路口或转弯处对面来车情况，如有对面来车，语音提示“对面有车，小心避让”等语音提示。

7 车辆运行数据管理

车辆实时运行数据管理：主要对井下车辆动态运行数据实时显示，包括车型、车号、驾驶司机、车队、具体运行位置、速度、轴温、水温、排气温度、发动机转速、瓦斯浓度、机油压力等柴油机保护仪提供的数据、行驶里程实时的传输到系统中实时显示。

车辆历史运行数据记录查询：主要对车辆历史运行数据的记录与查询，包括车辆运行数据,如：车辆位置、速度、公里数、油耗、出车时间、出车率，轴温、油量、水温、转数、甲烷等柴油机保护仪提供的数据等，以及车辆违章纪录(超速、闯红灯，及相关司机、车辆相应纪录)等 。

车辆效率统计：系统通过检测到的车辆运行信息。如时间、里程、油耗，计算车辆的出车率，计算车辆运行效率。

车内人员定位和区域车辆统计：在车辆运行过程中，实时显示车内人员数量，实现车内人员定位，将数据提供给人员定位系统，便于人员定位系统对下井人员实时跟踪，并可以判断车内是否有人员超载现象。

系统根据设定区域对车辆进行统计，在地图上选择区域、输入片区和输入路径都可对存在车辆统计，统计内容包括车类型、车牌号、司机信息等功能。便于调度和其他管理人员对车辆进行查找。

8.信息发布

8.1.在LED显示屏信息发布

在重要位置安装LED显示屏，通过井下环网或无线网络，可随时进行信息发布，包括紧急通知、领导莅临检查欢迎标语、危险警示、候车信息、堵车信息、车辆违章等信息进行随时提醒与发布，没有信息发布时可以实时显示环境监测数据。

8.2.在系统终端信息发布

在车队各管理口终端或系统操作终端进行信息发布，包括紧急通知、新闻、车辆违章等信息进行随时提醒与发布。

9.结束语

本系统采用无线采集及传导技术，并结合GIS技术，具有良好的人机界面，便于显示各个巷道的实际情况，及车辆的运行状态、位置等信息，并将采集到数据经智能分析后，为管理人员提供依据，满足井下车辆的有序通行，资源的合理调配，赏罚有据可依，极大的提高了井下车辆的运行效率和安全性。

参考文献

[1]任荷.煤矿井下运输管理系统[J].计算机系统应用.2011.5

[2]刘一江.井下交通信号控制及指挥系统的研究与实现[J].计算机测量与控制,2008.01