一种矿井内单车道车辆运行控制信号系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种矿井内单车道车辆运行控制信号系统，所述信号系统包括用于实现车辆监测的射频定位子系统、实现现场及室内设备之间的信息交换的通信网络子系统、实现对信号灯的控制的信号灯控制子系统和实现操作员对现场设备状态的监视及控制的人机界面子系统；射频定位子系统通过通信网络子系统分别与信号灯控制子系统和人机交互界面子系统连接。本实用新型专利技术通过矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统对井下车辆实时跟踪监测和定位调度指挥，减少因频繁倒车而造成的油耗及人力资源的损耗，从而降低生产成本，减少工作人员的劳动强度，获得更高的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制系统，具体涉及一种矿井内单车道车辆运行控制信号系统。
技术介绍
随着煤矿产业的发展，煤矿机械化、自动化水平的提高，相应的对煤矿井下运输的要求也越来越高，各种新型的运输方式应运而生。煤矿井下运输分为主运输和辅助运输，主运输指煤炭运输，辅助运输指煤炭运输之外的材料、设备、人员和矸石等的运输。带式运输机已经较好的解决了主运输的问题，但辅助运输仍是煤矿运输中亟待研究的薄弱环节。辅助运输方式有轨辅助运输方式和无轨辅助运输方式。有轨辅助运输以铺设双轨或悬吊单轨为主要特征，例如电机车、单轨吊车等，无轨辅助运输则以胶轮或履带为行走机构，例如无轨胶轮车、电动卡车等。目前，我国的大中型矿山都有运载人、采掘设备、生产材料、矿石、废石等的井下斜坡巷道。井下斜坡巷道的横断面通常较窄，其宽度只允许车辆单道行驶，若上下行同时有车进入巷道，就会造成交通堵塞，必须一辆车退出巷道让对面的车辆通行。为解决上述问题，每隔一段距离开一个用于会车的硐室。井下运输状况一般较为复杂，若不设信号灯，仍可能会出现相对运动的车辆同时进入同一巷道的情况，引起阻塞甚至撞车，车辆频繁倒车会降低效率、浪费油料、折损车辆行驶寿命，因此，传统的无信号系统或者简易手动信号系统已逐渐不能满足生产要求，设置矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统有其必要性。此外，由于矿山井下道路湿滑、路面狭窄、路况复杂，若调度不当，极易发生撞车、追尾等事故，从而危及安全，且随着煤矿自动化进程的推进，煤矿运输压力的逐年增加，井下运输系统作为煤矿产业中薄弱环节，会严重影响整个产业的生产效率，故我们必须致力于研究安全、可靠、高效的矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统。通过矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统对井下车辆实时跟踪监测和定位调度指挥，可以有效地解决车辆避让问题，在规范化行车的基础上可以基本杜绝追尾、撞车等行车事故，排除安全隐患，保障矿山作业人员的安全；通过合理的调度算法可以减少车辆堵塞的可能性，提高矿山井下运输作业效率；此外，可以减少因频繁倒车而造成的油耗及人力资源的损耗，从而降低生产成本，减少工作人员的劳动强度，获得更高的经济效益。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本技术要解决的技术问题是通过矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统对井下车辆实时跟踪监测和定位调度指挥，有效地解决矿井内单车道行车车辆避让、杜绝追尾、撞车等行车事故；减少因频繁倒车而造成的油耗及人力资源的损耗，从而降低生产成本，减少工作人员的劳动强度，获得更高的经济效益。为了解决上述技术问题，本技术实现上述目的采用以下技术方案：一种矿井内单车道车辆运行控制信号系统，所述信号系统包括用于实现车辆监测的射频定位子系统、实现现场及室内设备之间的信息交换的通信网络子系统、实现对信号灯的控制的信号灯控制子系统和实现操作员对现场设备状态的监视及控制的人机界面子系统；所述射频定位子系统通过通信网络子系统分别与信号灯控制子系统和人机交互界面子系统连接。进一步地，所述射频定位子系统包括射频读卡器、以及与其连接的天线，还包括贴在车辆上的与射频读卡器连接的车载电子标签。进一步地，所述通信网络子系统采用CAN现场总线实现低层现场设备射频读卡器与控制接口计算机之间的连接，所述人机交互界面子系统与信号灯控制子系统之间的通信用工业以太网实现。进一步地，所述信号灯控制子系统包括S7-200系列PLC、数据库计算机和信号灯，所述数据库计算机和信号灯均与S7-200系列PLC连接；所述数据库计算机和信号灯连接。进一步地，所述S7-200系列PLC将CPU、I/O模块和电源封装在箱型塑料机壳内，称为CPU模块；所述CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。进一步地，所述人机界面子系统采用电脑一体机、PC机或平板电脑实现。