摘要：矿井运输效率对矿井的生产效率有着直接影响。针对目前矿井运输管理系统难以实现对机车高效管理的问题，设计了一种矿井智能运输管理系统。对该系统的功能进行了分析，并讨论了该系统的硬件组成及软件构成，可以为矿井智能化的实现提供一定的参考。
关键词：煤矿运输；机车；管理系统；智能
在煤矿井下，机车运输是大巷运输的主要方式。由于大巷长度较大，运输存在追尾、超速及脱轨等问题，严重影响大巷的运输能力。矿山企业急需建立一种智能化的矿井运输管理系统，对机车运行状况进行实时跟踪，实现管理人员与机车司机、机车司机与机车司机的通信，以此保证运输机车的安全有序运行，提高大巷运输效率[1]。现有的矿井运输管理系统存在严重的技术问题：a)采用计轴器来确定机车所在区域，但不能确定机车的精确位置，这导致当某个区域被占用时，其他机车只能在这个区域以外等待通行，严重影响机车运行效率；b)井下生产环境比较恶劣，如粉尘浓度大、某些区域存在积水等，这严重影响了计轴器的使用，若计轴器发生故障，则很容易引发机车撞车事故；c)机车司机与机车司机之间不能进行通信，在前车发生故障后，后车很难发现并采取有效的制动措施，导致事故发生后很容易扩大，同时司机很难知道事故的具体位置，这给救援带来了巨大的困难。为了保证矿井运输的高效进行，设计了一种智能运输管理系统。本文介绍了矿井智能运输管理系统的功能及组成，希望有助于进一步提高矿井的大巷运输效率。
1矿井智能运输管理系统的功能
为了更好地服务大巷中的机车运输，矿井智能运输管理系统应具有以下功能[2]：a)能实现机车动态的可视化，便于机车运输管理。上位机和监控系统能实时显示机车运行状态，主要包括机车的运行速度、位置、号码、方向等关键运输信息。同时还能动态显示附近机车的位置，在附近机车有超速或可能追尾时，上位机会发出报警信息，提示机车司机。上位机自带的硬盘可将机车运行的视频保存下来，作为机车违章的证据。这极大地方便了对机车运行的管理，提高了大巷运输效率。b)实现对机车的动态管理，提高行车效率。机车通过读取轨道线附近放置的电子里程，可向控制台实时发送当前位置信息。这有助于对机车运行速度、位置及方向的精确计算，可以以此控制机车之间的安全距离。多台机车的运行状态信息同时在控制台上显示，就可以知道线路上机车的运行密度情况。与以往的计轴器相比，对机车之间距离的管理更精确，提高了线路上机车的密度，更容易实现高容量运输。c)机车运行时可发出语音提示。通过与主机连接，系统能根据机车位置的不同，发出不同的提示语音。当后车距离过近时，机车自动发出报警，提示采取相应措施，以保证运输的安全性。这就要求系统能根据线路上的机车状态，实时生成语音指令，且对不同的机车发出的指令是不同的。
2矿井智能运输管理系统的硬件组成
矿井智能运输管理系统以无线中继通讯平台为基础，由机车位置跟踪子系统和道岔信号控制子系统等组成。下面将分别进行详细介绍。
2.1无线中继通讯平台
在对机车进行管理时需不断传递信息，这就需要机车与控制台进行有效通讯。采用有线传输很难对机车位置信息进行实时传输，最好的方式是实现无线通讯。由于地面无线信号很难传递到井下，这就需要在井下建立多个通讯基站。每个通讯基站的范围很有限，目的是有效实现这些基站的通讯。这就是煤矿井下所采用的无线中继通讯平台。在无线中继通讯系统中，中继器发挥了重要的作用，其主要是对传输的信号进行补偿，保证通讯信号的强度。无线中继通讯系统使得地面和井下实现了无线互通，方便了信息的交换，主要包括一些语言管理信号和视频信息等。语言管理信号主要有机车司机和机车司机之间的通话信号、管理人员与司机之间的通话信号，方便了井上和井下工作人员的通讯；视频信息是智能运输管理系统中的重要内容，在遇到紧急情况时，管理员可根据附近机车的信息采取相应措施，降低事故损失。此外，无线中继通讯平台构成简单，维护方便，这极大地提高了机车运输管理的安全性。
2.2机车位置跟踪子系统
实现对机车位置的实时跟踪，是矿井智能运输管理系统的关键内容。在煤矿井下，对机车位置的跟踪是通过机车与线路上方放置的电子里程碑感应实现的。由于每个电子里程碑都具有独一的编号，通过对编号位置进行查询就可以知道机车的实时位置。为保证机车位置识别的准确性，要求每隔几米或几十米设置1个电子里程碑[3]。机车位置跟踪子系统的组成如图2所示。由机车通过编号的顺序与时间，可以知道机车运行的方向和速度。据此可将机车的运行状态信息传递给控制台，可为管理线路上的机车提供参考。
2.3道岔信号控制子系统
在大巷运输时，对道岔的控制十分必要。在过去，对道岔信号灯的控制是通过人工来完成的，管理十分不便。轨道的道岔信号控制子系统能实现对道岔的切换及同步显示道岔信息的功能。通过与机车位置跟踪子系统相互配合，可实现对道岔信号的动态控制。一般情况下，道岔信号控制方式可分为集中控制、遥控控制和人工控制等。其中，集中控制的效率最高，在控制台就能实现对道岔的控制，实现了对道岔的无人值守，具有实时性强、控制准确性高、安全性高的特点，是现代化矿井采用的主流控制方式。
3矿井智能运输管理系统的软件构成
为了实现对运输的智能化管理，还应采用一些智能算法，对机车运行情况进行智能学习，从而进行合理科学的控制。软件可实时显示大巷中机车的运行状况、信号灯、道岔状态及道路占用情况。为了进行管理，就需要根据现场采集的信号自动做出相应判断。其中最重要的就是能自动报警，这是通过软件来控制的，当2列机车的距离小于预定值时，系统自动发出一些警告指令。在机车通过道岔时，根据附近机车状况对道岔走向进行控制，来保证机车的平稳运行。此外，根据机车运行状态产生一系列统计报告，形象显示机车运行中存在的问题，为进一步调整运行路线提供一定的参考。
4结语
在过去煤矿井下，机车运输时存在追尾、超速及脱轨等问题，严重影响了大巷的运输能力。为此，建立了一种矿井智能运输管理系统。该系统以无线中继通讯平台为基础，实现了管理人员与机车司机、机车司机与机车司机的通讯，保证运输机车安全有序地运行，提高了大巷的运输效率。系统分析了该系统的硬件和软件组成，为矿山智能化提供一定的参考。
参考文献：
［1］于晓云，李丰志，孟令学.多套矿井提升机集中调度与智能控制系统的设计［J］.工业控制计算机，2014，27(10)：21-22.
［2］葛捷如，周健.矿井轨道运输智能调度系统设计［J］.工矿自动化，2013，39(7)：85-88.
［3］郭宏伟.基于RFID技术的矿井车辆智能调度系统［J］.电信技术，2012(2)：66-70.
作者:马运凯 单位:山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