刘永昌

神华黄骅港务有限责任公司，河北沧州 061113

基于分离轴定理的堆场防碰撞系统设计

刘永昌

神华黄骅港务有限责任公司，河北沧州 061113

堆场防碰撞系统是一个避免堆场中机械之间由于距离过近发生碰撞的保护系统。本设计中根据各个机械的实时位置与真实尺寸为其构建了三个区域（凸多边形）：机械结构区、禁止侵入区、报警区，防碰撞系统根据分离轴定理实时计算相邻设备的禁止侵入区是否有重合来决定是否禁止相应动作，消除了相邻设备之间发生碰撞的风险。

防碰撞系统；分离轴定理；GPS；PLC

1 设计背景

此前神华黄骅港务公司堆场使用的防碰撞系统存在以下几个问题。1）算法过于简单，把每个设备看做一个线段，把线段之间的最小距离当做两个设备的距离。由于设备的外形不规则，并且没有考虑设备的减速过程，因此当相距15米时发出停止信号，但停止后真实的距离不固定。这不但存在安全隐患，还会影响到某些正常作业。2）防碰撞系统中的GPS安装在移动单机上，它们与GPS服务器电脑之间直接连接，电脑再依次与移动单机的PLC连接，这种复杂的通信互联会造成较长的通信延迟。此外，服务器电脑的死机、通信的不稳定性也会对取料机、堆料机的操作造成频繁干扰。3）一旦发生防碰撞停止，相应大机的各个动作都被禁止，影响了作业效率。4）老GPS的精度较低（分米级）、更新频率较慢（3s更新一次数据）。

现在神华黄骅港务公司正在积极开展堆场无人化的项目，此项目要求堆场设备必须安全高效的运行，因此，有必要开发一套新的、更加安全高效的堆场防碰撞系统。……