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。与最接近的现有技术相比，本技术提供的技术方案具有的优异效果是：本技术提供的系统通过对矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统对井下车辆实时跟踪监测和定位调度指挥，可以有效地解决车辆避让问题，在规范化行车的基础上可以基本杜绝追尾、撞车等行车事故，排除安全隐患，保障矿山作业人员的安全；通过合理的调度算法可以减少车辆堵塞的可能性，提高矿山井下运输作业效率；此外，可以减少因频繁倒车而造成的油耗及人力资源的损耗，从而降低生产成本，减少工作人员的劳动强度，获得更高的经济效益。附图说明图1是本技术提供的矿井内单车道车辆运行控制信号系统的构成图；图2是本技术提供的一个控制子区域示意图；图3是本技术提供的一组信号灯的示意图；图4是本技术提供的信号灯控制程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。以下描述和附图充分地示出本技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本技术的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个技术或技术构思。矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统由四个子系统构成如图1所示，包括以下系统：1、射频定为子系统；2、通信网络子系统；3、信号灯控制子系统；4、人机界面子系统。各子系统相对独立，分别实现各自的功能，系统间又相互联系，共同指挥车辆。射频定位子系统通过通信网络子系统分别与信号灯控制子系统和人机交互界面子系统连接。射频定位子系统包括射频读卡器、以及与其连接的天线，还包括贴在车辆上的与射频读卡器连接的车载电子标签。通信网络子系统采用CAN现场总线实现低层现场设备射频读卡器与控制接口计算机之间的连接，所述人机交互界面子系统与信号灯控制子系统之间的通信用工业以太网实现。信号灯控制子系统包括S7-200系列PLC、数据库计算机和信号灯，所述数据库计算机和信号灯均与S7-200系列PLC连接；所述数据库计算机和信号灯连接。S7-200系列PLC将CPU、I/O模块和电源封装在箱型塑料机壳内，称为CPU模块；所述CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。人机界面子系统采用电脑一体机、PC机或平板电脑实现。具体各系统功能说明如下：1、射频定位子系统采用射频识别技术，实现车辆监测。欲实现对井下车辆管理和控制，必须建立在对现场车辆实时、准确的监测之上，我们必须知道哪个车段有车、车辆的优先级是哪一级，才能够实现对信号灯的自动控制，才能建立人机界面将现场情况及时、准确地反映出来。此外，矿井内单车道固定会车点车辆运行控制信号系统是煤矿综合监控系统的一个重要组成部分，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井内单车道车辆运行控制信号系统，所述信号系统包括用于实现车辆监测的射频定位子系统、实现现场及室内设备之间的信息交换的通信网络子系统、实现对信号灯的控制的信号灯控制子系统和实现操作员对现场设备状态的监视及控制的人机界面子系统；所述射频定位子系统通过通信网络子系统分别与信号灯控制子系统和人机交互界面子系统连接；所述射频定位子系统包括射频读卡器、以及与其连接的天线，还包括贴在车辆上的与射频读卡器连接的车载电子标签；所述通信网络子系统采用CAN现场总线实现低层现场设备射频读卡器与控制接口计算机之间的连接，所述人机交互界面子系统与信号灯控制子系统之间的通信用工业以太网实现；所述信号灯控制子系统包括S7‑200系列PLC、数据库计算机和信号灯，所述数据库计算机和信号灯均与S7‑200系列PLC连接；所述数据库计算机和信号灯连接；所述S7‑200系列PLC将CPU、I/O模块和电源封装在箱型塑料机壳内，称为CPU模块；所述CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接；所述人机界面子系统采用电脑一体机、PC机或平板电脑实现。

【技术特征摘要】
1.一种矿井内单车道车辆运行控制信号系统，所述信号系统包括用于实现车辆监测的射频定位子系统、实现现场及室内设备之间的信息交换的通信网络子系统、实现对信号灯的控制的信号灯控制子系统和实现操作员对现场设备状态的监视及控制的人机界面子系统；所述射频定位子系统通过通信网络子系统分别与信号灯控制子系统和人机交互界面子系统连接；所述射频定位子系统包括射频读卡器、以及与其连接的天线，还包括贴在车辆上的与射频读卡器连接的车载电子标签；所述通信网络子系统采用CAN现场总线实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤旻安，王晓明，曹洁，张红，程海鹏，汤自安，董海龙，张凯，
申请(专利权)人：兰州理工大学，兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62