斜沟煤矿KJ150A车辆监控及调度系统的应用

魏 凯

（山西西山晋兴能源有限责任公司，山西 兴县 033602）

目前，随着无轨胶轮车的发展及广泛使用，矿井辅助运输系统产生了许多新问题，如井下无序行车、车辆耗油无法统计、用车成本无法核算等。特别是车辆井下行驶超速、滞留井下时间长，造成辅助运输能力的浪费，阻碍了煤矿的高产高效。KJ150A车辆监控及调度系统可提供合理可行的解决方案，全面提升煤矿企业应用信息化手段快速决策的能力，实现运输调度的车辆精细化、系统智能化的管理能力。

1 辅助运输系统现状

西山晋兴能源公司斜沟煤矿位于山西省兴县的岚漪河两侧，矿井为伪斜井分煤层开拓。辅助运输方式为井上下无轨胶轮车连续运输，辅助运输系统由综采工作面材料巷、采区辅助运输大巷、副斜井等组成。巷道参数见表1.

FBL-55型铲板车、WC50Y型支架搬运车用于支架及其他大型设备运输。

WC8型和WC5型无轨胶轮车用于运送及回收物料。

WC20R（B）型和WC2J（B）型防爆胶轮车用于人员接送。车辆参数见表2.

表1 巷道参数表

表2 车辆参数表

2 监控系统结构设计

KJ150A系统的主要工作原理是应用射频识别技术和计算机通讯技术，在地面运输调度控制室设置中心控制计算机系统，在井下需要进行跟踪的巷道中根据现场实际情况放置一定数量的KJ150A-F型无线读卡器，井上、井下之间通过CANBus总线或工业以太网相连接。井下人员、车辆、设备等移动目标分别携带射频识别标签（RFID），系统通过读卡器与射频识别标签之间的无线通讯，实现对被识别对象的目标定位，并显示在控制中心的电脑显示屏上，从而为生产指挥调度、安全监测检查、区域禁入控制、紧急事件处理等工作提供有效手段，系统同时备份所有目标信息，并将有关数据传至各级管理部门，为监督指挥决策等提供重要依据，并可为矿内其它管理系统提供接口实现信息共享。

斜沟煤矿KJ150A车辆监控及调度系统主要由电缆、电源、光纤、光纤数据接口、网桥、读卡器、主机、人员定位卡、车辆定位卡等组成。自2013年4月开始建设，主要在副平硐、1#副斜井、11辅运上山、12辅运下山、21辅运上山、一水平辅运大巷布置了车辆监控及调度系统，每辆入井车辆安装具有电子识别能力的“读卡器”，供电线路均来自井下5个变电所，即11采区1#变电所（1-7馈开），11采区2#变电所（1-8馈开），8#煤水泵房变电所（2-7馈开），21采区变电所（3-7馈开），13#煤水泵房变电所（1-10馈开）。该系统铺设电源电缆、信号电缆合计31km，安装信号灯95台，车辆读卡器140台，信号灯控制器95台，电源85台，设备分别安装在车辆交汇处及弯道处。

其网络结构图见图1.

图1 网络结构图

KJ150A车辆监控及调度系统采用C／S结构设计，方便组网。通过局域网和互联网可实现数据共享，客服端从服务器读取数据，在显示界面可随时查询和掌握无轨胶轮车运行状态、运行线路、速度情况等各种实时参数统计和历史记录。服务器端安装有客服端软件，完成自动采集、自动分析、储存数据等功能，并完成用户管理、系统设置等功能。

3 系统功能

1）车辆定位识别功能。胶轮车运输监控及调度系统采用RFID技术能无线探测到井下无轨胶轮车的运行线路、运行位置等数据，为井下辅助运输调度提供可靠依据。

2）具备无轨胶轮车运行情况实时监控功能。车辆安装矿用柴油机车报警仪时可以更好地发挥胶轮车运输监控的功能。矿用柴油机车报警仪能检测无轨胶轮车运行中的车辆速度、瓦斯浓度、车辆发动机温度等参数；可统计车辆行驶里程、车辆运行时间、车辆油量；所检测参数可以由RFID和读卡器及时传送到地面车辆调度室。

3）井下交通自动控制功能。该设备使用分段式管理，由主机负责收集无轨胶轮车行驶信息，经系统自动分析处理后，对信号灯发出指令，实现自动控制功能。

4）系统具有交通管制功能。通过运输调度室的系统发送车辆调度命令，指定该巷道内无轨胶轮车行驶的先后顺序。运输调度室按照现场实际情况发送调度命令，可实现地面对井下交通管控。

5）系统软件能够实时显示井下车辆的运行方向、运行位置、运行状态及车辆读卡器、信号灯指示状态等相关设备的信息。

6）系统能够及时发现车辆故障、设备故障和违规驾驶等信息。

7）系统具有网络通信功能，能够快捷地接入矿井综合自动化系统，与其他系统进行信息共享。

4 应用效益分析

斜沟煤矿安装KJ150A车辆监控及调度系统之后，取得了一定的社会效益与经济效益：

1）数据分析和无线通讯等科学手段的应用，在一定程度上提高了斜沟煤矿辅助运输工作的科技水平，为运输系统建设提供了新的思路。

2）通过本次研究，确定无轨胶轮车井下行驶安全速度≤20km／h.

3）提高了无轨胶轮车工作效率，优化了矿井运输能力，缓解了该矿运输系统紧张的问题。

4）统计车辆用油、单车维修费用，降低车辆使用成本。目前，该矿无轨胶轮车单车每月用油成本2万元，单车每月维修费用3.4万元。通过井下辅助运输指挥系统的应用，在满足矿井运输量的前提下每天可减少使用5辆无轨胶轮车，年节约运输成本约560万元。

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