煤礦井下電機車平巷運輸防撞信號系統的探索與實現

李春景

華晉焦煤沙曲二礦 山西呂梁 033000

煤礦電機車防撞信號系統巷道運輸探索和設計實現，可以改變煤礦安全生產，特別是交通安全，可以減少生命的損失，也能避免司機因為疲勞或分心，導致事故，此外，它可以提高生產效率，可以進行機車的狀態，而且還提高了煤礦生產自動化水平，我國煤炭工業的進一步發展。

1 設計目標

設計系統可以掌握煤礦機車在巷道中的位置，并與網絡連接，建立與調度服務器的連接。設備同步服務終端的刷新頻率應大于2次/min，車載設備的數據刷新頻率不小于30次/min，定位精度不小于3m。

2 設計思路

防撞設計的整體思路是對機車的運行情況進行地位，操控，并設置語言提醒系統提示機車司機，達到防撞的目的，系統首先使用RFID路標和位移測算相結合的方法對機車位置進行定位，計算機處理數據信息之后，系統利用WIFI網絡即刻上傳機車數據信息，確定機車的位、運行方向[1]。

系統設計主要分為四個部分，地下局域網、RFID標簽、車輛裝置、地下局部區域。

網絡使用光纖環網，網絡使用ccess巷道點建立一個無線網絡，使用RFID標簽嵌入在入口和出口的巷道叉嘴，火車頭的位置，在車里進了RFID讀卡器，獲取ID標簽，標簽信息傳感器，得到讀卡器后通過分析信息可以測量位移和機車的方向，另一個控制器計算出機車的位置，向上傳遞到W我Fi連接到局域網網絡調度服務器接收信息從各種機車運行的道路，結合地圖處理，它將顯示在服務器和每個機車車載設備的數字地圖協助調度和導航，根據機車運行時，它將被轉換成語音信息。

3 網絡系統的建設

我們選擇光纖環網作為井下主網，由于井下環境相對較差，為了方便光纖在井下的融合，選擇多模（125/50微米）光纖，敷設在主巷。100個基點光纖用于開關，使用以太網作為通信線路、服務器、交換機、和ccess巷道分支節點連接到骨干，如進入光學訪問、電纜訪問、分支網絡根據節點間距在使用光纖100多米時，是使用不到100米采礦電纜訪問[2]。ccess點將信息傳輸到協議調制并以射頻信號的形式傳輸給天線，然后通過天線將射頻信號轉換為電磁波。信號由天線傳送。當遇到無線客戶端或接收天線時，將信號轉換為射頻信號，射頻信號經過解調后成為初始信號。網絡設計部分完成了整個系統的定位。機車本身既是一個移動平臺，也是一個客戶端。系統設計要求在機車運行方向安裝反向定向天線，接收和傳輸運行方向的無線信號。定向天線的傳輸可以說是非常遙遠的，它可以減少一個ccess點節點的浪費。在拐角處，定向天線比全向天線差，所以這里使用全向天線。

3.1 車載裝置內部設計

我們需要在車載設備上實現以下功能:讀取RFID標簽判斷機車輛定位、位移和方向測量、與服務器通訊、命令采集、機車位置在機車電子地圖上顯示、關鍵輸入操作系統設計。籬笆需要信號傳感器的系統設計，同時，設置防爆裝置在機車上，還有他把RFID易讀性防爆盒內，把天線放在機車定位，機車每次RFID標簽后，系統能夠識別ID號，并將信息發送到網絡，實時計算出機車位置發送到服務器[3]。

3.2 硬件選擇

本方案采用主要的系統設計硬件如下：PC 104接口的工控主板，PC 104接口的采集板卡、PC 104接口的脈沖量、大小為96×90m m -PC 104接口板卡、X 86架構本工控主板，凌動N 450C PU、LV D S接口，24路輸入和24路輸出PC M 3780，采集卡、型號 C P1H -X A -40D T-D 的 PLC。

3.3 行人檢測的設計

行人安全預警功能模塊是基于紅外檢測技術，已應用于各種檢測領域。在煤礦井下生產中，也有使用熱釋電傳感器探測行人的情況。該系統利用紅外探測技術對行人進行探測和報警。

3.4 司機防睡裝置

考慮到設計中使用的c-pu容量負載有限，井下光線不好，視頻無法清晰判斷駕駛員是否清醒。因此，本系統采用Steute公司生產的EEx G FI防爆腳踏開關來判斷駕駛員是否處于清醒狀態。

3.5 防超速行駛設計

機車在井下運輸原煤時，經常發生超速現象。一旦機車速度超過最大限速，機車控制器將輸出相應的信號和報警，并控制機車的調速器，降低運行速度。為了實現這個功能，必須進行測試電力機車運行速度，霍爾傳感器將檢測裝置，安裝在電力機車車軸，和軸轉速轉換成頻率信號，傳感器和反饋，電力機車控制器的這個時候信號收集、計算，以獲得實際的機車運行速度的問題。此外，還設置了兩組車速報警值，根據這兩組數據判斷是否報警停車[4]。當電力機車速度大于運行速度報警值時，電力機車控制器發出聲光報警信號，并觸發調速器降低電力機車速度。當電力機車速度超過危險速度時，由電力機車控制器控制制動系統，使制動器工作，實現對空氣制動器的制動控制。該設計可使電力機車在危險距離內快速制動，避免超速現象。

3.6 語音通信系統設計

本設計采用“V O IP語音網關連接礦井模擬電話，利用計算機語音客戶端進行生成，將語音客戶端嵌入到車載設備和調度平臺中，實現語音通信功能。語音通話是用來提醒司機避免撞車的[5]。

4 結語

行人預警的系統設計，司機困倦，可以進行機車的狀態，和實時定位信息反映在網絡控制系統，和機車的驅動控制，電子地圖能保證機車控制，并加入了語音提示系統，可以減少碰撞的發病率，設計具有較強的可操作性，科學而有效的，適合我的實踐。